Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-31T20:36:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Thiago Cavalcanti da Silva.pdf: 1792875 bytes, checksum: d52665aa636e788c30a40a8075c75c58 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-01T21:24:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Thiago Cavalcanti da Silva.pdf: 1792875 bytes, checksum: d52665aa636e788c30a40a8075c75c58 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-01T21:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Thiago Cavalcanti da Silva.pdf: 1792875 bytes, checksum: d52665aa636e788c30a40a8075c75c58 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / O biodiesel é produzido a partir de óleos vegetais ou gorduras animais, álcool e um catalisador. O processo mais utilizado para a síntese do biodiesel é a transesterificação, gerando ésteres monoalquílicos. Durante a produção do biodiesel, há o surgimento de coprodutos indesejáveis e a presença de residuais de matérias primas não processadas que se encontram dissolvidas ao final da reação. Com isso, se faz necessário que ocorra um processo de tratamento dessas impurezas, constituídas por glicerol livre, sabão, além de conter álcool, catalisador e óleo emulsionado que não foram reagidos durante a produção do biodiesel. Este trabalho visa caracterizar o efluente gerado pelo processo de purificação do biodiesel, além de avaliar alternativas de tratamento deste efluente oleoso utilizando um método biotecnológico. O efluente foi caracterizado pelos parâmetros: pH, turbidez, condutividade, DQO, DBO₅, sólidos totais (fixos, voláteis), sólidos dissolvidos totais, temperatura e teor de óleos e graxas. A lipase utilizada no tratamento do efluente foi produzida originalmente a partir de otimização dos dados obtidos na literatura. O fungo utilizado para a produção da lipase foi o Rhizopus oryzae e os melhores resultados experimentais foram modelados com o emprego do planejamento fatorial, que conteve fonte de carbono (glicerina residual), fonte de nitrogênio (peptona e NaNO₃) e Tween 20 como variáveis do estudo estatístico. A etapa seguinte da pesquisa foi a realização de um novo planejamento fatorial destinado à aplicação dessa lipase visando o tratamento do efluente de biodiesel. Nesse processo, utilizaram-se pH, concentração de goma arábica (solução a 7% m/V) e concentração da lipase como variáveis deste estudo estatístico. Ressalta-se que a remoção do teor de óleos e graxas e DQO do efluente foram avaliadas nesta modelagem estatística. Experimentalmente, foi observado que o efluente coletado apresentava elevado teor de óleos e graxas, DQO e carga orgânica. O planejamento fatorial de produção da lipase constatou que todas as variáveis utilizadas no modelo foram significativas, entretanto, a fonte de carbono foi a que se mostrou a mais importante dentre as demais. A atividade enzimática máxima da lipase obtida foi de 389,62 U.L⁻¹. Com relação ao resultado obtido no planejamento fatorial de aplicação da lipase no tratamento do efluente, foi possível verificar que todas as variáveis foram significativas, porém o volume de solução de goma arábica aplicada foi o mais evidenciado, pelo fato de os ensaios que utilizaram a maior aplicação dessa variável terem obtido os menores resultados de TOG e de DQO em comparação a todo o planejamento, 60 mg.L⁻¹ e 207.783,6 mg.L⁻¹ respectivamente. A melhor condição obtida com o tratamento enzimático no efluente de biodiesel resultou numa eficiência de remoção de DQO e de TOG em 29,4% e 99,2% respectivamente. Esses resultados indicam que o tratamento proposto mesmo obtendo remoções consideráveis de DQO e TOG, ainda não permite o descarte deste efluente tratados no meio ambiente, de acordo com a resolução CONAMA 357/2005. / Biodiesel is produced from vegetable oils or animal fats, alcohol and a catalyst. The most used process for the synthesis of biodiesel is the transesterification, generating monoalkyl esters. During the production of biodiesel, occur the appearance of undesirable coproducts and the presence of residuals of raw materials that are dissolved with the product at the end of the reaction. Therefore, it is necessary to have a process of treatment of these impurities, constituted by free glycerol, soap, besides containing alcohol, catalyst and emulsified oil that were not reacted during the biodiesel production. This work aims to characterize the effluent generated by the biodiesel purification process, besides evaluating alternatives for treatment of this oily effluent using a biotechnological method. The effluent was characterized by: pH, turbidity, conductivity, COD, BOD5, total solids (fixed, volatile), total dissolved solids, temperature and content of oils and greases. The lipase used in the treatment of the effluent was originally produced from optimization of data obtained in the literature. The fungus used to produce lipase was Rhizopus oryzae and the best experimental results were modeled using DOE, using carbon source (residual glycerin), nitrogen source (peptone and NaNO3) and Tween 20 as variables for the Statistical study. The next stage of the research was the realization of a new experimental design for the application of this lipase for the treatment of the biodiesel effluent. In this process, pH, gum arabic concentration (7% w / v solution) and lipase concentration were used as variables in this Statistical study. It should be noted that the removal of the oils and grease content and COD of the effluent were evaluated in this statistical modeling. Experimentally, it was observed that the collected effluent presented high content of oils and greases, COD and organic load. The factorial design of lipase production found that all the variables used in the model were significant, however, the carbon source was the most important of the others. The maximum enzymatic activity of lipase obtained was 389.62 U.L⁻¹. Regarding the results obtained in the factorial design of lipase application in the treatment of the effluent, it was possible to verify that all the variables were significant, but the volume of solution of gum arabic applied was the most evidenced, since the tests that used the largest Application of this variable obtained the lowest TOG and COD results compared to the whole planning, 60 mg.L⁻¹ and 207,783.6 mg.L⁻¹, respectively. The best condition obtained with the enzymatic treatment in the biodiesel effluent resulted in a COD removal and TOG removal efficiency of 29.4% and 99.2%, respectively. These results indicate that the proposed treatment, even obtaining considerable removals of COD and TOG, still does not allow the disposal of this effluent treated in the environment, according to CONAMA Resolution 357/2005.

Orientador: Yoon Kil Chang / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-14T14:34:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LeomarHackbartda_D.pdf: 2305142 bytes, checksum: 6c8e0a6535a2141daa95d72795481f6b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O consumo de soja e produtos fermentados de soja aumentou consideravelmente nos últimos anos, devido à presença de compostos funcionais como as isoflavonas e os peptídeos, que em determinadas concentrações trazem benefícios à saúde dos consumidores. Este trabalho objetivou avaliar e caracterizar a conversão dos isômeros de isoflavonas glicosiladas à agliconas e alterações das propriedades tecnológicas durante a fermentação da farinha de soja integral autoclavada (FSIA), sendo as condições de fermentação otimizadas através de Metodologia de Superfície de Resposta e posterior aplicação em pão de forma. A FSIA foi fermentada com o fungo Aspergillus oryzae CCT 4359, variando-se a temperatura de 28 (-1,41) a 42ºC (+1,41), e o tempo de incubação de 19 (-1,41) a 53 h (+1,41) de acordo com o planejamento experimental, seca em estufa a vácuo, a 60ºC, até 10% de umidade, obtendo-se a farinha de soja integral autoclavada fermentada (FSIAF), a qual foi avaliada quanto à composição centesimal, índice de absorção de água (IAA), índice de solubilidade do nitrogênio (ISN), índice de atividade ureática (IAU), pH, índice de acidez do extrato etéreo (IAE), cor instrumental, análise quantitativa das isoflavonas (CLAE-DAD) e perfil eletroforético das proteínas (SDS-PAGE). A otimização da formulação de pão de forma com FSIAF-otimizada foi realizada através de um planejamento experimental variando-se a porcentagem de FSIAF e de vital glúten. Os pães foram avaliados quanto ao volume específico, cor do miolo, umidade e firmeza do miolo. O produto otimizado foi caracterizado quanto ao volume específico e cor do miolo no dia da produção, umidade e firmeza do miolo, nos dias 1, 4 e 7 após o processamento, análise sensorial (aparência, cor, aroma, textura e sabor), intenção de compra e quantificação das isoflavonas. Os resultados indicaram que a fermentação aumentou o conteúdo de proteínas, lipídeos, cinzas e fibras, reduzindo o teor de carboidratos e não alterou a umidade. Modificou o IAA e IAE, reduziu o IAU de 0,61 (FSIA) para 0,25 unidades de pH (FSIAF), o que indica a redução de fatores antinutricionais, porém não influenciou na cor, pH e ISN da FSIAF, promoveu a transformação das isoflavonas glicosiladas em agliconas que passaram de 35,13 µg.g-1 na FSIA para a faixa de 245,23 a 535,94 µg.g-1 na FSIAF, nos diferentes ensaios, aumentando em no máximo 14,26 vezes a concentração de agliconas na FSIAF e também promoveu a formação de peptídeos de baixo peso molecular (< 20 kDa). A FSIAF a 35ºC por 36h (ponto central) aumentou as isoflavonas agliconas para 77% do total de isoflavonas, reduziu a atividade ureática para níveis aceitáveis, não alterou os parâmetros de ISN e IAA, mantendo o IAE baixo, quando comparado com a FSIA, obtendo-se uma FSIAF-otimizada com melhores propriedades nutricionais, tecnológicas e funcionais, sendo escolhida para utilização em formulação de pães de forma. A adição de até 25% de FSIAF-otimizada e 6,0% de vital glúten na formulação de pão de forma não interferiu na firmeza e nas características sensoriais do produto, sendo esta porcentagem recomendada para a substituição da farinha de trigo. Uma porção de 50 g de pão de forma com adição de 25% de FSIAF e 6% de vital glúten fornece 10,20 g de proteína total, sendo 3,92 g de proteína de soja, que representam 15,66% da Ingestão Diária Recomendada, com 218,62 µg de isoflavonas, contendo 71% na forma aglicona o que corresponde a 44% da ingestão de isoflavonas considerada para efeito benéfico à saúde (500 µg). Além de fornecer 1,0% de fibras totais, conferindo propriedades funcionais ao pão / Abstract: The consumption of soybean and its fermented products has increased considerably in recent years due to the presence of functional compounds such as isoflavones and peptides, which are of benefit to consumer health if consumed in determined concentrations. The objective of the present study was to evaluate and characterize the conversion of glycosylated isoflavone isomers to aglycones and alterations in the technological properties, during the fermentation of whole autoclaved soybean flour (WASF), the fermentation conditions being optimized using the Response Surface Methodology and subsequent application in pan bread. The WASF was fermented using the fungus Aspergillus oryzae CCT 4359, varying the temperature from 28ºC (-1.41) to 42ºC (+1.41) and the incubation time from 19h (-1.41) to 53h (+1.41) according to the experimental design, and then dried to 10% moisture content in a vacuum oven at 60ºC, thus obtaining whole fermented autoclaved soybean flour (WFASF). The following characteristics were evaluated: proximate composition, water absorption index (WAI), soluble nitrogen index (SNI), ureatic activity index (UAI), pH, ether extract acidity index (EAI), instrumental color, quantitative analysis of the isoflavones (HPLC-PDA) and the electrophoretic profile of the proteins (SDS-PAGE). Optimization of the formulation for the bread loaves containing optimized WFASF was carried out using an experimental design, varying the percentages of WFASF and vital gluten. The specific volume, crumb color, moisture content and firmness of the loaves were evaluated. The optimized product was characterized with respect to specific volume and crumb color on the day of production, the moisture content and firmness 1, 4 and 7 days after processing, also determining the sensory acceptance (appearance, color, aroma, texture and flavor), purchase intention and quantification of the isoflavones. The results indicated that fermentation increased the protein, lipid, ash and fiber contents, reduced the carbohydrate content and did not alter the moisture content. It modified the WAI and EAI, reduced the UAI from 0.61 (WASF) to 0.25 (WFASF) pH units, indicating a reduction in the anti-nutritional factors, but did not influence the color, pH or SNI of the WFASF, promoting transformation of the glycosylated isoflavones into aglycones, which increased from 35.13 µg.g-1 in the WASF to a range between 245.23 to 535.94 µg.g-1 in the WFASF in the different trials, increasing the concentration of aglycones up to 14.26 times in the WFASF as compared to the WASF, and also promoting the formation of low molecular weight peptides (<20 kDa). In the WFASF produced at 35ºC for 36h (central point), the isoflavone aglycones increased to 77% of the total isoflavones, the ureatic activity was reduced to acceptable levels, the parameters SNI and WAI were unaltered, and the EAI remained low, as compared to the WASF, thus obtaining an optimized WFASF with better nutritional, technological and functional properties, allowing for its use in the formulation of bread loaves. The addition of 25% optimized WFASF and 6.0% vital gluten to the bread loaf formulation did not interfere with the firmness or sensory characteristics of the product, this being the proportion recommended for substitution of part of the wheat flour. A 50 g serving of bread with this percentage of addition provided 3.92 g soybean protein, representing 15.66% of the recommended daily ingestion, and 218.62 µg isoflavones with 71% in the aglycone form, corresponding to 44% of the recommended ingestion of isoflavones for a beneficial effect on health (500 µg), as well as providing 1.0% total fiber, thus conferring functional properties to the bread / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

abstract: The intracellular motility seen in the cytoplasm of angiosperm plant pollen tubes is known as reverse fountain cytoplasmic streaming (i.e., cyclosis). This effect occurs when organelles move anterograde along the cortex of the cell and retrograde down the center of the cell. The result is a displacement of cytoplasmic volume causing a cyclic motion of organelles and bulk liquid. Visually, the organelles appear to be traveling in a backwards fountain hence the name. The use of light microscopy bioimaging in this study has documented reverse fountain cytoplasmic streaming for the first time in fungal hyphae of Rhizopus oryzae and other members in the order Mucorales (Mucoromycota). This is a unique characteristic of the mucoralean fungi, with other fungal phyla (e.g., Ascomycota, Basidiomycota) exhibiting unidirectional cytoplasmic behavior that lacks rhythmic streaming (i.e., sleeve-like streaming). The mechanism of reverse fountain cytoplasmic streaming in filamentous fungi is currently unknown. However, in angiosperm plant pollen tubes it’s correlated with the arrangement and activity of the actin cytoskeleton. Thus, the current work assumes that filamentous actin and associated proteins are directly involved with the cytoplasmic behavior in Mucorales hyphae. From an evolutionary perspective, fungi in the Mucorales may have developed reverse fountain cytoplasmic streaming as a method to transport various organelles over long and short distances. In addition, the mechanism is likely to facilitate driving of polarized hyphal growth. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Molecular and Cellular Biology 2020

Plant-pathogenic fungi harbor various specialized metabolites including diterpenoids that function as hormones and virulence factors. The fungus Magnaporthe oryzae is the causal agent of rice blast disease and can infect over 50 grass species. We demonstrate that the rice blast fungus encodes two diterpene synthases that produce normal pimara-8,15-diene and manoyl oxide scaffolds. Phylogenetic analysis of diterpene synthases among rice blast pathotypes showed functional conservation of the two core diterpene synthases amongst all pathotypes and suggests further expansion in select grass species. These insights into the blast fungal terpenome may inform efforts to counteract deleterious phytopathogens in crucial food crops.

Le riz (Oryza sativa L) est la source principale d'alimentation pour plus de la moitié de la population mondiale (Khush, 2005). La production de riz devrait augmenter de plus de 40% en 2030 pour satisfaire la demande de croissance de la population. Chaque année, environ 25% de la production est perdue à cause des insectes ravageurs, des maladies et des mauvaises herbes (Khus, 2005). Des pertes semblables sont dues aux stress abiotiques comme la sécheresse. L'objectif de mon travail de thèse a consisté à étudier la fonction de deux facteurs de transcription (FT) à boîte MADS OsMADS25 et OsMADS26 dans la réponse aux stress ou dans le développement. Pour cela, j'ai généré des lignées de riz surexprimant les ADNc codant ces FT et aussi des lignées interférées pour le gène OsMADS26 en utilisant deux GST différentes pour induire de l'ARN interférence destiné à détruire les ARNm OsMADS26. Dans le cas du gène OsMADS25 qui appartient à un groupe de cinq gènes phylogénétiquement proches, j'ai généré des plantes exprimant la protéine OsMADS25 fusionnée avec le motif répresseur dominant de la transcription EAR. Les lignées T2 exprimant le FT OsMADS25 fusionné au motif EAR présentent un phénotype semblable à celui d'une lignée d'insertion de TDNA dans ce gène. Ces plantes sont caractérisées par une forte réduction du nombre de leur talle et par une hauteur plus importante de la talle principale. Les plantes qui surexpriment OsMADS25 natif ne présentent pas de phénotype particulier. Ceci suggère que le gène OsMADS25 pourrait être impliqué dans la régulation du nombre de talles chez le riz bien qu'il soit exprimé au niveau de la racine. Le mode d'action du gène OsMADS25 sur le contrôle du développement des méristèmes axillaire du riz reste à préciser. Les lignées interférées OsMADS26 présentent une meilleure résistance à Magnaporthe oryzae (Mo) et à Xanthomonas oryzae pv. Oryzae (Xoo), deux principaux pathogènes du riz, et aussi une meilleure capacité de restauration après l'application d'un stress hydrique par rapport aux lignées témoin tandis que les lignées surexprimant OsMADS26 sont plus sensibles à ces stress. Les analyses de QPCR et du transcriptome que nous avons effectuées ont mis en évidence l'expression constitutive plus élevée dans les lignées interférées de plusieurs gènes de réponse aux stress biotique et abiotique. Ces résultats suggèrent que OsMADS26 pourrait être un inhibiteur général des mécanismes de défense de la plante et que les plantes interférée OsMADS26 sont dans un statut physiologique de type primed-like qui leur permettent d'être plus résistantes aux stress. Les lignées interférées pour OsMADS26 sont très peu affectées dans leur développement. Le gène OsMADS26 est donc un gène très intéressant pour les programmes d'amélioration du riz / MADS-box transcription factors (TF) have been mostly characterized for their involvement of plant development such as floral organogenesis and flowering time. Some of them are involved in stress related developmental processes such as abscission, fruit ripening and senescence. Overexpression of the rice OsMADS26 TF suggested a function in stress response. Here we report that OsMADS26 interfered lines presented a better resistance against two major pathogens of rice, Xanthomonas oryzae (Xoo) and Magnaportae oryzae (Mo) and a better recovery capacity after a water stress period. Transcriptome analysis revealed that several biotic and abiotic stresses related genes were up regulated in OsMADS26 interfered lines. In addition QPCR analysis showed that the expression of a set of biotic and abiotic genes was induced when OsMADS26 interfered lines were infected by Xoo or submitted to a water stress. This indicated that OsMADS26 is a negative regulator of biotic and abiotic stress response in rice. Taking in account the data previously published that showed that inducible overexpression of OsMADS26 resulted in the activation of expression of genes involved in jasmonic acid or reactive oxygen species biosynthesis, we postulate that OsMADS26 may be a hub regulator of stress response in rice and that it may be posttranscriptional regulated to modulate negatively or positively rice response to various stresses.In addition we have shown in this thesis that an insertion mutant line disrupting the OsMADS25 gene is characterized by a reduced number of tiller. This phenotype was also obtained in transgenic lines expressing the OsMADS25 transcription factor fused with a dominant motif inhibitor of transcription. Thissuggested that OsMADS25 is involved in the control of tiller development in rice.Key words: Rice, stress, blast, tillering, MADS-box, transcription factor, OsMADS26, OsMADS25, transcriptome

Le pouvoir pathogène des microorganismes repose sur leur capacité à manipuler des processus cellulaires de l'hôte à l'aide de protéines sécrétées dans le tissu végétal : les effecteurs. En plus de leur rôle primordial dans le pouvoir pathogène, les effecteurs sont centraux pour la résistance des plantes. La reconnaissance de certains d'entre eux par des récepteurs du système immunitaire végétal, nommées protéines de résistance (R), déclenche la résistance de la plante. Cette thèse a permis la caractérisation moléculaire d'AVR-CO39, un effecteur du champignon pathogène du riz Magnaporthe oryzae. Nous montrons qu'AVR-CO39 est transloqué dans le cytoplasme des cellules infectées par un mécanisme indépendant de facteurs fongiques et est reconnu dans ce même compartiment par le produit du locus R nommé Pi-CO39. La surexpression d'AVR-CO39 dans des plantes transgéniques révèle que cet effecteur influence des processus développementaux et physiologiques du riz. Un crible double hybride dans la levure a permis d'identifier 9 protéines du riz potentiellement ciblées par AVR-CO39. Une d'elles, nommée RGA5, confère la résistance Pi-CO39 avec une seconde protéine R du riz appelée RGA4. Nos résultats indiquent que RGA4 induit l'activation de la défense tandis que RGA5 agit comme récepteur de protéines Avr. En effet, RGA5 interagit physiquement avec AVR-CO39 et AVR-Pia, un autre effecteur de M. oryzae, via un domaine C-terminal homologue à des protéines de liaison au cuivre. Cette thèse a donc permis l'identification d'un nouveau domaine de reconnaissance de protéines Avr et le développement d'un modèle mécanistique pour le fonctionnement de paires de protéines R chez les plantes. / Pathogenic microorganisms secrete numerous proteins during infection into the plant tissue to manipulate host cellular processes. These proteins are called effectors and are central to pathogenicity. Certain effectors are recognized by receptors of the plant immune system called resistance (R) proteins and this recognition triggers plant resistance. The objective of the thesis was the molecular characterization of AVR-CO39, an effector of the rice blast fungus Magnaporthe oryzae. Localization studies indicate that AVR-CO39 is translocated into the cytoplasm of infected rice-cells by a mechanism independent of fungal factors and that it is recognized within this compartment by the product of the corresponding R locus Pi-CO39. Overexpression of AVR-CO39 in transgenic rice plants suggests that the effector influences plant physiology and development. Yeast two-hybrid screening identified 9 rice proteins potentially targeted by AVR-CO39. One of them, called RGA5, interacts with a second R protein, RGA4, to confer Pi-CO39 resistance. Our results suggest that RGA4 activates plant defense while RGA5 represses RGA4 function in the absence of effectors proteins and acts as an Avr receptor protein. Indeed, RGA5 physically interacts with AVR-CO39 and another M. oryzae effector named AVR-Pia through a previously undescribed C-terminal domain displaying homology to copper-binding proteins. Therefore, this work identified a new Avr recognition domain in R proteins and generated a new mechanistic model for the action of R protein pairs in plant resistance.

Elementos móveis influenciam expressivamente a evolução do grupo Bacteria, uma vez que são integrantes importantes do processo de geração da variabilidade genética e promovem a diversidade da população frente à estocasticidade do ambiente. Investigamos a influência de elementos genéticos móveis em linhagens de X. oryzae sob três diferentes aspectos nesta tese. Primeiramente, investigamos a transferência horizontal de um operon adquirido exclusivamente por Xoc, porém ausente em Xoo e linhagens filogenéticamente próximas. A importância da produção do fitormônio GA4 por Xoc é indicada pela alta prevalência do operon em diferentes populações, e pela ampla distrubuição geográfica em um amplo perído de tempo. Também abordamos a influência de elementos genéticos móveis mais amplamente no genoma de X. oryzae. Descrevemos como elementos de transposição, representados por elementos do tipo IS, são capazes de interferir em um sistema central do metabolismo bacteriano, como o sistema de reparo de DNA. Por fim, descrevemos um novo elemento encontrado em X. oryzae e analisamos sua organização, distribuição, filogenia, o nível transcricional e o potencial funcional na interação com seu hospedeiro Nosso conjunto de resultados reitera a importância dos elementos de transposição no aumento de variabilidade genética de populações, e dessa forma, infere sobre seu papel relevante na diversificação em X. oryzae. Descrevemos a variabilidade, exploramos as consequências da amplificação de elementos de transposição nesta espécie, evidenciamos a complexidade desta variação em nível populacional. / Mobile elements are genomic components that trigger genetic variability and promote the diversity of the population against the stochasticity of the environment and therefore, significantly influence the evolution of the Bacteria group. We investigate the influence of mobile genetic elements on X. oryzae lineages under three different aspects in this thesis. First, we investigated the horizontal transfer event of a operon, acquired exclusively by Xoc, but absent in Xoo and phylogenetically close lineages. The importance of the production of the phytohormone GA4 by Xoc is indicated by its high prevalence in different populations, in a wide geographic distribution and in a large time period.We also address the influence of mobile genetic elements more comprehensively in the X. oryzae genome. We describe how transposable elements, represented by IS elements, are capable of interfering in a central system of bacterial metabolism, such as the DNA repair system. Finally, we describe a new element found in X. oryzae and we analyze its organization, distribution, phylogeny and its transcriptional level. We also speculate its function in the X. oryzae-host interaction. Our results reiterate the importance of transposable elements enriching genetic variability of populations and infers on their relevant role in the diversification of X. oryzae lineage. We describe the variability, explore the consequences resulting from the amplification of transposition elements in the X. oryzae species and we show the complexity of this variation at the population level.

Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularmente conhecida como faveiro, fava d\'anta ou faveleiro, é uma espécie nativa do Cerrado brasileiro, que apresenta registros de ocorrência por todo o Brasil Central. Sua principal importância econômica está associada às elevadas concentrações de rutina, um flavonóide alvo de muitos estudos farmacológicos e de largo emprego na indústria farmacêutica, sendo esta a segunda espécie mais utilizada como fonte de rutina no mercado mundial. Apesar do amplo uso econômico, sua exploração não apresenta características agrícolas, sendo realizada por vias extrativistas. Além disso, há carência de informações sobre sua biologia, o que torna a exploração um fator de risco à conservação. Há poucos estudos relacionados à sua composição química de seus órgãos e tecidos, além disso, estudos de germinação in vitro para obtenção de calos, suspensões celulares e clones não apresentaram sucesso. Este trabalho teve por objetivo desenvolver uma detalhada investigação da composição flavonoídica de folhas, flores, frutos, madeira, cascas, plântulas, embriões, exsudados radiculares de plântulas, e calos originados da desdiferenciação de diversos explantes pelo emprego da técnica de cromatografia de alta eficiência com detector de arranjo de diodos acoplado ao espectrômetro de massas, com o intuito de contribuir para uma maior compreensão da composição química de seus órgãos e tecidos, e assim, subsidiar novos estudos sobre a biossíntese de flavonoides, assim como, contribuir para a própria exploração racional dos recursos econômicos inerentes a essa espécie. Os resultados obtidos levam à conclusão de que nos diversos órgãos e tecidos de D. mollis investigados, predominam estereoisômeros de astilbina, rutina e quercitrina. Os calos apresentaram perfil flavonoídico muito simples, contendo apenas pequenas quantidades de apigenina, não sendo viáveis à obtenção de flavonoides de interesse por meio de seu cultivo. Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularmente conhecida como faveiro, fava d\'anta ou faveleiro, é uma espécie nativa do Cerrado brasileiro, que apresenta registros de ocorrência por todo o Brasil Central. Sua principal importância econômica está associada às elevadas concentrações de rutina, um flavonóide alvo de muitos estudos farmacológicos e de largo emprego na indústria farmacêutica, sendo esta a segunda espécie mais utilizada como fonte de rutina no mercado mundial. Alguns artigos acadêmicos reportam a detecção de propriedades tóxicas de extratos metanólicos de D. mollis sobre operárias de Apis mellifera, e atribuem a toxicidade ao flavonóide astilbina (3-&beta;-&Omicron;/-rhamnosideo de 5,7,3&rsquo;,4&rsquo;-tetraidroxi-2,3-diidroflavonol) isolado dos pedúnculos e flores. Seus resultados indicam que a astilbina reduziu a sobrevivência média das abelhas tratadas. Também é atribuída a astilbina a atividade inibidora sobre o desenvolvimento de larvas de Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepdoptera: Noctuidae) e Spodoptera frugiperda Smith (Lepdoptara: Noctuidae), relatando redução do peso corporal durante a fase larval e, prolongamento, tanto da fase larval quanto da fase pupal, para as duas espécies de lepidópteros, consideram a possibilidade de uso deste flavonóide como um biopesticida. Neste estudo, foram testadas as interferências de extratos flavonoídicos de diversos órgãos de D. mollis sobre o forrageio e o ciclo de vida de lagartas de Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) e de adultos de Sitophilus oryzae (Coleoptera: Curculionidae). Nenhum resultado negativo estatisticamente significativo foi observado no forrageio das duas espécies em questão. Tal resultado pode ser devido a uma tolerância desses animais aos flavonoides majoritários encontrados nos extratos, astilbina, rutina e quercitrina, ou ainda a mecanismos de detoxificação. / Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularly known as faveiro, fava d\'anta or faveleiro, is a native species of the Brazilian Cerrado, which has records of occurrence throughout the Central Brazil. Its main economic importance is associated with high concentrations of rutin, a flavonoid target of many pharmacological studies and widespread use in the pharmaceutical industry. D. mollis is the second most commonly used plant species as a source of rutin in the global market. Despite their broad economic use, their exploitation occurs in a very primitive way. In addition, there is no subsidiary information about their biology, which makes exploring this species a risk factor for its conservation. There are few studies that deals with the chemical composition of D. mollis organs and tissues, in addition, in vitro germination studies to obtain calluses, cell suspensions and clones showed no success. This work aimed to develop a detailed research flavonoid composition of leaves, flowers, fruits, wood, bark, seedlings, embryos, seedlings root exudates, callus using high performance liquid chromatography with diode array detector coupled to a mass spectrometer in order to contribute to a greater understanding of the chemical composition of their organs and tissues, and thus support new studies on flavonoid biosynthesis, as well as contribute to the very rational exploitation the financial resources inherent in this species. The principal constituents found were stereoisomers of astilbin, rutin and quercitrin. The callus culture presented a very simple flavonoid profile containing only small amounts of apigenin. Dimorphandra mollis Benth. (Fabaceae - Caesalpinioideae), popularly known as faveiro, fava d\'anta or faveleiro, is a native species of the Brazilian Cerrado, which has occurrence records throughout the Central Brazil. Its main economic importance is associated with high concentrations of rutin, a flavonoid target of many pharmacological studies and widespread use in the pharmaceutical industry, which is the second species most commonly used as a source of rutin in the world market. Some scientific papers report toxic activities of methanol extracts of D. mollis on Apis mellifera of workers, and attribute the toxicity astilbin flavonoid (3-&beta;-&Omicron;-rhamnoside of 5,7,3&rsquo;,4&rsquo;-tetraidroxi- 2,3-diidroflavonol) isolated from the stems and flowers of this species. These results suggest that astilbin reduced the mean survival of the treated bees. Also is attributed to astilbin the inhibitory activity against the development of Anticarsia gemmatalis Hübner (Lepdoptera: Noctuidae) larvae and Spodoptera frugiperda Smith (Lepdoptara: Noctuidae), reporting body weight loss during the larval stage and extending both larval and pupal stage for the two Lepidopterans. These results suggests the use of astilbin as a biopesticide. In the present study, was tested the interference of the flavonoid extracts from several D. mollis parts on the foraging and life cycle of both Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae) larvae and adults of Sitophilus oryzae (Coleoptera: Curculionidae). No statistically significant negative result was observed in foraging of both species concerned. This result may be due to a tolerance of these species to flavonoids majorly found in D. mollis extracts, astilbin, rutin and quercitrin, or due detoxification mechanisms.

O fungo Magnaporthe oryzae, agente causal da brusone em trigo e em várias outras gramíneas, desde o seu primeiro relato no Brasil tem sido alvo de inúmeras pesquisas. O entendimento da morfologia, fisiologia e parâmetros bioquímicos deste ascomiceto é o primeiro passo para a adoção de medidas eficientes de controle da doença. Os objetivos deste trabalho foram avaliar os aspectos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos relativos à patogenicidade do fungo M. oryzae em trigo, além de determinar in vitro as condições ótimas de temperatura e fotoperíodo para o crescimento e esporulação dos isolados testados, quantificar a pressão de turgor exercida pelo apressório no momento da penetração do substrato, verificar a presença de enzimas extracelulares produzidas pelo patógeno e o papel de cada uma delas na degradação da parede celular e, também, demonstrar a possível produção e ação de metabólitos tóxicos do fungo em plântulas de trigo. Dois isolados do fungo, Py5003 e Py6017, foram repicados para os meios de cultivo cenoura, milho-cenoura, batata-dextrose-ágar (BDA), aveia e V8, incubados, de maneira independente, sob luz contínua, escuro contínuo e fotoperíodo de 12h, por 20 dias, sendo avaliados periodicamente quanto ao crescimento micelial total e esporulação do patógeno. Em seguida, conídios germinados e com apressórios formados foram submetidos a diferentes concentrações de PEG-8000 para a mensuração da pressão de turgor apressorial. Além disso, o teor de proteínas totais foi mensurado e a atividade celulolítica determinada, por espectrofotometria indireta para os isolados cultivados em meio Merlin-Norkrans Modificado (MNM), a partir das enzimas exo e endo-?-1,4-glucanase e ?-glicosidase. A produção de metabólitos tóxicos foi determinada por condutivimetria, após o cultivo dos isolados por 5 e 10 dias em batata-dextrose (BD) e obtenção dos filtrados após esse período, sendo que, a ação destes, foi observada em plântulas de trigo com 25 dias de idade. Os resultados evidenciaram melhor crescimento micelial e esporulação dos isolados em meio de cultivo composto de aveia, incubado a 25 °C e fotoperíodo de 12 h. A pressão de turgor apressorial, tanto para Py5003 quanto para Py6017, concentrouse na faixa dos 7,5 MPa. Não houve diferença estatística entre os teores de proteínas totais apresentados pelo isolados. Os dois isolados exibiram alta atividade celulolítica, com diminuição da atividade observada para endo-?-1,4-glucanase e ?- glicosidase na presença de glicose e celobiose, respectivamente. A exposição de plântulas de trigo aos filtrados dos isolados do fungo M. oryzae provocou alta liberação de eletrólitos, sendo, em termos absolutos, Py5003 maior do que Py6017. Plântulas expostas ao filtrado, autoclavado ou não, e ao extrato bruto obtido a partir da separação dos metabólitos tóxicos em acetato de etila, apresentaram-se cloróticas e/ou necróticas. Os resultados sugerem um mecanismo de parasitismo desenvolvido por M. oryzae no desenvolvimento da brusone em trigo, indo desde a fase de pré-penetração, passando pelo estabelecimento das relações parasitárias estáveis e o aparecimento de sintomas e sinais na planta hospedeira. / The fungus Magnaporthe oryzae, causal agent of blast in wheat and several other grasses, since its first occurrence in Brazil has been the subject of extensive research. The understanding of the morphology, physiology and biochemical parameters of this ascomycete is the first step for the adoption of efficient measures to control the disease. The objectives of this study were to evaluate the morphological, physiological and biochemical aspects related to the pathogenicity of the fungus M. oryzae on wheat. Thus, it were determined in vitro the optimal conditions of temperature and photoperiod for growth and sporulation of the isolates tested, quantified the pressure exerted by appressorium at the time of substrate penetration, verified the presence of extracellular enzymes produced by the pathogen and their role in the degradation of cell wall and also demonstrated the possible production and action of toxic metabolites of the fungus in wheat seedlings. Two isolates of the fungus, Py5003 and Py6017, were grown on carrot, maize-carrot, PDA, oat and V8 media and measure periodically for 20 days and after that period, being evaluated the total mycelia growth and sporulation of the pathogen. Then, germinated conidia and appressoria were subjected to different concentrations of PEG-8000 for the measurement of appressorial turgor pressure. In addition, the concentration of total proteins was measured and enzyme activity (exo and endo-?- 1,4-glucanase, ?-glucosidase) was determined by indirect spectrophotometry, for the isolates grown in Modified Melin-Nokrans (MMN) medium. The production of toxic metabolites was determined after growing the isolates for 5 and 10 days in potatodextrose medium (PD) and obtaining the filtrate. The toxic action was evaluated in wheat seedlings (25 days old) by measuring electrolyte leakage. The results showed better mycelial growth and sporulation of the isolates in oat medium incubated at 25 °C and under a photoperiod of 12 h. Appressorial turgor pressure for both isolates were at the range of 7.5 MPa.There were no statistical differences between the levels of total protein presented by the isolates. The two isolates showed high cellulolytic activity, with decreased activity observed for endo-?-1,4-glucanase and ?- glucosidase in the presence of glucose and celobiose, respectively. The exposure of wheat seedlings to the filtrates of the fungus M. oryzae caused high electrolyte release, being, in absolute terms, Py5003 greater than Py6017. Seedlings exposed to the filtrate, autoclaved or not, and the crude extract obtained from the separation of the toxic metabolites in ethyl acetate, exibited clorotic and/or necrotic. These results suggest a mechanism of parasitism developed by M. oryzae on wheat, ranging from pre-penetration through the establishment of stable parasitic relationships and the appearance of symptoms and signals in the host plant.

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The antagonism in vitro was evaluated by pairing-up, in Petri dishes containing PDA medium, nine different isolates of C. cladosporioides with the rice pathogens Sarocladium oryzae (sheath rot), Monographella albescens (scald), Cochliobolus miyabeanus (brown stain) and M. oryzae. All C. cladosporioides isolates reduced colonies mycelia growth up to 53.84% in addition to hallo formation. Among the nine tested isolates, four were selected for in vivo studies. Under controlled greenhouse conditions, three different concentrations were tested, in two different applications way; 1) 48 hours before challenger inoculation with M. oryzae; 2) mixture of M. oryzae and C. cladosporioides conidia suspensions. The isolated C24 C. cladosporioides (5x105) sprayed 48 hours, before challenger inoculation reduced 97.1% of leaf blast severity, and the spray mixture of conidial suspensions of C24 C. cladosporioides (5x101) and M. oryzae 3x105 spray of decreased leaf blast severity by 88.6%. Subsequently, the mechanisms involved in leaf blast suppression were investigated by using the same isolate, both applications methods and by collecting rice plants leaves sprayed with C. cladosporioides and M. oryzae. The application of C. cladosporioides 48 hours before challenger inoculation with M. oryzae and the conidial suspensions of mixture of M. oryzae and C. cladosporioides reduced to 83.9% and 78.6% of leaf blast severity, respectively. It was detected that, in the presence of C. cladosporioides and absence of the pathogen activity of enzymes GLU, LIPOX, PAL and POX increased significantly. In the presence of, C. cladosporioides and M. oryzae, POX and PAL activity and AS content also significantly increased, in both application forms. Scanning electron microscopy confirmed the physical interaction between plant/biological agent/pathogen during the penetration phase. It was proved that C. cladosporioides is a biological agent efficient in activating biochemical defense mechanisms of the rice plant during leaf blast suppression. / A brusone (Magnaporthe oryzae Couch, anamorfo - Pyricularia oryzae Cav.) é a principal doença do arroz no mundo causando perdas na produtividade de até 100%. Seu controle, atualmente realizado pelo manejo que integra resistência genética, práticas culturais e controle químico, requer a inserção de agentesbiológicos. Os objetivos do presente trabalho foram avaliar o antagonismo in vitro entre Cladosporium cladosporioides e os patógenos do arroz; verificar a capacidade de C. cladosporioides em suprimir a brusone foliar e estudar os mecanismos envolvidos na supressão da doença. Todos os ensaios foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. O antagonismo, in vitro, foi avaliado pareando-se, em placas de Petri contendo meio de cultura BDA, nove diferentes isolados de C. cladosporioides com os patógenos do arroz, Sarocladium oryzae (Podridão da bainha), Monographella albescens (Escaldadura), Cochliobolus miyabeanus (Mancha parda) e M. oryzae. Todos os isolados de C. cladosporioides reduziram, em até 53,84% o crescimento micelial das colônias além de apresentarem halo; entre os nove, quatro foram selecionados para os estudos in vivo. Em condições controladas de casa de vegetação, foram testadas, em três diferentes concentrações, a aplicação antecipada, 48 horas antes da inoculação desafiadora com M. oryzae, e a aplicação da mistura das suspensões de conídios de M. oryzae e C. cladosporioides. A pulverização antecipadado isolado C24 de C. cladosporioides (5x105) promoveu 97,1% de redução da severidade de brusone foliar e a pulverização da mistura das suspensões do isolado C24 de C. cladosporioides (5x101) e M. oryzae (3x105) reduziu em 88,6%. Posteriormente, os mecanismos envolvidos na supressão da brusone foliar foram investigados com o mesmo isolado e os dois métodos de aplicação com coletas de plantas, realizadas antes e após o desafio com M. oryzae. As aplicações, antecipada e em mistura, reduziram em 83,9% e 78,6% a severidade da brusone foliar, respectivamente. Observou-se que, na ausência do patógeno a atividade de GLU, LIPOX, PAL e POX aumentaram significativamente. Na presença de M. oryzae, a atividade de POX e PAL e o teor do AS aumentaram destacadamente, em ambas as formas de aplicação. Por microscopia eletrônica de varredura confirmou-se a interaçãofísica entre planta/agente biológico/patógeno, durante a fase de penetração. C. cladosporioidesrevelou-se um agente biológico capaz de suprimira brusone foliar ativando os mecanismos bioquímicos de defesa da planta de arroz.