Uma alternativa para aumentar a produção de bioetanol por área de cana plantada no Brasil seria utilizar os resíduos de sua biomassa para conversão em etanol. O conhecimento de como processos de degradação da parede celular se dão em plantas usadas para a produção de bioenergia e a compreensão de como eles funcionam pode ser de grande utilidade para esta tecnologia. Na investigação da anatomia de cana encontramos evidências da formação de um aerênquima lisígeno na raiz de cana, espaços gasosos no córtex da raiz decorrentes da morte celular e degradação da parede. Assim, decidiu-se aprofundar os estudos neste sistema através de técnicas de bioquímica de parede celular, microscopia de luz e transmissão e imunolocalização. A formação do aerênquima nas raízes de cana-de-açúcar tem início com a morte celular programada e a degradação de β-glucano e pectinas, principalmente daquelas associadas às lamelas médias, resultando na separação das células. As hemiceluloses arabinoxilano e xiloglucano mostram apenas modificações em suas estruturas finas, mas permanecendo nas paredes. Além disto, foram observados em microscopia de transmissão alguns pontos onde houve a degradação completa de parede celular, porém a presença de diversas paredes celulares colapsadas nas lamelas entre o aerênquima e ao seu redor parece ser mais importante para a formação do aerênquima. As modificações dos polissacarídeos estão possivelmente associadas com a alteração de características físicas das paredes, tornando-as mais suscetíveis a dobras e colapsos, gerando os espaços de gás e lamelas resistentes, que sustentam estes espaços. Mais do que a \"degradação da parede celular\", como é tratado em definições de aerênquima, pudemos observar que este fenômeno é resultado de uma sequência de eventos que permitem modificações da parede celular, e não necessariamente a sua completa degradação, resultando na abertura dos espaços gasosos / An alternative to increase bioethanol production per area of sugarcane plantation in Brazil would be to use its biomass residue for conversion into ethanol. The knowledge of how cell wall degradation processes occur in plants used for bioenergy production and understanding how they work can be of great use for this technology. Studying the sugarcane anatomy, we found evidences for the formation of a lysigenous aerenchyma in the roots, gas spaces in the root cortex originated from cell death and cell wall degradation. Thus, we decided to deepen the studies in this system using cell wall biochemistry, light and transmission microscopy and immunolabeling. The aerenchyma formation in sugarcane roots starts with programmed cell death and degradation of β-glucan and pectins, especially those from middle lamellae, resulting in cell separation. The hemicelluloses arabinoxylan and xyloglucan only show modifications in fine structure, but they remain in the cell wall. Besides, complete cell wall degradation was observed in a few spots through transmission electron microscopy, although the collapsing of cell walls seems to be more important for aerenchyma formation. Modifications in the polysaccharides are possibly associated with changes in cell wall physical properties, making them more susceptible to folding and collapsing, generating gas spaces and resistant lamellae that support these spaces. Described as \"cell wall degradation\" in aerenchyma definition in literature, we observed that this phenomenon is the result of a series of events that allow cell wall modifications, and not necessarily its complete degradation, resulting in the formation of gas spaces

Submitted by PLINIO SAULO SIMÕES (pliniosaulosimoes@hotmail.com) on 2018-06-08T16:35:45Z No. of bitstreams: 1 Simões, Plinio Saulo.pdf: 2393743 bytes, checksum: 21c1d7219ce800d7f62a9b0fe0521340 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-06-08T17:31:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 simoes_pf_dr_botfca.pdf: 2327047 bytes, checksum: 127a2ae938111ffda628a2e377bb0cf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-08T17:31:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 simoes_pf_dr_botfca.pdf: 2327047 bytes, checksum: 127a2ae938111ffda628a2e377bb0cf0 (MD5) Previous issue date: 2018-04-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo geral foi avaliar a eficácia de controle e seletividade do herbicida indaziflam, o potencial de controle em solos orgânicos com alta infestação de Panicum dichotomiflorum e o efeito da competição da espécie de planta daninha P. dichotomiflorum com a cultura da cana-de-açúcar em diferentes profundidades de lençol freático (PLF). O trabalho foi redigido em três capítulos. Para realização do experimento do capítulo 1, realizado no Brasil, foram utilizados os tratamentos testemunha; testemunha capinada; indaziflam nas dosagens 75; 150 e 300 g i.a ha-1; e as combinaçãos: indaziflam + metribuzim; tebuthiuron + ametrina; amicarbazone + clomazone; tebuthiuron + isoxaflutole. Avaliou-se, fitotoxidade, controle de plantas daninhas, características biométricas, produtivas e tecnológicas da cana-de-açúcar. No capítulo 2, realizado nos Estados Unidos da América, os tratamentos foram indaziflam nas dosagens de 0; 84,8; 170,04; 254,92 e 340,09 g i.a ha-1. No controle do P.dichotomiflorum sendo avaliado aos 44, 67 e 87 dias após a aplicação (DAA) e número de plantas por parcela aos 67 DAA. Aos 67 e 87 DAA foram realizadas imagens aéreas para estimativa de porcentagem de cobertura (nível de infestação) do P. dichotomiflorum com o uso de drone e trabalhadas em dois softwares (DroneDeploy e ImageJ). No capítulo 3, também realizado nos Estados Unidos da América, os tratamentos consistiram na cultura da cana-de-açúcar com ausência e presença do P. dichotomiflorum em competição, em três diferentes PLF, sendo elas: 0, 16, 40 cm, em duas texturas de solo. Avaliou-se máxima eficiência quântica do FSII (FV/FM), índice SPAD, altura de plantas, e índice de área foliar (IAF) aos 7, 23, 37, 48 e 67 dias após o início dos tratamentos (DAT). Aos 67 DAT foram avaliados os teores de clorofila a, b e carotenoides, número de perfilhos, e massa de matéria seca de colmos e folhas da cana-de-açúcar e de P. dichotomiflorum. No capítulo 1, o herbicida indaziflam foi eficaz no controle de plantas daninhas nos três anos de avaliação e não foi observada nenhuma injúria ou diferença entre os parâmetros produtivos em todos os tratamentos utilizados. No capítulo 2, o indaziflam foi eficaz no controle de P. dichotomiflorum até os 67 DAA com a maior dosagem utilizada. E o método de avaliação de cobertura vegetal, a partir de imagens aéreas, apresentou boa correlação com os resultados de controle e número de planta, e o software ImageJ pode ser utilizado como alternativa ao DroneDeploy para a análise de imagens aéreas e estimativa de nível de infestação. No capítulo 3, a competição afetou de maneira acentuada o desenvolvimento inicial da cana-de-açúcar e o melhor desenvolvimento da cultura foi observado a 16 cm de PLF.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-05T13:20:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 754082 bytes, checksum: 9fbc505e90247c8c5cba11e335573762 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-05T13:20:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 754082 bytes, checksum: 9fbc505e90247c8c5cba11e335573762 (MD5) Previous issue date: 2002-03-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As mutações espontâneas na espécie Lycopersicon esculentum têm sido muito utilizadas pelos melhoristas como fonte de variabilidade genética com o objetivo de produzir tomates que apresentem maior resistência ao manuseio pós-colheita. Na região produtora de hortaliças de Viçosa, MG, identificaram-se plantas de tomate ‘Santa Clara’ cujos frutos apresentam coloração “amarelo-creme” quando imaturos e diversos aspectos de seu amadurecimento alterados. O objetivo do presente trabalho foi de estudar as alterações fisiológicas, visuais e ultraestruturais em frutos de tomateiro do cv. Santa Clara e seu mutante natural ‘Firme’ durante o amadurecimento na planta e o efeito da aplicação de etileno em frutos colhidos no estádio verde-maduro. Durante o amadurecimento na planta, os frutos ‘Santa Clara’ apresentaram mudança de cor da epiderme mais gradual e menos intensa do que os frutos mutantes, que apresentaram maior intensidade de cor vermelha nos últimos estádios de maturidade; observou-se aumento nos teores de carotenóides totais e licopeno de mais de 20 vezes tanto para frutos normais como para frutos mutantes. Os estudos de ultraestrutura evidenciaram que durante o amadurecimento de tomates ‘Santa Clara’ os cloroplastos pré-existentes se diferenciam em cromoplastos; por outro lado, no mutante ‘Firme’ a diferenciação em cromoplastos pode ocorrer inteiramente independente da presença de cloroplastos. Os frutos mutantes, durante o amadurecimento na planta, apresentaram menor produção de CO 2 e etileno em todos os estádios de amadurecimento; apesar da atividade da oxidase do ACC ter apresentado padrão de comportamento distinto durante o amadurecimento na planta entre frutos mutantes e normais, a magnitude da atividade foi a mesma. Frutos mutantes apresentaram atraso no aumento da atividade da enzima poligalacturonase em relação aos frutos normais. Os frutos normais acumularam açúcares durante seu amadurecimento na planta, enquanto que os frutos mutantes perderam açúcares com o amadurecimento, sendo que estes apresentaram teores de açúcares totais menores do que os de tomates normais tanto no pericarpo quanto no tecido locular. As mudanças fisiológicas características do amadurecimento dos frutos de tomate, como a perda de firmeza e a mudança de cor, foram influenciadas de maneira semelhante pela aplicação de etileno em frutos colhidos no estádio verde-maduro e armazenados a temperatura ambiente tanto para frutos normais como para frutos mutantes, o que indica que a sensibilidade do tecido ao etileno não foi alterada pela mutação. Os frutos mutantes apresentaram atraso na produção autocatalítica de etileno em relação aos frutos normais após a aplicação de etileno. A menor dose de etileno, 100 μL.L -1 , foi suficiente para acelerar o amadurecimento dos frutos do cv. Santa Clara assim como de seu mutante natural ‘Firme’. / Breeders have been using natural mutants of Lycopersicon esculentum species as source of genetic variability to enhance tomato fruit postharvest life. ‘Santa Clara’ tomato plants showing pale-yellow fruits and others fruit ripening aspects changed were found in Viçosa, MG. The aim of this work was to study the physiological, visual, and ultrastructural changes during ripening of ‘Santa Clara’ and ‘Firme’ fruits attached to the plant and the effect of exogenous ethylene on ripening of mature green fruit. ‘Santa Clara’ fruit showed a more gradual and less intense change on skin color than mutant fruit; we reported a rise higher than twenty fold in total carotenoids and lycopene levels during fruit ripening for ‘Santa Clara’ and ‘Firme’ fruits. Ultrastucture studies provide evidence that during ‘Santa Clara’ tomato fruit ripening chromoplast indeed differentiate from preexisting chloroplast; on the other hand, chromoplast differentiation in mutant fruit indicates that chromoplast development can be a process entirely independent of the chloroplast. Mutant fruit showed lower ethylene and CO 2 production at all maturity stages. ACC oxidase activity showed a distinct pattern during ripening of attached wild type and mutant fruits, nevertheless, the amount found for mutant and wild type were practically the same. Mutant fruit showed a delay on poligalacturonase activity rise comparing to wild type fruit. While wild type fruit showed a rise on total soluble sugars content during ripening mutant fruit showed a decrease on it, nevertheless, mutant fruit showed lower levels than wild type fruit for locular and pericarp total soluble sugars content at all maturity stages. Physiological changes during tomato fruit ripening, such as firmness loss and color change, were effected in a similar way by application of exogenous ethylene on mature green fruit stored at room temperature for mutant and wild type fruit, indicating that mutation did not change tissue ethylene-sensitivity. Mutant fruit showed a delay on autocatalytic ethylene production after application of exogenous ethylene when compared to ‘Santa Clara’ fruit. The lower ethylene concentration studied, 100 μLL -1 , enhanced ripening of ‘Santa Clara’ and ‘Firme’ fruits. / Tese importada do Alexandria

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:55:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338960.pdf: 1255271 bytes, checksum: 64a9e5455dbcf43db4a59b3a33b12660 (MD5) Previous issue date: 2015 / A suinocultura é uma importante atividade social e econômica para todo o país, entretanto, esta atividade é reconhecida por causar problemas ambientais significativos. O tratamento de águas residuárias por processo de ficorremediação está atraindo o interesse renovado devido às suas potenciais aplicações da biomassa para produção de biocombustíveis e compostos de alto valor, agregando valor econômico ao agronegócio. A presente pesquisa teve como objetivo avaliar a remoção de nutrientes dos efluentes do UASB (Upflow Anaerobioc Sludge Blanket) e sistema de lodos ativados (LA) de um processo de tratamento de dejetos suínos por ficorremediação, e a composição química celular. O cultivo foi realizado em escala laboratorial com fotobiorreatores verticais (FBRs) com luminosidade artificial (44,8 mmol m-2 s-1) temperatura de 23 ºC e escala piloto numa casa de vegetação sob a luz natural, com intensidade luminosa variando de 90-733 µmol m-2 s-1 e temperatura ambiente com variação de 15,4-48 ºC, utilizando consórcio com Chlorella spp. e Scenedesmus spp. A biomassa foi coletada por centrifugação e precipitação química usando polímero orgânico catiônico (tanino). A eficiência de remoção para a amônia foi de 44,3 e 76,7% com efluente do UASB e LA, respectivamente. A eficiência da remoção de fósforo da cultura com UASB alcançou 89,6%, em contraste, com LA foi de 76,5%, após 96h de ficorremediação. A biomassa colhida a partir do efluente do UASB apresentou 56,1, 34,4 e 1,1% de proteínas, carboidratos e lipídios, respectivamente. Comparativamente, a composição celular das microalgas cultivadas com efluente LA teve diminuição nas proteínas (44%) mas os teores de carboidratos foram mais elevados (41,9%) e não houve diferença nos teores de lipídios (2%). No entanto, a biomassa separada por centrifugação os níveis foram de 25,2, 58,9 e 3% em carboidratos, proteínas e lipídios, respectivamente. Quando privadas de nutrientes (N e P) o teor de carboidratos foi de 56,8%, proteínas 22% e lipídios 16,3%. Os resultados demonstraram que a amônia e fósforo foram satisfatoriamente removidos. Biomassas de microalgas a partir de processos de tratamento terciário são ricos em proteínas e carboidratos, mas com baixo teor de lipídios. O processo de colheita pode alterar a composição química. A privação de nutrientes aumenta a acumulação de lipídios no interior das células e são ricas em ômega 3 e 6.<br> / Abstract : The swine is an important social and economic activity for the whole country, however, this activity is known to cause significant environmental problems, the treatment of wastewater by phycoremediation process is attracting renewed interest due to their potential applications of biomass production biofuels and high value compounds, adding economic value to agribusiness. This research aimed at evaluating the removal of nutrients from the effluent UASB (Upflow Sludge Blanket Anaerobioc) and AL system (Activated sludge) of a treatment process of swine manure by phycoremediation, and cellular biochemical composition. Cultivation was carried out in laboratory scale with vertical photobioreactors (PBRs) with artificial light (44.8 mmol m-2 s-1) temperature of 23 ° C and pilot scale reactor in greenhouse indoors under natural light with luminous intensity ranging from 90-733 µmol m-2 s-1 and room temperature ranging from 15.4-48 ° C using polyculture with Chlorella sp. and Scenedesmus sp. The biomass was collected for centrifugation and chemical precipitation using cationic organic polymer (tannin). The removal efficiency for ammonia was 44.3 and 76.7% with effluent from the UASB and LA, respectively. The efficiency of phosphorus removal of the culture with UASB reached 89.6%, in contrast with the LA was 76.5% after 96h of phycoremediation. The efficiency of phosphorus removal of the culture with UASB reached 89.6%, in contrast with the LA was 76.5% after 96h of phycoremediation. The harvested biomass from the UASB effluent showed 56.1, 34.4 and 1.1% protein, carbohydrates and lipids, respectively. Comparatively, the cellular composition of cultivated microalgae with LA effluent had decreased in protein (44%) but the carbohydrate content was higher (41.9%) and no difference in lipid content (2%). However, the biomass separated by centrifugation levels were 25.2, 58.9 and 3% of carbohydrates, proteins and lipids, respectively. When starved the carbohydrate content was 56.8%, proteins 22% and lipids 16.3%. The results showed that ammonia and phosphorus have been removed satisfactorily. Biomass of microalgae from tertiary treatment processes are rich in protein and carbohydrates, but low in lipids. The process of crop can change the biochemical composition. The nutrient deprivation increases the accumulation of lipids within cells and are rich in omega 3 and 6.

Orientador: Gil Eduardo Serra / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-21T21:03:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Assis_ElaineMeirede_D.pdf: 4507712 bytes, checksum: 47b546d8fc82531b28946f071612f253 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: A parede celular de levedura de fermentação industrial de cerveja (Saccharomyces cerevisiae) é composta basicamente de polissacarídeos, representando um material que pode ter utilização industrial e importante valor econômico. Embora exista um considerável conhecimento da estrutura dos polissacarídeos componentes da parede celular de S. cerevisiae, neste trabalho foram estudadas duas fontes comerciais representadas por: a) células residuais de levedura de fermentação industrial de cerveja; b) parede celular residual de produção de extrato de levedura, com autólise das células referidas no item a. O processo de rompimento das células intactas de leveduras foi realizado em um moinho de esferas de vidro em escala piloto (Dyno-Milí) e otimizado, permitindo atingir aproximadamente 95% de rompimento. O fracionamento delineado permite uma separação seqüencial de frações a partir das paredes brutas, e, praticamente, isolar frações purificadas e homogêneas e assim determinar o polissacarídeo componente de cada uma e indiretamente sua ocorrência nas frações de origem. Cada fração foi quantificada, caracterizada quimicamente e o polissacarídeo teve sua estrutura identificada. Para a verificação da estrutura as amostras foram submetidas às análises por CG-EM, RMN13C e espectrometria de infravermelho (IR). A parede celular obtida por rompimento mecânico apresentou um rendimento de 30% do peso total da célula em base seca. As frações de polissacarídeos isoladas da parede celular obtida por rompimento e parede celular industrial residual apresentaram, respectivamente, um rendimento em peso seco em relação à parede celular de: 16,7 e 11,2% de glicoproteína; 7,1 e 7,8% de manana; 0,8 e 1,0% de glucana álcali solúvel; 59,2 e 63,8% de glucana insolúvel, e 1,8 e 2,2% de glucana ácido solúvel, respectivamente. Quanto à glicoproteína, quatro subtrações foram isoladas, com 1,3 e 2,7% (fração A), 56,3 e 44,2% (fração B), 10,5 e 12,0% (fração C) e, 10,6 e 12,7% (fração D). As três principais frações de polissacarídeos da parede celular, quantitativamente, foram a glicoproteína, a manana e a glucana insolúvel. As duas primeiras tiveram seu polissacarídeo confirmado como a-D-{1->6) manopiranana 2-O-substituída, com ramificações a-D-(1->2) manopiranosidicas e uma unidade terminal não redutora a-D-(1-»3) manopiranosídica; a glucana insolúvel foi confirmada como ß-D-(1->3) glucopiranana. Das subtrações isoladas a partir da glicoproteína através de fracionamento com Cetavlon, a fração mais abundante (Fração B) teve seu polissacarídeo identificado com estrutura idêntica à da fração de manana. O RNA presente na parede celular foi encontrado integralmente na fração A da glicoproteína, o que elimina tal composto das demais frações e subfrações. A parede celular constituída pelo subproduto industrial de autólise, mostrou características gerais similares à da parede separada por rompimento mecânico, ou seja, mesmo exposta a enzimas nativas e outras, durante a autólise, esta parede foi basimente preservada, embora seja possível observar seu comportamento diferenciado quanto à solubilização e dispersão durante as etapas de fracionamento. o trabalho consolida num texto único, novas informações em adição a outras, já descritas de forma segmentada e em condições diversas. / Abstract: The cell wall of yeast (S. cerevisiae) from industrial beer fermentation is composed of polissacharides which can be utilized in the food and others industries. Considerable information about the chemical structure of cell wall polissacharides of S. cerevisiae is related in the literature and was obtained from laboratory cell cultures grown in synthetic media. The aim of this work was to establish a parallel between the fractionation routine, the yield of each fraction and their compositions, using two commercial sources of raw material: a) residual yeast cells from industrial beer fermentation; b) residual cell wall material from the production of yeast extract, with autolysis of the cells referred to in item a. The rupture of the yeast cells was carried out in a pilot glass ball mill (Dyno Mill);this operation was optimized and reached near 95% of cell disruption. The fractionation design for the sequential separation of the fractions obtained from the cell wall, allowed for the isolation of virtually homogeneous purified fractions and the polysaccharide component's of each one could then be determined and indirectly their ocurrence in the original fractions. Each fraction was quantified, characterized chemically and identified structurally. The samples were subjected to GC-MS, 13C NMR and IR spectroscopy in order to determine the structure. The cell wall obtained mechanical rupture showed a yield of 30% of the dry cell weight. The purified polissacharide fractions of cell walls obtained from the mechanical rupture of cells and from the cell walls of industrial residues showed, respectively, the following yields in dry weight related to the cell wall: 16.7 and 11.2% of glycoprotein; 7.1 and 7.8% of mannan; 0.8 and 1.0% of alkali soluble glucan; 59.2 and 63.8% of insoluble glucan and 1.8 and 2.2% of acid soluble glucan. From the glycoprotein four subfractions were isolated with yields of: 1.3 and 2.7 %, fraction A; 56.3 and 44.2%, fraction B; 10.5 and 12.0 %, fraction C and 10.6 and 12.7 %, fraction D. The three quantitatively main fractions of cell wall polissacharides were glycoprotein, manan and insoluble glucan. The polissacharide of the former two fractions was confirmed as 2-O-substituted a-D- (1->6) mannopyranan with a-D-(1-»2) mannopyranosidic branches and a non- reducing terminal unit of a-D-(1->3) mannopyranoside; the insoluble glucan being ß-D-(1->3) glucopyranan. From the subfractionation of the glycoprotein using Cetavlon, the polissacharide of the most abundant subtraction (B) showed a structure identical to that of the mannan fraction. The RNA present in the cell wall was almost totally found in subtraction A, practically eliminated this compound from the other fractions and subtractions. The cell wall byproduct from industrial autolysis, showed almost the same general characteristics when compared to that from mechanical rupture, i.e., even when exposed to native and others enzymes during autolysis, it was basically preserved, although a different behaviour with respect to solubilization and dispersion during the fractionation procedures was observed. This work consolidates in one publication some new information together with information already described but in a fragmented form and obtained under a variety of conditions. / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7056_1.pdf: 2400536 bytes, checksum: 015771d94ec8f8e0629d6c5d29fdaf2d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Quando submetidas a condições de estresse as células respondem a partir da indução de genes e ativação de proteínas em mecanismos regulados por cascatas de eventos metabólicos. Na levedura Saccharomyces cerevisiae muitos desses sinais externos são recebidos e amplificados por vias das chamadas MAP quinases. Em estudos anteriores mostramos a eficácia do biocida catiônico polihexametileno biguanida (PHMB) no combate a leveduras que contaminam o processo de fermentação alcoólica industrial. Entretanto, foi observado que certas linhagens de S. cerevisiae são sensíveis a esse biocida. Portanto, para que se possa propor o uso deste composto no controle de contaminações industriais é necessário que conheçam os mecanismos moleculares envolvidos na resposta à ação biológica do PHMB e dos mecanismos de resistência celular a este composto. Trabalhos da literatura mostraram que células de E. coli respondem a este composto a partir da expressão de genes envolvidos na manutenção da integridade da parede celular (CWI). A partir da identificação desses homólogos em Saccharomyces cerevisiae realizamos uma série de experimentos de análise da expressão gênica e da avaliação de linhagens mutantes dessa levedura. Os experimentos mostraram que a cascata regulatória da via da proteína quinase C (PKC) regula a expressão dos genes do mecanismo CWI que respondem às lesões na parede celular induzidas pelo PHMB, causando um estresse osmótico que é sentido e restaurado pelos genes da via HOG. O efeito protetor da trealose, a geração de desequilíbrio redox e a natureza do efeito tóxico sugerem que PHMB dispara o mesmo sinal molecular que é sentido pelas células quando submetidas a estresse etanólico. Além disso, a proteína Yap1, principal regulador da transcrição dos genes de resposta a estresse oxidativo, parece ser crucial para a resistência ao PHMB, embora neste caso a função desse fator de transcrição estaria relacionada com um efeito protetor sobre a parede celular. Com isso, estamos propondo uma nova função biológica para a proteína Yap1 na resposta a estresse industrial em Saccharomyces cerevisiae

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-04T12:56:34Z No. of bitstreams: 2 Andre Ferraz Goiana Leal Tese Doutorado_2012.pdf: 1567423 bytes, checksum: 51bb64ce5a0aada499a3747efab44594 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T12:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Andre Ferraz Goiana Leal Tese Doutorado_2012.pdf: 1567423 bytes, checksum: 51bb64ce5a0aada499a3747efab44594 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / Aspergillus é um fungo ubíquo que pode causar uma variedade de síndromes clínicas, especialmente em pacientes imunossuprimidos. Esta pesquisa teve como objetivos caracterizar o perfil de carboidratos da parede celular de espécies de Aspergillus, avaliar a susceptibilidade antifúngica in vitro ao itraconazol e o efeito antifúngico de formulação lipossomal de itraconazol no tratamento de ceratite experimental por A. flavus. As lectinas usadas no ensaio foram wheat germ agglutinin (WGA), Ulex europeus agglutinin I (UEA I), peanut agglutinin (PNA) e concanavalina A (Con A) todas conjugadas a peroxidase. A metodologia utilizada na susceptibilidade antifúngica in vitro seguiu as condições descritas no protocolo M38-A2 do Clinical and Laboratory Standard Institute. Os lipossomas foram obtidos pelo método de hidratação do filme lipídico seguido de sonicação. Fêmeas adultas de ratos Wistar (pesando 200-220g) foram imunossuprimidas com apenas uma aplicação intraperitoneal de 150mg/kg de ciclofosfamida três dias antes da infecção com A. flavus na concentração de 107 esporos/mL. Após 48h da infecção, os animais foram tratados com a formulação lipossomal. Para efeito de comparação um grupo de animais (n=6) foi tratado com o fármaco não encapsulado. Ao fim do experimento os animais foram avaliados quanto a: manifestações clínicas, unidade formadora de colônias (UFC/g) e exame direto/histopatológico. Nossos resultados mostraram que houve expressão de N-acetil-D-glicosamina na superfície da parede celular das espécies de Aspergillus analisadas em espécimes histopatológicas (cérebro e pulmão) e crescidos em meio de cultura batata dextrose ágar (BDA). Todas as amostras sensíveis ao itraconazol expressaram de moderada a alta concentração de N-acetil-D-glicosamina na parede celular. No estudo in vivo o grupo de animais tratados com o fármaco livre, um apresentou opacificação total da córnea, três apresentaram edema de córnea em dois quadrantes e dois apresentaram um pequeno edema. No grupo de animais tratados com a formulação lipossomal dois animais apresentaram edema de córnea moderada, um apresentou um pequeno edema e três animais não apresentaram qualquer lesão. No grupo de animais tratados com o fármaco livre foi possível quantificar de 2 a 13 UFC/g e visualizar estruturas fúngicas ao exame direto/histopatológico em todas as amostras de globo ocular. No grupo tratado com a formulação lipossomal metade das amostras avaliadas (três animais) não foi visualizado nenhum crescimento fúngico (cultura) e nem filamentos micelianos ao exame direto/histopatológico. Os resultados obtidos neste estudo indicam a formulação lipossomal do itraconazol apresenta uma atividade antifúngica significativamente maior do que o fármaco livre no tratamento de ceratite fúngica experimental por A. flavus em ratos Wistar.

Uma alternativa para aumentar a produção de bioetanol por área de cana plantada no Brasil seria utilizar os resíduos de sua biomassa para conversão em etanol. O conhecimento de como processos de degradação da parede celular se dão em plantas usadas para a produção de bioenergia e a compreensão de como eles funcionam pode ser de grande utilidade para esta tecnologia. Na investigação da anatomia de cana encontramos evidências da formação de um aerênquima lisígeno na raiz de cana, espaços gasosos no córtex da raiz decorrentes da morte celular e degradação da parede. Assim, decidiu-se aprofundar os estudos neste sistema através de técnicas de bioquímica de parede celular, microscopia de luz e transmissão e imunolocalização. A formação do aerênquima nas raízes de cana-de-açúcar tem início com a morte celular programada e a degradação de &beta;-glucano e pectinas, principalmente daquelas associadas às lamelas médias, resultando na separação das células. As hemiceluloses arabinoxilano e xiloglucano mostram apenas modificações em suas estruturas finas, mas permanecendo nas paredes. Além disto, foram observados em microscopia de transmissão alguns pontos onde houve a degradação completa de parede celular, porém a presença de diversas paredes celulares colapsadas nas lamelas entre o aerênquima e ao seu redor parece ser mais importante para a formação do aerênquima. As modificações dos polissacarídeos estão possivelmente associadas com a alteração de características físicas das paredes, tornando-as mais suscetíveis a dobras e colapsos, gerando os espaços de gás e lamelas resistentes, que sustentam estes espaços. Mais do que a \"degradação da parede celular\", como é tratado em definições de aerênquima, pudemos observar que este fenômeno é resultado de uma sequência de eventos que permitem modificações da parede celular, e não necessariamente a sua completa degradação, resultando na abertura dos espaços gasosos / An alternative to increase bioethanol production per area of sugarcane plantation in Brazil would be to use its biomass residue for conversion into ethanol. The knowledge of how cell wall degradation processes occur in plants used for bioenergy production and understanding how they work can be of great use for this technology. Studying the sugarcane anatomy, we found evidences for the formation of a lysigenous aerenchyma in the roots, gas spaces in the root cortex originated from cell death and cell wall degradation. Thus, we decided to deepen the studies in this system using cell wall biochemistry, light and transmission microscopy and immunolabeling. The aerenchyma formation in sugarcane roots starts with programmed cell death and degradation of &beta;-glucan and pectins, especially those from middle lamellae, resulting in cell separation. The hemicelluloses arabinoxylan and xyloglucan only show modifications in fine structure, but they remain in the cell wall. Besides, complete cell wall degradation was observed in a few spots through transmission electron microscopy, although the collapsing of cell walls seems to be more important for aerenchyma formation. Modifications in the polysaccharides are possibly associated with changes in cell wall physical properties, making them more susceptible to folding and collapsing, generating gas spaces and resistant lamellae that support these spaces. Described as \"cell wall degradation\" in aerenchyma definition in literature, we observed that this phenomenon is the result of a series of events that allow cell wall modifications, and not necessarily its complete degradation, resulting in the formation of gas spaces

Evidence suggests that root cell walls are a target of low pH stress. Severe low pH stress causes cell death in the root tip. The walls of these cells are highly dynamic. Our hypothesis is that in these cells low pH causes stress in the cell wall due to excessive loosening. Thus, a certain level of turgor pressure should be required to cause cell death. Here, we aimed to investigate the role of the cell wall in low pH stress leading to cell death. We looked for the possible involvement of players such as class III peroxidases and ethylene signaling, which could promote changes in the cell wall and cause differential sensitivity to low pH. Arabidopsis thaliana and mutants in the genetic background of Col-0 were grown in a medium containing agar (0.8%) and half the concentration of Hoagland\'s nutrient medium. Five-day-old seedlings were exposed to low pH in a solution composed of 0.5 mM CaCl2 and 0.6 mM Homopipes buffer. Treatment of roots at pH 4.6 caused death of cells in the transition zone (TZ) and meristematic zone (MZ). However, cell death was negligible when plants were treated at pH 4.6 in an hyperosmotic solution (&Psi;s = -0.37 MPa), thereby decreasing cell wall tension. Also, an hypoosmotic treatment (HO) caused cell death at pH 5.8 in TZ. Cell death was accelerated when HO was performed in a low pH solution. The mutant of a cell wall integrity sensor protein, wak-1, displayed reduced cell death when exposed to low pH. Also, cell death seems to occur through a programmed cell death mechanism. Thus, low-pH induced cell death appears to be triggered by perception of cell wall stress. We examined published data to search for class III peroxidases possibly involved in cell death due to low pH. The gene for AtPrx62 is induced 8.37-fold in low pH exposed roots. The atprx62 KO mutant was less sensitive to low pH than Col-0 roots. The mRNA of AtPRX62 accumulated in the same zone that cell death occurred due to low pH. This strongly suggests that AtPRX62 is positive regulator of low-pH induced cell death. Also, ethylene pretreatment induced subsequent tolerance of roots to low pH and this was dependent of its receptor ETR1. Together we show that a cell wall stress caused by low pH causes cell death. This death was in part due AtPRX62 activity and was also suppressed by ethylene. / Evidencias recentes sugerem que a parede celular é um alvo direto do estresse por baixo pH em raízes. Estresse severo por baixo pH rapidamente causa a morte de células do ápice radicular, onde a parede é altamente dinâmica. Nossa hipótese é de que nessas células, o baixo pH cause mudanças na parede celular, como afrouxamento excessivo. Assim, a pressão de turgor sobre a parede deve ser necessária para causar danos que levam à morte das células. Neste trabalho, nós investigamos o papel da parede celular no estresse por baixo pH e na consequente morte de células radiculares. Além disso, tambem foi investigado o papel de peroxidases de classe III e sinalização por etileno, que promovem mudanças na parede celular as quais podem gerar sensibilidade diferenciada a baixo pH. Plântulas de Arabidopsis thaliana e mutantes no background de Col-0 foram crescidas em meio contendo ágar (0.8%) e metade da concentração dos nutirentes do meio de Hoagland. Plântulas com 5 dias de idade foram expostas a baixo pH em uma solução composta por 0.5 mM de CaCl2 e 0.6 mM de tampão Homopipes. O tratamento de raízes a pH 4.6 causou morte em células da zona de transição (TZ) e zona meristemática (MZ). Entretanto, a morte celular foi negligível quando as plantas foram tratadas a pH 4.6 simultaneamente com a diminuição da tensão na parede celular, através de solução com potencial de - 0.37 MPa. Além disso, um choque repentino na pressão de tugor por intermédio de tratamento hiposmótico (HO) causou morte celular a pH 5.8 na TZ. A morte celular foi acelerada quando HO foi realizado em uma solução a baixo pH. A morte celular foi reduzida no mutante wak-1 exposto a baixo pH. WAK-1 é um receptor de parede que atua no sistema de monitoramento de integridade da parede celular. A morte das células provavelmente ocorreu por meio de morte celular programada. Juntos, esses dados trazem evidências que a parede celular é crucial para percepção do estresse causado por baixo pH e essa percepção possivelmente está envolvida em repostas que causam a morte celular. Nós examinamos dados publicados procurando por peroxidases classe III possivelmente envolvidas com a morte celular devido baixo pH. O gene codante para AtPRX62 foi induzido 8.37 vezes em raízes expostas a baixo pH. O mutante KO atprx62 foi menos sensível a baixo pH que raízes de Col-0. O mRNA de AtPRX62 acumulou-se na mesma zona de morte celular devido baixo pH em raízes de Col-0. Isso sugere que a atividade de AtPRX62 está relacionada com a morte celular devido baixo pH. Além disso, o pré-tratamento com etileno induziu tolerância de raízes à exposição subsequente a baixo pH. Esta indução foi dependente de sinalização via ETR1. No conjunto, nós mostramos que um estresse causado na parede celular pelo baixo pH causa a morte celular. Essa morte é em parte devido a atividade de AtPRX62 mas pode ser aliviada por etileno.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:51:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3002168 bytes, checksum: 936461b9e52c3ed25ff8924c9843452e (MD5) Previous issue date: 2013-10-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Basidiospores of the ectomycorrhizal fungus P. microcarpus are characterized by impermeable, hydrophobic cell walls. These features are possibly related to the low germination percentages of these propagules and make it difficult the isolation of monokaryons and the use of these spores as inoculants. Sodium hypochlorite can be used as a permeabilizing agent of the cell wall of fungal spores. The aim of this study was to evaluate the effects of permeabilization treatments with commercial bleach on the cell wall ultrastructure and hydrophobicity, and on the viability and germination of P. microcarpus basidiospores. For this, fungal basidiospores, from fruiting bodies associated with Eucalyptus spp., were collected and permeabilized using different concentrations of bleach and times of exposure. After permeabilization, the basidiospores were analyzed by scanning and transmission electron microscopy. Surface hydrophobicity, viability, and germination of these propagules were also analyzed. The percentage of permeabilized basidiospores of P. microcarpus was proportional to the increases in bleach concentration and the exposure time. Basidiospores from different fruiting bodies differed significantly in their susceptibility to the permeabilization treatments with bleach and in the decrease of cell surface hydrophobicity after permeabilization. Changes in the ultrastructure of permeabilized basidiospores were observed at bleach concentrations of 15 and 50 %, with an exposure time of 40 s. For one basidiocarp, after permeabilization with bleach at 5 % for 40 s, 80% of the permeabilized basidiospores were viable. The plating of basidiospores permeabilized with 10% bleach for 40 s resulted in the production of colonies of P. microcarpus. The colonies appeared after 15 days of incubation of the permeabilized basidiospores in the presence of the host plant, E. citriodora. The germination percentage obtained, 0,001 %, was similar to those reported for non-permeabilized basidiospores. This work is the first report on the ultrastructure of the cell wall of basidiospores of P. microcarpus and contributes to the understanding of the recalcitrance of these propagules to germination. / Basidiósporos do fungo ectomicorrízico P. microcarpus apresentam parede celular impermeável e hidrofóbica. Essas características estão possivelmente relacionadas às baixas porcentagens de germinação desses propágulos, dificultando a obtenção de monocários e a utilização desses esporos em inoculantes. O hipoclorito de sódio pode ser usado como agente permeabilizador da parede celular de esporos fúngicos. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do tratamento de permeabilização com água sanitária sobre a ultraestrutura e hidrofobicidade da parede celular, a viabilidade e a capacidade de germinação de basidiósporos de P. microcarpus. Para isso, basidiósporos fúngicos, oriundos de corpos de frutificações associados a plantas de Eucalyptus spp., foram coletados e permeabilizados utilizando-se diferentes concentrações de água sanitária e tempos de exposição ao composto. Após a permeabilização, os basidiósporos foram analisados por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. A hidrofobicidade superficial, a viabilidade e a germinação desses propágulos também foram analisadas. A porcentagem de basidiósporos de P. microcarpus permeabilizados foi proporcional ao aumento na concentração de água sanitária e ao tempo de exposição. Basidiósporos oriundos de diferentes basidiocarpos diferiram de forma significativa na susceptibilidade ao tratamento de permeabilização com água sanitária e na redução da hidrofobicidade da superfície celular após esse tratamento. Alterações da ultraestrutura dos basidiósporos permeabilizados foram observadas nas concentrações de 15 e 50 % de água sanitária pelo tempo de exposição de 40 s. Para um dos basidiocarpos avaliados e após a permeabilização com água sanitária a 5 % por 40 s, 80 % dos esporos permeabilizados encontravam-se viáveis. O inóculo dos basidiósporos permeabilizados com água sanitária a 10 % por 40 s resultou na produção de algumas colônias de P. microcarpus. As colônias apareceram após 15 dias de incubação dos basidiósporos permeabilizados na presença da planta hospedeira, Eucalyptus citriodora. A porcentagem de germinação obtida, 0,001%, foi semelhante àquelas relatadas na literatura para basidiósporos não-permeabilizados. Este trabalho é o primeiro relato sobre a ultraestrutura da parede celular dos basidiósporos de P. microcarpus e contribui para a compreensão da recalcitrância desses propágulos à germinação.