Orientador: Alexandre Reily Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2014.

A produção brasileira de carne de frango tem uma grande importância econômica no mundo todo devido principalmente aos avanços do melhoramento genético. O surgimento de novas tecnologias de sequenciamento (sequenciamento de nova geração) tem se tornado uma ferramenta poderosa, pois por meio da identificação de SNPs (polimorfismo de nucleotídeo único) e INDELs (deleções/inserções) possibilita a adição de novas informações ao melhoramento genético. A deposição de músculo, em especial o músculo de peito, é uma das características que mais merecem destaque por causa da sua importância nutricional e econômica. Sendo assim o objetivo deste trabalho foi ressequenciar o genoma de 18 aves de duas linhagens distintas experimentais e identificar SNPs e INDELs em uma região de QTL no cromossomo 2 da galinha associado anteriormente com deposição de músculo do peito, além de caracterizar variantes potencialemente funcionais e propor mutações candidatas para estudos futuros. Para isso, dezoito galinhas de duas diferentes linhagens experimentais (corte e postura), ambas desenvolvidas pela Embrapa Suíno e Aves, foram sequenciadas pela plataforma de nova geração da Illumina. SNPs e INDELs foram identificados por meio de ferramentas de bioinformática em uma região de QTL no cromossomo 2 da galinha (105.848.755-112.648.761 pb) que foi previamente associada com deposição de músculo de peito. O sequenciamento dos 18 animais gerou em torno 2,7 bilhões de reads e após a filtragem por qualidade foram mantidas 77% das reads. Em seguida, as reads foram alinhadas ao genoma referência (Gallus_gallus-4.0, NCBI) pela ferramenta Bowtie2 e gerou em média 10,6X de cobertura de sequenciamento na região-alvo. , Foram identificados 722.832 SNPs e 63.727 INDELs para os 18 animais por meio do programa SAMtools, e após uma filtragem rigorosa, foram mantidos 77% dos SNPs (n=558.767) e 60% das INDELs (n=38.402). Com base nas variantes únicas para os 18 animais (85.765 SNPs e 7.824 INDELs) foi realizada a anotação funcional por meio da ferramenta ANNOVAR. Dentre os SNPs não sinônimos (n=153) e stopgain (n=3), 15 foram classificados como deletérios. Um dos SNPs deletérios que já foi depositado em banco de dados foi identificado no gene RB1CC1, que tem sua função relacionada ao desenvolvimento do músculo de peito. Utilizando a ferramenta DAVID foi possível analisar 37 genes relacionados aos SNPs não sinônimos, stopgain, INDELs frameshift e não frameshift. Dentre estes genes, três (DTNA, RB1CC1 e C-MOS) foram selecionados por terem suas funções relacionadas ao desenvolvimento muscular e suas mutações foram analisadas. Sendo assim, futuros estudos podem ser realizados nestes genes candidatos e nas mutações identificadas, por meio de análises de associação e validação em populações comerciais, permitindo assim uma melhor explicação o efeito do QTL estudado. / The Brazilian chicken meat production has a great economic importance in worldwide mainly due to advances in breeding. The emergence of new techniques of sequencing (nextgeneration sequencing) becomes a powerful tool because through identification of SNPs (single nucleotide polymorphism) and INDELs (deletions/insertions) allows the addition of new information for genetic improvement. The muscle deposition, particularly the breast muscle, is one of the features that are most noteworthy because of its nutritional and economic importance. Therefore the aim of this study was to perform the genome resequencing of 18 chicken from two distinct experimental lines and identify SNPs and INDELs in a QTL region on chromosome 2 previously associated with breast muscle, and characterize the variants to identify potentially function ones and propose candidate mutations for future studies. To achieve these objectives, eighteen chickens of two different experimental lines (broiler and layer), both developed by Embrapa Swine and Poultry were sequenced by Illumina next-generation platform. SNPs and INDELs were identified by bioinformatic tools in a QTL region on chicken chromosome 2 (105,848,755-112,648,761 bp) which was previously associated with breast muscle deposition. Sequencing of the eighteen animals generated around 2.7 billion of reads, and 77% of the reads were retained after filtering. The reads were aligned against the chicken genome reference (Gallus_gallus-4.0, NCBI) by Bowtie2 tool resulting in a 10.6X coverage across the target region. Using SAMtools, 722,832 SNPs and 63,727 INDELs were identified in the all individuals, and after a stringent filtration, 77% of SNPs (n=558,767) and 60% of INDELs (n=38,402) were maintained. Based on unique variants for all the animal (85,765 SNPs and 7,828 INDELs) were performed the functional annotation by ANNOVAR tool. Among the non-synonymous SNPs (n=153) and stopgain (n=3), fifteen were predicted like a deleterious mutation. One of deleterious SNPs has already deposited in public database, and it was identified in RB1CC1 gene, which function is related to breast muscle development. Using the DAVID tool was possible to analyze the 37 genes related to the non-synonymous SNPs, stopgain, frameshift and non-frameshift INDELs. Among these genes, three (DTNA, RB1CC1 and C-MOS) were selected due their functions related to muscle development and their mutations were analyzed. Therefore, further association studies can be performed with these candidate genes and their mutations, and also validation in commercial populations, allowing a better explanation of QTL effects.

Métodos microbiológicos tradicionais como isolamento, coloração de Gram e testes bioquímicos auxiliam na identificação do gênero Streptococcus, no entanto, as espécies apresentam ampla variação fenotípica, tornando difícil a identificação ou diferenciação das mesmas apenas por estes métodos. Uma das espécies mais importantes em suínos, Streptococcus suis, tem provocado grandes prejuízos em todo o mundo e tem sido descrito como uma importante zoonose em alguns países. S. suis está presente nas vias respiratórias superiores, colonizando principalmente tonsilas, cavidades oral e nasal facilitando a alta disseminação por contato direto, principalmente em leitões entre 4 e 12 semanas de vida. Os quadros clínicos mais frequentes em suínos infectados pelo S. suis são meningite, artrite e pneumonia. O objetivo do presente estudo foi identificar estirpes do gênero Streptococcus mediante as técnicas de reação em cadeia pela polimerase (PCR), sequenciamento parcial do gene 16S rRNA e espectrometria de massa MALDI-TOF (MALDI-TOF MS). As análises por PCR e por MALDI-TOF MS resultaram na identificação de 215 estirpes como S. suis e 35 como diferentes espécies pertencentes ao gênero Streptococcus. Os resultados da identificação das 35 estirpes pertencentes a outras espécies do gênero Streptococcus pelo MALDI-TOF MS foram confirmados pelo sequenciamento parcial do gene 16S rRNA, sendo que as duas técnicas apresentaram 100% de concordância. Os resultados obtidos indicam grande eficácia na utilização das técnicas avaliadas para a identificação de S suis e de outras espécies do gênero Streptococcus. A técnica de MALDI-TOF MS, apesar do custo elevado do equipamento, apresentou a vantagem de ser rápida, apresentar baixo custo por análise e reduzida utilização de material / Traditional microbiological methods such as isolation, Gram staining and biochemical tests help to identify the Streptococcus genus, however, the species present broad phenotypic variation, making it difficult for their identification or even differentiation just by these methods. One of the most important species in swine, Streptococcus suis, has led to great losses worldwide and has been described as an important zoonosis in some countries. S. suis is present in the upper airways, especially colonizing tonsils, oral and nasal cavities facilitating the high dissemination by direct contact, especially among piglets between 4 to 12 weeks of age. The most common clinical manifestations in pigs infected by S. suis are meningitis, arthritis and pneumonia. The aim of this study was to identify Streptococcus strains by polymerase chain reaction (PCR), 16S rRNA gene partial sequencing and MALDI-TOF mass spectrometry (MALDI-TOF MS). PCR and MALDI-TOF MS analysis resulted in the identification of 215 strains as S. suis and 35 as different species of the Streptococcus genus. The identification of the 35 strains belonging to other species of the genus by MALDI-TOF MS was confirmed by 16S rRNA gene partial sequencing, and both techniques presented 100% concordance. These results demonstrate the high efficiency in the use of the evaluated techniques for the identification of S. suis and the other species of the Streptococcus genus. The MALDI-TOF MS technique, despite the equipment high cost, presented the advantage of being fast, have low cost per analysis and reduced material usage

O presente estudo objetivou detectar a infecção por Leptospira spp. mediante ensaio sorológico, bacteriológico e molecular em 208 fêmeas bovinas do município de Novo Repartimento e em 58 fetos não abortados destas fêmeas. Em um matadouro municipal da região do Baixo Tocantins - PA foram colhidas amostras de soro sanguíneo, urina e fragmentos dos rins das fêmeas bovinas e amostras de líquidos cavitários, fragmentos dos órgãos e conteúdo gástrico dos fetos. Os testes empregados foram a soroaglutinação microscópica (SAM), o cultivo bacteriológico, a reação em cadeia pela polimerase (PCR) e o sequenciamento de DNA. A frequência de fêmeas bovinas reagentes foi de 65,86% (137/208), com títulos variando de 100 a 3.200, sendo L. interrogans sorovar Hardjoprajitnoe L. borgpetersenii sorovar Hardjobovis os mais prevalentes. Não houve o isolamento de leptospiras, mas o DNA da bactéria foi detectado em 5,76% (12/208) das amostras de rins e em 14,90% (31/208) das amostras de urina. O sequenciamento de DNA direto dos produtos da PCR foi possível em 30 amostras, distribuídas em quatro espécies diferentes: L. borgpetersenii a mais prevalente com 56,70% (17/30), seguida por L. kirschneri com 33,30% (10/30), L. interrogans com 6,70% (2/30) e L. santarosai com 3,30% (1/30). Tanto o genótipo Hardjoprajitno como Hardjobovis foram identificados. Em nenhum dos fetos foi detectado anticorpos anti-Leptospira spp. nos líquidos cavitários e nem o DNA da bactéria no pool de órgãos e conteúdo gástrico, mesmo que em alguns fetos foram observadas alterações patológicas macroscópicas sugestivas de leptospirose. Estes resultados inéditos revelam uma diversidade e peculiaridade para a leptospirose bovina em Novo Repartimento, principalmente pela baixa prevalência de L. santarosai e mais surpreendente, a presença de L. kirschneri, comumente não encontrada em bovinos, diferentemente do que ocorre em outras regiões do país. / The present study aimed to detect the infection by Leptospira spp. using serological, bacteriological and molecular assays in 208 bovine females of the municipality of Novo Repartimento and in 58 non-aborted fetuses of these females. At a municipal slaughterhouse in the Baixo Tocantins - PA region were collected samples of blood serum, urine and kidney fragments from bovine females and samples of cavity liquids, fragments of the organs and gastric content of the fetuses. The tests used were microscopic agglutination test (MAT), bacteriological culture, polymerase chain reaction (PCR) and DNA sequencing. The frequency of reactive bovine females was 65.86% (137/208), with titers varying from 100 to 3,200, with L. interrogans serovar Hardjoprajitno and L. borgpetersenii serovar Hardjobovis the most prevalents. There was no isolation of leptospires, but the DNA of the bacterium was detected in 5.76% (12/208) of the kidney samples and in 14.90% (31/208) of the urine samples. Direct DNA sequencing of PCR products was possible in 30 samples, distributed in four different species: L. borgpetersenii, the most prevalent with 56.70% (17/30), followed by L. kirschneri with 33.30% (10 / 30), L. interrogans with 6.70% (2/30) and L. santarosai with 3.30% (1/30). Both genotypes Hardjoprajitno and Hardjobovis were identified. In none of the fetuses was detected antibodies anti-Leptospira spp. in the samples of cavity liquids and neither the DNA of the bacterium in the pool of organs and gastric content, although in some fetuses macroscopic pathological changes suggestive of leptospirosis have been observed. These results reveal a diversity and peculiarity for the bovine leptospirosis in Novo Repartimento, mainly due to the low prevalence of L. santarosai and more surprising, the presence of L. kirschneri, not commonly found in cattle, differrently what happens in other regions of country.

Os solos da floresta tropical Amazônica supostamente abrigam elevada biodiversidade microbiana, visto que suportam, através da ciclagem da serapilheira, um dos ecossistemas mais exuberantes do planeta. Entretanto, as ações antrópicas de corte e queima, especialmente para o estabelecimento de pastagens, induz mudanças profundas nos ciclos biogeoquímicos, principalmente do nitrogênio. Essas mudanças se manifestam na predominância das formas do N mineral. No solo sob floresta os teores de NO3 - são semelhantes ou maiores que os de NH4 +, enquanto na pastagem praticamente não se encontra NO3 -. Pastagens mal manejadas, via de regra são abandonadas e revertem a uma vegetação secundária, ou "capoeira". As mudanças no uso da terra podem direcionar a predominância de grupos específicos de microrganismos do solo, ou ainda induzir perdas significativas da diversidade como um todo. Para avaliar a extensão do impacto sobre a comunidade microbiana, foram examinadas amostras de solo da camada superficial (0-10 cm) de uma floresta, pastagem e capoeira da região sudoeste da Amazônia. O C e o N orgânico e microbiano, o N mineral nas formas amoniacal e nítrica, as taxas de mineralização e de nitrificação, a diversidade de Bacteria por PCR-DGGE e a diversidade de bactérias oxidadoras de amônio e de nitrito por sequenciamento da região ribossomal 16S foram avaliados, durante as estações chuvosa (fevereiro) e seca (setembro) de 2004. Os resultados indicaram que a área de pastagem bem manejada continha 30 a 42% mais C orgânico do que a capoeira e 47% a mais do que a floresta ao longo do ano. O mesmo padrão foi observado para o N orgânico. O C e o N da biomassa microbiana na pastagem foram 38 e 26%, respectivamente, maiores do que nas áreas de capoeira e floresta durante a estação chuvosa. Entretanto, a falta de umidade durante a estação seca afetou mais intensivamente a biomassa microbiana da pastagem. As relações Cmic:Corg e Nmic:Norg foram reduzidas acentuadamente neste período, indicando condições impróprias para a utilização do substrato. A concentração de nitrato foi maior no solo da floresta, enquanto o amônio foi a forma de N mineral predominante na pastagem e na capoeira. As maiores taxas líquidas de mineralização e de nitrificação foram obtidas nos solos de floresta durante a estação das chuvas, enquanto nos demais sistemas os valores foram negativos ou muito baixos. A abordagem molecular por PCR-DGGE demonstrou que a estrutura das comunidades de Bacteria é distinta nos diferentes sistemas de uso da terra. As causas para as variações estão possivelmente relacionadas ao efeito conjunto da cobertura vegetal e das características químicas do solo. A diversidade de bactérias nitrificadoras, avaliada pelo sequenciamento da região ribossomal 16S, foi maior no solo sob pastagem e capoeira do que sob floresta. As seqüências de AOB encontradas apresentaram maior similaridade com as espécies Nitrosospira sp., Nitrosospira multiformis, Nitrosospira briensis, Nitrosospira tenuis, Nitrosovibrio sp., Nitrosovibrio tenuis e Nitrosolobus multiformis. A diversidade das NOB apresentou a mesma tendência de aumento da diversidade após a mudança do uso da terra para pastagens. No solo sob floresta os clones encontrados estavam relacionados a uma única espécie de Nitrobacter sp., enquanto na pastagem os clones estavam associados às sequências de Nitrobacter sp., Nitrobacter winogradsky, Nitrobacter alkalicus, Nitrobacter hamburgensis e Nitrobacter vulgaris. Por sua vez, no solo sob capoeira foram encontradas somente as espécies Nitrobacter sp. e Nitrobacter hamburgensis. A elevação do pH e das concentrações de amônio no solo pode ter contribuído para a maior diversidade de bactérias nitrificadoras nos solos sob cobertura de gramíneas, em relação à floresta nativa. Entretanto a presença dessas bactérias não resultou em aumentos do teor de NO3 - no solo, devido à sua imediata imobilização pela biomassa microbiana. / Amazonian tropical forest soils are supposed to hold high microbial biodiversity, since they support by litter recycling one of the most luxuriant ecosystems. However, anthropogenic practices of slash and burn, mainly for pasture establishment, induce deep changes in the biogeochemical cycles, mainly of nitrogen. Such changes become noticeable by the predominance of distinct forms of mineral N. While in forest soils NO3 - content is higher or equal to NH4 +, in pasture soils NO3 - is hardly found. Degraded pastures are usually abandoned and turn to a secondary vegetation or "capoeira". These land-use changes may direct the predominance of specific groups of soil microorganisms, or yet induce significant losses of microbial diversity. To evaluate the extent of microbial community disturbance we analyzed samples from the upper 0-10 cm soil layer from a forest, an effectively grazed pasture and a fallow site, located in the southwest Amazonian Region. Total organic and microbial C and N, mineral N, net mineralization and nitrification rates, as well as Bacteria diversity by PCR-DGGE and AOB, NOB diversity by sequencing the 16S ribossomal region were measured twice, during the rainy (February) and dry (September) seasons 2004. Results showed that this well managed pasture site contained 30 to 42% more organic C than the capoeira and 47% more than the forest site over the year. The same pattern was observed for total N. Microbial biomass C and N in pasture soil were about 38 and 26%, respectively, higher than in fallow and forest sites during the rainy season. However, the shortage of humidity during the dry season affected the pasture microbial biomass more intensively. Corg:Cmicr and Norg:Nmicr ratios were also sharply reduced in this period, indicating improper conditions for substrate utilization. Nitrate concentration was highest in forest soil, while ammonium was the predominant form of mineral N in the pasture and capoeira sites. The highest mineralization and nitrification rates were determined in the forest soils during the wet season, while the other systems showed negative or very low values. The molecular approach by PCR-DGGE revealed that the structure of microbial communities of Bacteria Domain was different among the types of land use. The main reason for these variations is possibly related to the associated effect of land cover and chemical soil characteristics. The diversity of nitrifying bacteria, evaluated by ribosomal 16S region sequencing, was greater in the pasture and capoeira than in the forest soil. AOB 16S rDNA sequences showed more similarity to Nitrosospira sp., Nitrosospira multiformis, Nitrosospira briensis, Nitrosospira tenuis, Nitrosovibrio sp., Nitrosovibrio tenuis and Nitrosolobus multiformis species. The diversity of NOB group followed the same pattern of greater diversity after land use change to pastures. Clone sequences found in forest soil were closely related only to Nitrobacter sp., while pasture soil had clone sequences similar to Nitrobacter sp., Nitrobacter winogradsky, Nitrobacter alkalicus, Nitrobacter hamburgensis and Nitrobacter vulgaris. NOB diversity in capoeira soil was lower. Only Nitrobacter sp. and Nitrobacter hamburgensis were present. Higher pH and NH4 + concentrations may have contributed to greater diversity of nitrifying bacteria in the soils under grass cover compared to the forest site. However, the presence of these bacteria did not raise the soil NO3 - contents, due to its fast immobilization by microbial biomass.

O veneno de Bothops jararaca contém uma série de componentes, entre eles as metaloproteinases hemorrágicas jararagina e bothropasina. Os cDNAs dessas toxinas mostram 97% de identidade. As diferenças, distribuídas ao longo de seus cDNAs, sugerem que estes mRNas não resultam de splicing alternativo. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os genes codificadores da jararagina e bothropasina pela identificação de exons e introns no DNA genômico. DNA foi extraído do sangue de um exemplar de B. jararaca; os primers para PCR foram baseados nos cDNAs publicados. Os produtos de amplificação foram clonados e seqüenciados revelando a sequência dos genes TOX1 com 12535 pb e TOX2 com 12268 pb. Quatorze exons e treze introns foram identificados em ambos os genes. Comparação entre as sequências mostrou pontos de mutação, inserções e deleções nos exons, e principalmente nos introns dos dois genes. Este constitui o primeiro relato na literatura sobre a identificação de exons e introns nos genes codificadores de jararagina e bothropasina. / The Bothops jararaca venom contains a number of components, including hemorrhagic metalloproteinases as jararhagin and bothropasin. The cDNA of these toxins show 97% identity. The differences distributed along the cDNAs length suggest that these mRNAs do not result from alternative splicing. This study aimed to characterize the genes that encode for jararhagin and bothropasin through the identification of exons and introns in genomic DNA. DNA was extracted from the blood of a B. jararaca specimen; PCR primers were based on published cDNA sequences. Amplification products were cloned and sequenced revealing the TOX1 gene is about 12,535 bp long, and TOX2 is 12,268 bp. Fourteen exons and thirteen introns were identified in both genes. Comparison of the sequences showed point mutations, insertions and deletions in exons, and particularly in introns. This is the first report in the literature on the identification of exons and introns in genes encoding for jararhagin and bothropasin.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:10:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fernanda.pdf: 756095 bytes, checksum: d71d2fe80fb4ed12bd1db79e4ca8e398 (MD5) Previous issue date: 2011-08-30 / This paper presents a mathematical model and a computational algorithm based on the Theory of Constraints (TOC), using techniques of discrete event simulation by a tooling production, achieving a reduction of the production cycle, allowing better use of equipment. This work demonstrates that the application of TOC in a manufacturing environment simulated using discrete event techniques is feasible for companies such as study, when these schedule changes proposed by the software to improve their production processes. The work demonstrates a mathematical model for the task and its algorithm. It is an experimental, quantitative, with the goal of an applied nature explanatory and deductive methods. The system helps improve the solutions continuously to exhaust the possibility of eliminating bottlenecks. One major benefit is the reduction of risk of erroneous changes made without the simulation. Random variables are used to simulate time and product waste. The work shows the results in production orders four different scenarios that simulate real, obtaining improvements in processing time. It also presents a statistical study showing how the simulator presented is efficient in terms of results. At the end concludes that the proposed model is feasible for the environment studied, limited to one cycle of analysis based on TOC, and this application is part of a larger system, outside the context of this. / Este trabalho foi elaborado dentro de uma empresa de desenvolvimento de software na cidade de Manaus. Esta empresa desenvolve sistemas para fábricas em várias cidades do Brasil. O presente trabalho apresenta um modelo matemático e um algoritmo computacional baseado na Teoria das Restrições (TOC), utilizando técnicas de eventos discretos, por meio da simulação da produção de uma ferramentaria, obtendo redução do ciclo de produção, permitindo melhor uso dos equipamentos. O trabalho demonstra que a aplicação da TOC em um ambiente de produção simulada utilizando técnicas de eventos discretos é viável para empresas como a estudada, quando estas programam as alterações proposta pelo software para melhoria de seus processos produtivos. O trabalho demonstra um modelo matemático para a tarefa e seu algoritmo. É uma pesquisa experimental, quantitativa, de natureza aplicada com objetivo explicativo e métodos dedutivos. O sistema ajuda a aprimorar as soluções continuamente até exaurir a possibilidade de eliminar gargalos. Um dos maiores benefícios é a redução dos riscos de alterações equivocadas realizadas sem a simulação. São usadas variáveis aleatórias para simular tempos e produtos refugados. O trabalho evidencia os resultados em quatro ordens de produção que simulam diferentes cenários reais, obtendo melhorias no tempo de processamento. Também é apresentado um estudo estatístico demonstrando quanto o simulador apresentado é eficiente do ponto de vista dos resultados. Ao final conclui que o modelo proposto é viável para o ambiente estudado, limitando-se a um ciclo de análise com base na TOC, sendo que esta aplicação é parte de um sistema maior, fora do contexto deste.

O rápido declínio na digestibilidade da parede celular, devido à lignificação, dificulta o uso eficiente das gramíneas de clima tropical. Objetivou-se detectar e sequenciar o cDNA completo dos principais genes responsáveis pelo processo de biossíntese da lignina, CCoAOMT, C4H e PAL nas gramíneas Brachiaria brizantha Stapf. cv. Marandu e Panicum maximum Jacq. cv. Tanzânia. As amostras das espécies de plantas forrageiras foram coletadas do Campo Agrostológico e levadas, imediatamente, para o laboratório para a extração do RNA total. Após tratamento do RNA total com o kit GeneRacer (Invitrogen), obteve-se o comprimento total 3\' e 5\' do cDNA das forrageiras B. brizantha e P. maximum. Os primers específicos foram delineados com base nas sequências de B. brizantha, P. maximum e milho, depositadas no GenBank, e foram aneladas com os primers 3 e 5 do kit GeneRacer para obtenção do comprimento total do gene. As amplificações foram feitas através PCR qualitativo e os produtos foram purificados, clonados e seqüenciados em ambas direções. Foram encontrados alguns problemas com a otimização na reação de seqüenciamento e obteve-se 67,25 % e 82,22% do gene CCoAOMT, 13,29% e 26,16% do gene PAL e 13,22% do gene C4H em B. brizantha e P. maximum, respectivamente. O sequenciamento dos genes codificantes das enzimas envolvidas no processo de lignificação, apresentaram alta similaridade com as sequências nucleotídicas do milho, e foi possível identificar e classificá-los de acordo com as classes que compõem cada gene. B. brizantha e P. maximum apresentaram 89,6% com CCoAOMT 1 e 88,3% com CCoAOMT 3, 96% e 95% com PAL1 e 96% com C4H1, respectivamente. Ao analisar as similaridades das sequências nucleotídicas dos fragmentos sequenciados, para os genes CCoAOMT, PAL e C4H, entre as demais gramíneas amplamente estudadas, encontrou-se 91% e 91,14% CCoAOMT do arroz, 79,6% e 82% CCoAOMT do trigo, 94,33 e 94,2% CCoAOMT do sorgo, 87 e 86% CCoAOMT da aveia, 90% e 94,25% PAL do arroz, 82% e 93,33% PAL do trigo, 92 % e 89,5% PAL da aveia, 94,33 e 95% PAL do sorgo, 97% e 91% PAL cana-de-açúcar, 90% e 93% PAL da cevada, 76% C4H do arroz, 94% C4H do sorgo, 89% C4H do trigo e 87% C4H da cevada, em B. brizantha e P. maximum, respectivamente. A altíssima similaridade encontrada entre os fragmentos dos genes da via dos fenilpropanóides em B. brizantha e P. maximum, principalmente com o milho e arroz que possuem seu genoma em avançado estudo e conhecimento, possibilitam o uso do banco de dados destas espécies para estudos futuros de biologia molecular. / The rapid decline in digestibility of cell wall, due to lignification, hinders the efficient use of tropical grasses. The objective was to detect and sequence the complete cDNA of the major genes responsible for lignin biosynthesis process, CCoAOMT, PAL and C4H in grasses Brachiaria brizantha Stapf. cv. Marandu and Panicum maximum Jacq. cv. Tanzania. Samples of fodder plant species were collected from the field agrostology and taken immediately to the laboratory for extraction of total RNA. After treatment of total RNA with the Generac kit (Invitrogen), we obtained the full length 3\'and 5\' cDNA of forage B. brizantha and P. maximum. The specific primers were designed based on sequences of B. brizantha, P. maximum and corn, deposited in GenBank, and were ringed with primers 3 \'and 5\' of the Generac kit to obtain the total length of the gene. The amplifications were performed by qualitative PCR and the products were purified, cloned and sequenced in both directions. We found some problems with optimization in the sequencing reaction and obtained 67.25% and 82.22% of the CCoAOMT gene, 13.29% and 26.16% of PAL gene and 13.22% of the C4H gene in B. brizantha and P. maximum, respectively. The sequencing of genes encoding enzymes involved in lignification, showed high similarity with the nucleotide sequences of maize, and it was possible to identify and classify them according to the classes that make up each gene. B. brizantha and P. maximum 89.6% presented with CCoAOMT 1 and 88.3% with CCoAOMT 3, 96% and 95% to 96% with PAL1 and C4H1, respectively. By analyzing the similarities of the nucleotide sequences of the fragments sequenced, the genes for CCoAOMT, PAL and C4H, among the other grasses studied extensively, met 91% and 91.14% of the rice CCoAOMT, 79.6% and 82% of the CCoAOMT wheat, 94.33% and 94.2 CCoAOMT sorghum, 87 and 86% oat CCoAOMT, 90% and 94.25% of the rice PAL, 82 PAL% and 93.33% for wheat, 92% and 89.5 PAL% oats, 95% and 94.33 PAL sorghum, 97% and 91% PAL cane sugar, 90% and 93% PAL barley, rice 76% C4H, C4H 94% sorghum, 89% the C4H C4H wheat and barley 87% in B. brizantha and P. maximum, respectively. The high similarity found among the fragments of the genes of the phenylpropanoid pathway in B. brizantha and P. maximum, especially with corn and rice that have their genome in advanced study and knowledge can enable the use of the database of these species for future studies of molecular biology.

Objetivou-se com este trabalho avaliar o potencial agrícola do lodo de esgoto produzido no estado de São Paulo, bem como, verificar a possibilidade de interação entre a composição química e a abundância relativa de bactérias no lodo. Foram realizadas coletas de amostra de lodo de esgoto em 19 estações de tratamento de esgoto, em três épocas distintas. Nas amostras provenientes das três épocas foram determinados as concentrações dos 16 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) listados como prioritários no monitoramento ambiental pela USEPA (acenafteno, acenaftileno, antraceno, benzo(a)antraceno, benzo(a)pireno, benzo(b)fluoranteno, benzo(ghi)perileno, benzo(k)fluoranteno, criseno, dibenzo(a,h)antraceno, fenantreno, fluoranteno, fluoreno, indeno(1,2,3-cd)pireno, naftaleno e pireno). Nas amostras da segunda época de coleta, além da presença de HPAs, determinou-se as concentrações de poluentes orgânicos emergentes (hormônios, produtos farmacêuticos e produtos de uso industrial), realizou-se a caracterização completa segundo a Resolução CONAMA 375/2006 (umidade, pH, N-Kjeldahl e inorgânico, carbono orgânico, cálcio, potássio, fósforo, magnésio, enxofre, boro, cobre, ferro, níquel, manganês, molibdênio, selênio, zinco, alumínio, arsênio, bário, cádmio, cromo, chumbo, mercúrio e sódio) e a caracterização da comunidade bacteriana através de metodologia independente de cultivo (sequenciamento illumina). Os macronutrientes em maiores concentrações no lodo de esgoto são: N > Ca > S > P > Mg > K. Os elementos inorgânicos Ni e Zn apresentaram concentração superior à máxima permitida para utilização agrícola pela resolução Conama 375/2006 em 1 e 3 amostras, respectivamente. A substância inorgânica que mais limita o enquadramento do lodo de esgoto como adubo orgânico (Instrução Normativa 27/2006) é o Hg. Os compostos benzilparabeno, bisfenol AF (BPAF), ácido perfluorooctanoico (PFOA) e tetrabromobisfenol A (TBBPA) não foram detectados. Por outro lado, cimetidina, metilparabeno, bisfenol A (BPA) e triclocarban foram detectados nas 19 amostras avaliadas. O composto presente em maior concentração é o triclocarban. As concentrações de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos são baixas, de acordo com a norma Europeia. Os filos Proteobacteria e Bacteroidetes estão presentes em maior abundância relativa. Existe uma comunidade bacteriana núcleo nas estações de tratamento de esgoto do estado de São Paulo, composta por 81 gêneros, presentes nas 19 ETEs avaliadas, dos quais, os que estão em maior abundância relativa são Treponema, Clostridium, Propionibacterium, Syntrophus e Desulfobulbus. A elevação do pH a valores próximos de 12 reduz a diversidade microbiana. Considerando a abundância relativa e a composição química do lodo de esgoto, as estações podem ser agrupadas em três grupos distintos, sendo que um deles é influenciado principalmente pelos teores de Ca, Zn e Cu, o outro pelos teores de Fe e S e o terceiro grupo que foi influenciado pelos demais fatores avaliados. / The aim of this work was to evaluate the agricultural potential of sewage sludge produced in the São Paulo state - Brazil, as well as to verify the possibility of interaction between the chemical composition and sewage sludge bacterial abundance. Samples were collected from 19 wastewater treatment plants in three different periods. On the samples from the three times were determined the presence and concentrations of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (HPAs) that are listed as priorities in environmental monitoring by the USEPA (acenaphthene, acenaphthylene, anthracene, benzo (a) anthracene, benzo (a) pyrene, benzo (b) fluoranthene, benzo (ghi) perylene, benzo (k) fluoranthene, chrysene, dibenz (a, h) anthracene, phenanthrene, fluoranthene, fluorene, indeno (1,2,3-cd) pyrene, naphthalene and pyrene). On the samples of the second collect time, besides HPAs, were determined the concentrations of emerging organic pollutants (hormones, pharmaceuticals and industrial products). It was performed the complete characterization according to CONAMA 375/2006 (moisture, pH, Kjeldahl and inorganic Nitrogen, organic carbon, calcium, potassium, phosphorus, magnesium, sulfur, boron, copper, iron, nickel, manganese, molybdenum, selenium, zinc, aluminum, arsenic, barium, cadmium, chromium, lead, mercury and sodium); and characterization of bacterial communities through cultivation-independent methods (Illumina sequencing). Macronutrients in higher concentrations in sewage sludge are: N > Ca > S > P > Mg > K. The inorganic elements Ni and Zn showed up in higher concentration than the maximum allowable for agricultural use by CONAMA Resolution 375/2006, at 1 and 3 samples, respectively. The inorganic element that most limits sewage sludge usage as organic fertilizer (MAPA, 2006) is the Hg. The compounds benzylparaben, bisphenol AF (BPAF), perfluorooctanoic acid (PFOA) and tetrabromobisphenol A (TBBPA) were not detected. On the other hand, methylparaben, cimetidine, bisphenol A (BPA) and triclocarban were detected in all 19 samples. The compound present in highest concentration is triclocarban. The concentrations of polycyclic aromatic hydrocarbons are low, according to the European standard. Proteobacteria and Bacteroidetes phyla are present in greatest relative abundance. There is a bacterial core in the sewage sludge treatment plants of the São Paulo State, comprising 81 genera present in all WWTPs evaluated. Those who are at a higher relative abundance are Treponema, Clostridium, Propionibacterium, Syntrophus and Desulfobulbus. The elevation of pH to values close to 12 reduces the microbial diversity. Considering the relative abundance and chemical composition of sewage sludge, the stations can be grouped into three distinct groups, one of which is influenced mainly by Ca, Zn and Cu, the other by Fe and S and the third group that was influenced by the others evaluated factors.

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs, filo Glomeromycota) formam associações simbióticas com a maioria das plantas vasculares. Normalmente, as hifas dos FMAs crescem no solo e colonizam o interior das raízes. No entanto, não se sabe se as espécies mais abundantes detectadas no solo, por meio da identificação com base na morfologia dos esporos assexuais, são também as mais abundantes no interior das raízes, devido às dificuldades para a identificação dos FMAs com base nas estruturas intrarradiculares. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a estrutura da comunidade de FMAs em cana-de-açúcar sob dois manejos de colheita por meio da identificação das espécies que estão no solo na forma de esporos assexuais e aquelas que estão nas raízes usando o sequenciamento de clones do gene rRNA 18S. Amostras de solo e raízes de cana-de-açúcar de três variedades e dois manejos de colheita: SEM QUEIMA prévia e COM QUEIMA prévia à colheita, foram coletadas em um experimento localizado no município de Novo Horizonte, SP. Foram utilizadas três abordagens para a identificação dos FMAs no interior das raízes: emprego de (1) iniciador específico para fungos em geral, (2) iniciador específico para FMAs e (3) iniciadores específicos para grupos de FMAs. O número de esporos por 50 g de solo, a riqueza de espécies observada e estimada e a diversidade de esporos não diferiram significativamente entre os manejos SEM QUEIMA e COM QUEIMA. Efeitos significativos de variedades de cana-de-açúcar ou na interação dos fatores manejo e variedade não foram observados. A análise de ordenação com base nos esporos identificados também não indicou separação das amostras em função dos tratamentos. Entretanto, plantas do tratamento sob manejo SEM QUEIMA apresentaram as maiores taxas de colonização micorrízica arbuscular, quando comparadas às plantas do tratamento sob manejo COM QUEIMA. Esses dados indicam que a taxa de colonização micorrízica arbuscular é um indicador mais sensível à mudança de manejo de colheita da cana-de-açúcar do que os outros indicadores avaliados. Após a extração de DNA das raízes, o uso dos iniciadores específicos para fungos em geral, para FMAs e iniciadores específicos para grupo de FMAs não resultou em sequências de Glomeromycota. Mesmo assim, a comunidade de fungos associados às raízes detectada por sequenciamento do gene rRNA 18S foi avaliada. Os resultados indicam que a estrutra da comunidade fúngica associada às raízes de cana-de-açúcar diferiu significativamente entre os manejos de colheita SEM QUEIMA e COM QUEIMA prévia, apesar de não haver diferenças na riqueza e índices de diversidade de unidades taxonômicas operacionais observadas. Em geral, estudos adicionais devem ser feitos para otimizar as condições para amplificação do gene rRNA 18S de FMAs para melhor entender a ecologia dos mesmos. / Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF, Glomeromycota) form mutualistic symbioses with most land plants. AMF hypha generally grow through the soil and colonize the cortical tissue of the plant roots. However, it is not known whether the most abundant species in the soil, determined based on the morphology of asexual spores are the most abundant inside the roots, due the difficulties in identifying AMF based on intraradical structures. Therefore, the aim of this study was to evaluate the AMF community structure in sugarcane rhizosphere and roots under two harvesting managements, based on spores in the soil and sequencing of 18S rRNA gene clones, respectively. Sugarcane rhizosphere soil and roots were sampled from three varieties, under two harvesting managements: without pre-harvesting burning and with pre-harvesting burning, at an experimental field located in Novo Horizonte (São Paulo, Brazil). Three approaches were used to identify AMF inside the roots: (1) using fungi-specific primers, (2) using AMF-specific primers and (3) using AMF group-specific primers. The number of spores in the soil, the observed and estimated species richness and the diversity of AMF spores in the treatments without and with pre-harvesting burning were not statistically different. Statistically significant effects of sugarcane varieties or the interaction of the factors Harvesting Management and Varieties were not observed. Ordination analysis based on the identified spores did not show clustering by treatments. However, intraradical root colonization rates were higher in the treatment without pre-harvesting burning, as compared to the treatment with pre-harvesting burning. These data indicate that intraradical colonization rate may be used as a more sensitive indicator of environmental changes due to harvesting management, as compared to the other indicators evaluated. The use of fungi-specific, AMF-specific and AMF group-specific primers did not allow the detection of Glomeromycota in the sugarcane roots sampled from the field experiment. Nonetheless, the fungal communities associated with sugarcane roots detected by 18S rRNA gene clone sequencing were evaluated. The results indicate that the fungal communities associated with sugarcane roots from the treatments without and with pre-harvesting burning were statistically different, even though no differences in operational taxonomic unit richness and diversity indices were observed. In general, additional studies are necessary to optimize AMF 18S rRNA gene amplification for a better understanding of their ecology.