O basidiomiceto Moniliophthora perniciosa é conhecido por causar a doença vassoura-debruxa no cacau (Theobroma cacao), responsável por grandes perdas de produção nessa cultura. A população de M. perniciosa apresenta variabilidade devido à sua capacidade de colonização de outras espécies de plantas, o que permite a identificação de biótipos e conseqüente agrupamento de isolados com base no hospedeiro. A caracterização de biotipos do fungo contribui para melhor conhecimento da estrutura populacional e sua dispersão, o que é importante para utilização em programas de melhoramento. Com esse objetivo foi avaliada a variabilidade genética e fisiológica de isolados do fungo correspondentes a três biotipos considerando a análise de taxas de crescimento pelo desenvolvimento micelial em diferentes meios e ambientes de cultivo in vitro, como a incorporação de cisteína, metionina e lisina e das fontes de nitrogênio tartarato de amônio e nitrato de potássio, iluminação, suscetibilidade a fungicidas, compatibilidade somática (SCG Grupo de Compatibilidade Somática), análise de perfis protéicos por SDS-PAGE e seqüenciamento parcial do 28S rDNA. A história evolutiva do patógeno não está registrada em seqüências de genes ribossomais e proteínas totais. Além disso, crescimento e produção de pigmentos são características compartilhadas pelos biótipos, não sendo fatores primários para adaptação do patógeno, porém com provável papel na colonização do hospedeiro. / The Basidiomycete Moniliophthora perniciosa is known as the pathogen for witches\' broom disease in cocoa (Theobroma cacao), responsible for large yield losts. Population of M. perniciosa presents variability due to its ability to colonize other plant species, which allows biotype identification and strains grouping, based upon the host specie. Fungi biotype characterization contributes to the knowledge of population and its dispersion and epidemiological methods, important for breeding programs. To aim the genetic and physiological variability of three strains, characteristics as growing rates, measured by the mycelia spreading at different culture media and different culture conditions in vitro, cysteine, methionine, lysine, nitrogen sources ammonium tartrate and potassium nitrate incorporation, light, fungicide susceptibility, somatic compatibility (SCG), protein patterns by SDS-PAGE and partial sequencing of rRNA 28S region were done. The evolutional history of it is pathogen is not printed into ribosomal genes sequences and total proteins. Besides that, growing and dye production are characteristics shared by the biotypes and can not be a primary adaptation factor but it can play a role in the host colonization process.

Acca sellowiana, known as feijoa or pineapple guava, is a Myrtaceae fruit tree species native to Uruguay and Brazil. The species stand out for its highly aromatic fruits, with nutraceutical and therapeutic value. Despite its agronomically promising valuable, genetics studies on this species are limited. Linkage genetic maps are valuable tools for genetic and genomic studies, and can be employed in breeding programs to support the development of molecular breeding strategies. The lack of a high number of polymorphic markers is one of the main limitation to development saturated genetic maps. Recently, novel genotyping methods based on next generation sequencing technology allow to detect and genotype thousands of markers in mapping populations. This represents a rapid and cost-effective strategy, remarkably useful for minor species with limited genomic resources. In this study, we constructed a high-density integrated genetic linkage map of A. sellowiana using two populations, H5 (\'TCO × BR\' , n = 160) and H6 (\'TCO × DP\', n = 184), which have the same female parent. Genotyping by sequencing (GBS) approach was used to simultaneously discover and genotype single nucleotide polymorphism (SNP) markers in both populations. Two strategies were carried out to identify SNP markers: a reference pipeline using the reference genome of the closely-related species Eucalyptus grandis, and a de-novo pipeline that do not require a reference genome. After quantitative genotype calling, 5,350 and 4,227 high quality SNP markers were selected for mapping in H5 and H6 populations, respectively. The two resulting maps of populations H5 and H6 comprised 1,236 and 1,302 markers distributed over the expected 11 linkage groups. The H5 and H6 maps spanned a map length of 1,593 cM and 1,572 cM, with an average inter-marker distance of 1:29 cM and 1:21 cM, respectively. A high degree of collinearity was observed between the two maps. In addition, a large proportion of markers were common to both maps and were used to construct the composite genetic linkage map. A novel approach to estimate recombination of two connected populations is described, where the meiosis information of all individuals is captured in a single estimator using a multipoint maximum likelihood estimation. The composite map consisted of 641 SNPs markers with a total map length of 1011 cM. This composite map represent the best consensus ordering of markers, a valuable reference framework for future studies in A. sellowiana. The large number of SNPs identified allowed us to construct high-density genetic maps, molecular tools which represent a relevant contribution for future genetic research and breeding efforts in A. sellowiana. / Acca sellowiana, conhecida como feijoa, pineapple guava ou goiabeira-serrana, é uma árvore frutífera nativa do Uruguai e do Brasil, pertencente a família Myrtaceae. A espécie destaca-se por suas frutas altamente aromáticas, com reconhecido valor nutracêutico e terapêutico. Apesar do promissor valor agronômico, os estudos genéticos nesta espécie são limitados. Os mapas genéticos são valiosas ferramentas em tais estudos, sendo empregados no desenvolvimento de estratégias de melhoramento molecular nos programas de melhoramento. No entanto, a falta de um elevado número de marcadores polimórficos nas populações de mapeamento é uma das principais limitações no desenvolvimento de mapas genéticos saturados. Recentemente, novos métodos de genotipagem baseados em tecnologia de sequenciamento de nova geração permitem identificar e genotipar milhares de marcadores em populações de mapeamento. Esta rápida e eficiente estratégia é muito útil para culturas pouco estudadas, com recursos genômicos limitados. Neste estudo, foram construídos mapas genéticos saturados em A. sellowiana. Foram usadas duas populações de mapeamento, H5 (\'TCO × BR\', n = 160) e H6 (\'TCO × DP\', n = 184), conectadas geneticamente pelo mesmo genitor feminino. A estratégia de genotipagem por sequenciamento (genotyping by sequencing; GBS) foi usada para simultaneamente identificar e genotipar marcadores de polimorfismos de nucleotídeo único (single nucleotide polymorphism; SNP) em ambas populações. No processo de detecção de SNPs, duas estratégias foram implementadas: na primeira foi empregado o genoma de referência de especie relacionada Eucalyptus grandis; na segunda, foi empregado uma abordagem de novo, que não requer genoma de referência. Após o processo de genotipagem quantitativo, 5350 e 4227 SNPs de alta qualidade foram selecionados para mapeamento em H5 e H6, respectivamente. Os mapas integrados H5 e H6 compreendem 1236 e 1302 marcadores distribuídos no 11 grupos de ligação esperados. Os mapas genético abrangeram um comprimento total de 1593 cM e 1572 cM, com uma distância média entre marcadores de 1:29 cM e 1:21 cM, nas populações H5 e H6, respectivamente. Um alto nível de colinearidade foi observado entre os dois mapas. Além disso, uma grande proporção de marcadores foram mapeados em ambos mapas e posteriormente usados na construção de um mapa genético integrado, considerando a informação de ambas populações simultaneamente. Foi apresentada uma nova abordagem para estimar as frações de recombinação em duas populações conectadas, onde a informação das meioses de todos os indivíduos é capturado num único estimador, usando uma estimativa de máxima verossimilhança multiponto. O mapa integrado composto contém 641 marcadores SNP com um comprimento total de 1011 cM. Este mapa representa o melhor ordenamento consenso de marcadores, sendo una valiosa referencia para futuros estudos nesta espécie. O grande número de SNPs identificados permitiu-nos a construção de mapas genéticos de alta densidade, ferramentas moleculares que representam uma contribuição relevante para futuras pesquisas genéticas e avanços no melhoramento genético em A. sellowiana.

Submitted by PPG Biologia Celular e Molecular (bcm@pucrs.br) on 2018-03-05T13:21:28Z No. of bitstreams: 1 BRUNO_LOPES_ABBADI_TES.pdf: 4934736 bytes, checksum: 58e4c3c86d9fb96bb1476ae3c18bfdf0 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2018-03-06T16:15:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 BRUNO_LOPES_ABBADI_TES.pdf: 4934736 bytes, checksum: 58e4c3c86d9fb96bb1476ae3c18bfdf0 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-06T16:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNO_LOPES_ABBADI_TES.pdf: 4934736 bytes, checksum: 58e4c3c86d9fb96bb1476ae3c18bfdf0 (MD5) Previous issue date: 2018-01-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Epidemiologic data regarding tuberculosis (TB) show that there is still a high burden of this disease worldwide. In addition, the emergence of drug-resistant strains imposes a new threat in preventing TB spread. Therefore, it is pivotal to continuously find new candidates for drug development. In the Chapter 2 of this thesis, the compound IQG-607 is presented, which is a metal complex that has been reported as a promising anti-TB molecule against isoniazid (INH)-resistant strains of M. tuberculosis. Previous studies suggested that the compound inhibits both the wild-type NADH-dependent trans-2-enoyl-[ACP] reductase (InhA) enzyme and some of its structural mutants in the absence of NAD+ or NADH and without requiring KatG enzyme. IQG-607 has also shown a favorable toxicological profile in vivo, with a considerable lesser toxicity compared to INH. However, there is still a gap regarding the activity of IQG-607 against strains carrying mutations in the katG gene, which are the most common genetic alterations in clinical isolates resistant to INH. Therefore, this study focused in elucidating the mechanism of resistance (MOR) of the Mycobacterium tuberculosis, the main causative agent of TB, to compound IQG-607. First the minimum inhibitory concentration (MIC) of IQG-607 was established against eight multi-drug resistant (MDR) clinical isolates, which were resistant to our compound. Then spontaneous mutants were selected using high concentrations of compound in 7H10 agar medium, and their whole genomes were sequenced; the results revealed alterations in the katG gene. A laboratory strain carrying the mutant katG(S315T) gene was developed to assess the effect of this single mutation in the compound activity both by MIC determination and by a macrophage infection model. Results showed that this mutation was indeed sufficient to confer resistance to IQG-607. Finally, the resistance observed for a strain expressing a mutant InhA(S94A) protein suggested that IQG-607 has this enzyme as its molecular target. In the Chapter 3, two new compounds, called Labio-16 and Labio-17, are presented, which were previously selected to interact and inhibit the InhA enzyme and that had already shown to be active against M. tuberculosis H37Rv strain. A set of experiments were conducted to elucidate their mechanism of action (MOA) and to understand the MOR of the M. tuberculosis against them, similar to those carried for studying IQG-607. So far, results suggested that the InhA is not the molecular target of these compounds. Other experiments are undergoing in our laboratory to evaluate in a murine model of TB infection their potential as anti-TB drug candidates. / Os dados epidemiol?gicos relacionados ? tuberculose (TB) indicam que ainda existe uma carga elevada desta doen?a no mundo todo. Al?m disso, o surgimento de cepas resistentes aos f?rmacos imp?e uma nova amea?a na preven??o da propaga??o da TB. Portanto, ? fundamental buscar continuamente novos candidatos para o desenvolvimento de medicamentos. No Cap?tulo 2 desta tese ? apresentado o composto IQG-607, que ? um complexo met?lico que tem sido reportado como uma mol?cula anti-TB promissora contra cepas de M. tuberculosis resistentes ? isoniazida (INH). Estudos pr?vios sugeriram que o composto inibe a enzima selvagem trans-2-enoil-[ACP] redutase dependente de NADH (InhA) e algumas das suas mutantes estruturais, na aus?ncia de NAD+ ou NADH e sem necessitar da enzima KatG. O IQG-607 tamb?m mostrou um perfil toxicol?gico favor?vel in vivo, com uma menor toxicidade em compara??o ? INH. No entanto, ainda existe uma lacuna em rela??o ? atividade do IQG-607 contra cepas que carregam muta??es no gene katG, as quais s?o as altera??es gen?ticas mais comuns em isolados cl?nicos resistentes ? INH. Sendo assim, este estudo focou em elucidar o mecanismo de resist?ncia (MOR) do Mycobacterium tuberculosis, o principal agente causador da TB, ao composto IQG-607. Primeiramente, a concentra??o inibit?ria m?nima (MIC) do IQG-607 foi estabelecida contra oito isolados cl?nicos multirresistentes a f?rmacos (MDR), os quais foram resistentes ao nosso composto. Ent?o, mutantes espont?neos foram selecionados, usando-se altas concentra??es do composto em meio ?gar 7H10, e seus genomas completos foram sequenciados; os resultados revelaram altera??es no gene katG. Uma cepa laboratorial, carregando o gene katG(S315T) mutante, foi desenvolvida para acessar o efeito desta ?nica muta??o na atividade do composto, atrav?s da determina??o de MIC e por meio de um modelo de infec??o de macr?fagos. Os resultados mostraram que essa muta??o de fato foi suficiente para conferir resist?ncia ao IQG-607. Finalmente, a resist?ncia observada para a cepa que expressa a prote?na InhA(S94A) mutante sugeriu que o IQG-607 tem esta enzima como seu alvo molecular. No Cap?tulo 3, dois novos compostos, denominados Labio-16 e Labio-17, s?o apresentados, os quais foram previamente selecionados para interagir e inibir a enzima InhA, e que j? tinham mostrado ser ativos contra a cepa H37Rv de M. tuberculosis. Um conjunto de experimentos foi conduzido para elucidar os seus mecanismos de a??o (MOA) e para compreender o MOR do M. tuberculosis contra eles, similar ?quele usado para estudar o IQG-607. At? o momento, os resultados sugerem que a InhA n?o ? o alvo molecular desses compostos. Outros experimentos est?o em andamento em nosso laborat?rio, para avaliar em um modelo murino da infec??o da TB os seus potenciais como candidatos a f?rmacos anti-TB.

O nitrogênio é o quinto elemento mais abundante em nosso sistema solar, é essencial para a síntese de ácidos nucleicos e proteínas, os dois polímeros mais importantes da vida. Apesar da importância do nitrogênio e sua abundância na atmosfera, o N2 é praticamente inerte; assim, as formas de nitrogênio inorgânico fixados mais comuns são os íons nitrato e amônio que muitas vezes limitam a produtividade primária nos ecossistemas marinhos e terrestres. Uma biosfera ativa requer a incorporação do nitrogênio em moléculas biológicas por meio da fixação de nitrogênio, um processo no qual os domínios em procarióticos Bacteria e Archaea reduzem gás nitrogênio em amônia. Porém, a maioria dos organismos não pode fixar nitrogênio, mas sim obtê-lo na forma de nitrogênio orgânico a partir do ambiente, ou a partir da redução do nitrato. O amônio é retornado para o ambiente quando os organismos morrem e isto depende da presença do oxigênio nestes locais. Na presença do oxigênio, o amônio é oxidado em nitrato, numa via conhecida como nitrificação. Na ausência de oxigênio, o nitrato é utilizado por muitos microrganismos como um receptor de elétrons, como na redução dissimilatória de nitrato a amônia (DNRA), acoplada à oxidação anaeróbica de carbono orgânico; o nitrato pode ser convertido em gás dinitrogênio pela desnitrificação, ou ainda uma via alternativa pode transformar o nitrogênio fixado em N2, realizada por um grupo de bactérias conhecido como planctomycetes, onde a oxidação do amônio é acoplada a redução de nitrato, no processo chamado anammox. Neste trabalho de tese foi realizada a avaliação do ciclo do nitrogênio, buscando entendimento de três vias de transformação deste elemento. Neste sentido, estas vias foram avaliadas quanto as suas taxas de ocorrência, com uso incubações do sedimento de manguezais e nitrogênio marcado, como também por meio da identificação de genes funcionais envolvidos nestes três processos, por meio de pirosequenciamento. O grupo Planctomycetes ainda pode ser estudado utilizando a hibridização com sonda fluorescente in situ FISH. Os resultados indicam a presença marcante de genes identificados como parte da via desnitrificação, assim como as taxas de incubação observadas para esta via foram muito expressivas quando comparadas com as taxas obtidas para o processo anammox e DNRA. Os resultados obtidos com as análises metagenômicas e com a técnica FISH sustentam os resultados obtidos com as incubações. Pode-se observar que a filogenia sugere a tendência do agrupamento com organismos planctomycetes não descritos como responsáveis pelo processo anammox. Por meio da técnica FISH pode-se confirmar a detecção destas bactérias e visualizar sua menor presença nos manguezais amostrados, quando comparadas às bactérias totais encontradas nestas amostras. / Nitrogen is the fifth most abundant element in our solar system, essential for the synthesis of nucleic acids and proteins, one of the most important polymers of life. Despite the importance of nitrogen and its overwhelming abundance in the atmosphere, N2 is practically inert, so the most commom forms of inorganic nitrogen fixed are nitrate and ammonium ions, which often limit primary productivity in marine and terrestrial ecosystems. An active biosphere requires the incorporation of nitrogen in biological molecules through nitrogen fixation, a process in which domains Archaea and Bacteria reduce nitrogen gas into ammonia. The most organisms can\'t fix nitrogen, but they can get it in inorganic nitrogen form from the environment or from the reduction of nitrate. The ammonia is returned to environment when organisms die and it depends on the presence of oxygen at these sites. In the presence of oxygen, ammonia is oxidized to nitrate, in a way known as nitrification, and in the absence of oxygen, the nitrate being used by many microbes as an electron acceptor, such as dissimilatory nitrate reduction to ammonia (DNRA), coupled to anaerobic oxidation of organic carbon. The nitrate can be converted to dinitrogen gas by denitrification, or an alternative route can turn fixed nitrogen in N2, performed by a bacteria group known as Planctomycetes, where oxidation is coupled to the ammonium nitrate reduction, in a process called anammox. In this work, with mangrove sediments from Bertioga city, State of São Paulo, the evaluation of these three pathways of nitrogen transformation was performed as their rates of occurrence, with incubations with labeled nitrogen, as well as through the identification of functional genes involved in these three cases, by pyrosequencing. The group Planctomycetes can also be studied using the hybridization probe FISH fluorescence in situ. The results show the strong presence of genes identified as part of the denitrification pathway, as well as the rates observed for incubation of this pathway were very significant when compared with the rates obtained for the process anammox and DNRA. The results obtained from the metagenomic analyze and the FISH technique support the results obtained with incubations. It can be observed that the trend suggests the phylogeny of the organisms group with Planctomycetes not described as responsible for anammox process. Through the FISH technique, it was possible to confirm the detection of these bacteria and view its reduced presence in mangrove sampled compared to total bacteria found in these samples.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arineia Nogueira de Assis.pdf: 693374 bytes, checksum: dad2ec792a9f740945465bdeeb7830db (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / The first objective of this study is to classify the production planning and control (PPC) strategy and the ordering system (OS) of a clothing company, and the second is to propose a theoretical model based on PPC strategies and production sequencing for consequent practical implementation in industries with repetitive production system and multiple products. A study case was conducted, identifying reduction and qualification in inventory, increasing productivity as results. / O primeiro objetivo deste trabalho é classificar a estratégia de planejamento e controle de produção (PCP) e o sistema de coordenação de ordens (SCO) de uma indústria de confecção. E, o segundo, é propor um modelo teórico baseado em estratégias de PCP e sequenciamento de produção, para sua consequente implantação prática em indústrias com sistema de produção repetitivo e com múltiplos produtos. Realizou-se um estudo de caso e apresentou-se os resultados, identificando redução e qualificação de estoque, e aumento da produtividade.

O programa GenSeed, descrito previamente pelo nosso grupo, implementa um método de montagem progressiva dirigida por semente, o qual permite reconstruir sequências de DNA para montagem alvo-específicas partindo-se de sequências semente curtas de DNA ou proteína. Esse programa pode ser aplicado para a reconstrução de fragmentos genômicos, extracromossômicos e cDNAs, mas não é adequado para a reconstrução de sequências utilizando sementes e bases de dados derivadas de amostras heterólogas. O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento do GenSeed-HMM, uma versão do GenSeed, capaz de utilizar HMMs de perfis como sementes para a reconstrução de sequências específicas, e de processar dados gerados pelas novas plataformas de sequenciamento, incluindo leituras curtas. Este trabalho relata a implementação do programa GenSeed-HMM, e sua validação utilizando dados reais de diferentes plataformas de sequenciamento, originados de procariotos, eucariotos, bem como de amostras metagenômicas. / The program GenSeed, previously described by our group, implements a seed-driven progressive assembly method for target-specific assembly of DNA sequences, starting from short DNA or protein seed sequences. The program can be applied for the reconstruction of genomic fragments, extrachromosomal genomes, and cDNAs, but is not adequate for sequence reconstruction using seed sequences and databases derived from heterologous samples. The present work aimed at developing GenSeed-HMM, a new version of GenSeed program that can use profile HMMs as seeds for the reconstruction of specific sequences, and incorporates the ability to work with data generated by the new sequencing platforms, including short reads. This work reports the implementation of GenSeed-HMM program and its validation using real life data produced by different next-generation sequencing platforms, and originated from prokaryotic, eukaryotic and metagenomic samples.

Os complexos Mycobacterium chelonae M.abscessus e Mycobacterium fortuitum - M. peregrinum são compostos por espécies bacterianas de crescimento rápido e potencialmente patogênicas. Sua distribuição é ubíqua no ambiente, são resistentes a cloração da água e a sua replicação ocorre mesmo em condições de escassez de nutrientes. Estão envolvidos em casos de infecção pulmonar e extrapulmonar, e causam infecções em pacientes imunocomprometidos ou submetidos a rocedimentos cirúrgicos invasivos. Os objetivos do presente trabalho foram: confirmar através de testes fenotípicos e com as técnicas de PRA hsp65 e seqüenciamento do fragmento do rpoB, a identificação de micobactérias de crescimento rápido, incluídas nos complexos M. chelonae-M.abscessus e M. fortuitum-M.peregrinum. Foram incluídos no estudo os isolados provenientes de pacientes com dois ou mais isolamentos provenientes de sítio não estéril ou um isolamento de sítio estéril. O estudo de 38 isolados demonstrou que as provas fenotípicas disponíveis atualmente não permitem a identificação de todas as espécies de micobactérias de crescimento rápido já descritas na literatura. O PRA hsp65 possibilitou a identificação rápida e precisa de 63% das espécies de micobactérias e demonstrou um perfil compartilhado pelas espécies M. abscessus 2; M. bolletii 1 e M. massiliense 1. O seqüenciamento do gene rpoB confirmou a identificação das espécies citadas. Nossos resultados demonstraram que o PRA-hsp65 e o seqüenciamento do gene rpoB são ferramentas úteis para fornecer a identificação das espécies de micobactérias com mais acurácia. O uso dessas técnicas poderiam ser consideradas em laboratórios de referência para identificar Micobactérias de crescimento rápido uma vez que elas são patógenos emergentes implicados em surtos e isolados de pacientes em centros de referência para tratamento de tuberculose multirresistente. / Mycobacterium chelonae-M. abscessus and Mycobacterium fortuitum-M. peregrinum complexes are composed by bacterial species characterized by rapid grow and considered as potential pathogens. These microorganisms are ubiquitous in the environment, resistant to water treatment such as standard chlorination and are able to replicate even at poor nutrient conditions. They are related to lung and extralung infections in immune-compromised patients or those submitted to invasive surgical procedures. The aim of this study was to confirm the identification of Mycobacterium chelonae - M. abscessus and Mycobacterium fortuitum - M. peregrinum complexes, isolated from biological samples considering one or two repetitions if samples are originated from sterile or non-sterile site respectively. Phenotypic tests and molecular methods, PRA-hsp65 and rpoB gene sequencing, were applied to identify 38 strains previously isolated. Results demonstrated that available phenotypic tests did not allow the identification of all described fast growing Mycobacterium. The PRA of hsp65 gene confirmed the identification of 63% of the Mycobacterium studied, and demonstrated the band pattern shared by M. abscessus 2, M. bolletii and M. massiliensis. The rpoB gene sequencing confirmed the identification of the species cited. Our results demonstrated that PRA-hsp65 and rpoB gene sequencing are useful tools to provide a more accurate species identification of mycobacteria. The use of such techniques would be considered in reference laboratories to identify fast growing Mycobacterium species since they are considered emerging pathogens implicated in outbreaks and isolated from a patient in reference centers for treatment of multidrug resistant tuberculosis.

In this study we used Next-generation sequencing \"NGS\" for DNA and RNA sequencing to search for molecular markers associated with resistance of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) to insecticides and Bacillus thuringiensis Berliner (Bt) proteins. For this purpose, we selected S. frugiperda resistant strains to insecticides (chlorpyrifos, lambda-cyhalothrin, lufenuron, teflubenzuron and spinosad) belonging to different chemical groups and to the YieldGard VT-PRO&reg; maize expressing Cry1A.105 and Cry2Ab2 proteins. The results of gene expression between resistant and susceptible strains of the neurotoxic insecticides chlorpyrifos and lambda-cyhalothrin demonstrated 935 differentially expressed genes associated with chlorpyrifos resistance and 241 differentially expressed genes associated with lambda-cyhalothrin. Most of these genes was related to high levels of expression in detoxification enzymes, especially the CYP3 and CPY6 families. Regarding to the insecticide teflubenzuron, the inheritance of resistance was characterized as autosomal, incompletely recessive and polygenic. The results of gene expression between resistant and susceptible strains of teflubenzuron indicated 3,519 differentially expressed transcripts, mainly detoxification enzymes from the GSTs, UGTs, P450s, CEs, as well as transport and regulation genes. This gene expression profile was also identified to YieldGard VT-PRO&reg; resistant strain, which also demonstrated changes in the expression levels of other gene groups such as cadherin, aminopeptidases and alkaline phosphatase. Finally, to identify SNP markers associated with resistance of S. frugiperda to insecticides and Bt proteins, we used a genotyping by sequencing (GBS) protocol to all resistant strains and the susceptible strain. A total of 4,276 SNPs was recovered after filtering processes, where 53 polymorphic loci under selection were statistically significant (FDR<=0.047) and none of them was associated with coding regions. However, several of these SNPs were associated with regulatory regions of the genome. Analyses using DAPC resulted in the formation of seven clusters, with the susceptible line being separated from all resistant strains. The resistant strain to chlorpyrifos presented an exclusive cluster separated from the other resistant strains, which were grouped together. The association analyses between susceptible and resistant strains indicated 17 loci associated with all resistant strains, 114 loci associated with resistance to chlorpyrifos, 105 to lambda-cyhalothrin, 84 to lufenuron, 87 to teflubenzuron, 108 to spinosad and 62 to YieldGard VT-PRO&reg; maize. Therefore, we can conclude that the resistance processes associated to insecticides and Bt toxins are due to a large number of molecular modifications at specific sites associated with detoxification and regulation processes. The use of technologies that allow for a systematic and comprehensive analyses of these phenomena, such as new-generation sequencing, large-scale molecular marker search, and functional studies with several insecticide groups should be the new research base to advance the knowledge on adaptive processes driven by the evolution of insect resistance to insecticides and Bt proteins. / Técnicas de sequenciamento de DNA e RNA de próxima geração foram utilizadas para identificar marcadores moleculares associados à resistência de Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) a inseticidas e proteínas de Bacillus thuringiensis Berliner (Bt). Para tanto, foram selecionadas linhagens de S. frugiperda resistentes a moléculas inseticidas (chlorpyrifos, lambda-cyhalothrin, lufenuron, teflubenzuron e spinosad) pertencentes a diferentes grupos químicos e ao milho YieldGard VT-PRO&reg; que expressa proteínas Cry1A.105 e Cry2Ab2. Os resultados de expressão gênica entre as linhagens resistentes e suscetíveis aos inseticidas neurotóxicos chlorpyrifos e lambda-cyhalothrin, indicaram 935 genes associados à resistência a chlorpyrifos e 241 genes a lambda-cyhalothrin que foram diferencialmente expressos. A maior parte desses genes está relacionada a elevados nível de expressão de enzimas de detoxificação, principalmente das famílias CYP3 e CPY6. Com relação ao inseticida teflubenzuron, o padrão de herança da resistência foi caracterizado como resistência autossômica, incompletamente recessiva e poligênica. Os resultados de expressão gênica entre as linhagens resistente e suscetível a teflubenzuron indicou 3.519 transcritos diferencialmente expressos, principalmente de enzimas de detoxificação dos grupos GSTs, UGTs, P450s, CEs, além de genes de transporte e regulação. Esse perfil de expressão gênica também foi identificando na linhagem resistente ao milho YieldGard VT-PRO&reg;, o qual também demonstrou modificações nos níveis de expressão de outros grupos gênicos como caderina, aminopeptidases e alcalino-fosfatase. Por último, com a finalidade de identificarmos marcadores tipo SNP associados à resistência de S. frugiperda a inseticidas e proteínas Bt, o protocolo de genotyping by sequencing (GBS) foi utilizado para todas as linhagens resistentes mencionadas e a linhagem suscetível de referência. Foram recuperados 4.276 SNPs após os processos de filtragem, sendo identificados 53 locos polimórficos sob seleção estatisticamente significantes (FDR<=0,047), sendo que nenhum deles associado a regiões codificantes. No entanto, vários desses SNPs foram associados a regiões reguladoras do genoma. As análises utilizando DAPC resultou na formação de sete grupos, com a separação da linhagem suscetível de todas as linhagens resistentes. A linhagem resistente a chlorpyrifos apresentou um grupo exclusivo separado das demais linhagens resistentes, as quais permaneceram agrupadas. As análises de associação entre as linhagens suscetível e resistentes indicaram 17 locos associados a todas as linhagens resistentes, 114 locos associados à linhagem resistente a chlorpyrifos, 105 a lambda-cyhalothrin, 84 a lufenuron, 87 a teflubenzuron, 108 a spinosad e 62 ao milho YieldGard VT-PRO&reg;. Dessa forma podemos concluir que os processos de resistência associados a inseticidas e toxinas Bt são decorrentes de um grande número de modificações moleculares em sítios específicos associados a detoxificação e processos de regulação. Portanto, a utilização de tecnologias que possibilitem a análise sistêmica e ampla desses fenômenos, como sequenciamento de nova geração, busca de marcadores moleculares em larga escala e estudos funcionais com diversos grupos de inseticidas devem ser a nova base de pesquisa para avançar o conhecimento dos processos adaptativos impulsionados pela evolução da resistência de insetos a inseticidas e proteínas Bt.

O manejo agrícola aplicado a um agrossistema pode determinar a qualidade e produtividade da área, além das interações biológicas que podem ser estabelecidas entre o cultivar e ecossistema local. A agricultura convencional é bastante reconhecida como um manejo eficiente e lucrativo. Por outro lado, a agroecologia tem ganhado visibilidade na agroindústria em reflexo do aumento na demanda por alternativas mais sustentáveis de produção. As diferenças entre ambos manejos podem refletir sobre a dinâmica microbiana, alterando a composição e estruturação das comunidades ali presentes. Os micro-organismos que habitam a superfície foliar da planta compõem o micro-ambiente denominado filosfera, descrito como um dos hábitats colonizáveis mais extensos. Devido a sua alta exposição a variáveis ambientais, diversos fatores podem interferir na comunidade bacteriana e definir a filosfera. Desta forma, o principal objetivo nesse estudo foi avaliar como o manejo agrícola interfere na composição bacteriana na filosfera, analisando ainda em escala temporal sua estrutura e abundância. A área experimental amostrada foi cedida pelo Centro de Pesquisa \"Mokiti Okada\", em Mogi Guaçu, São Paulo. As amostras foram coletadas de maneira representativa em diferentes linhas de tratamento, uma sob manejo convencional e outra sob manejo ecológico. Análises microbiológicas dependentes e independentes de cultivo permitiram identificar a comunidade bacteriana residente da filosfera de citros, a qual era compartilhada por ambos os manejos. Entretanto, análises de sequenciamento NGS (New Generation Sequencing) mostraram uma diferença significativa entre as comunidades bacterianas dos dois manejos, com o ecológico apresentando uma maior diversidade. Apesar do manejo ter se mostrado um importante fator na composição bacteriana, quando avaliado em função temporal, viu-se que as épocas de coleta interferem mais intensamente na estrutura das bactérias (p=0,0001), mostrando uma sobreposição dos diversos fatores ambientais que atuam sobre a filosfera. Os resultados ainda indicaram uma redução na abundância de bactérias, a qual pode estar relacionada com a aplicação extra de produtos cúpricos em ambas as áreas, em função do acometimento da \"pinta preta\" no pomar, o que instigou monitorar o cobre no tecido foliar. Quimicamente, micro-análises de XRF (X-Ray Fluorescence) mostraram que há uma maior concentração de cobre nas folhas provenientes da área convencional, o que é resultado das maiores quantidades do produto que são aplicadas nesse tratamento. Além disso, foi possível o isolamento de bactérias do gênero Enterococcus na filosfera, as quais apresentam mecanismos de tolerância ao cobre, demonstrando que os produtos cúpricos podem ter selecionado esses organismos. Logo, esse estudo apresentou uma importante perspectiva do efeito do manejo agrícola sobre a filosfera, contribuindo para a compreensão da dinâmica microbiana na agricultura. / The agricultural management applied to a agrosystem is an important determinant for the quality and productivity of the crop yield, also for the biological interactions that can be stablished between the plants and the local ecosystem. Conventional agriculture has being well known as an efficient and lucrative crop management. On the other hand, agroecology has gaining visibility in the agroindustry due to increasing demand for a more sustainable production alternative. The differences between both approaches can reflect on the microbial dynamic, affecting the composition and structure of these communities. Microrganisms inhabitating the foliar surface correspond to a microenvironment called phyllosphere, which is described as one of the most extensive habitats. Due to its constant exposition to environmental variables, several factors can influence on the bacterial community and modulate the phyllosphere. Thus, the main purpose of this study was to evaluate how the agricultural management can impact on the phyllospheric bacteria, also considering a temporal effect on structure and abundance of these organisms. The experimental area was provided by \"Mokiti Okada\" Research Center, located at em Mogi-Guaçu, São Paulo. The samples were representativelly collected from two treatment lines, one under convencional management, and the other under ecological management. Afterwards, culture-dependent and independent microbiological analysis allowed to identify the resident bacterial community in citros phyllosphere, which was greatly shared bewteen both treatments. However, NSG (New Generation Sequencing) analysis demonstrated a significative difference between the bacterial community under conventional and ecological management, where the second one demonstrated a higher diversity, which can be related to the different approaches applied. Although the agricultural method have demonstrated an important factor on bacterial composition, when temporally evaluated, it was observed a more intense interferance on the bacterial structure by the time of sampling (p=0,0001), representing a possible overlap of environmental factors on the phyllosphere. The data also indicate a decrease in the abundance of bacteria that might be resulted from the extra use of cupric products, related to the impairment of \"black spot\" on the crop, what lead to a copper monitoring in the foliar tissue. Chemically, XRF micro-analysis (X-Ray Fluorescence) demonstrated that there is a higher concentration of copper on the leaves from the conventional area, which is resulted of the higher application of its products by this method. Moreover, a search for copper-tolerant microrganisms was conducted, and it was possible to isolate Enterococcus bacteria, which have copper tolerance mechanisms. This result implicate that the use of cupric products may have selected these microrganisms on citros phyllosphere. Therefore, this study presented an important perspective of how the agricultural management can influence the phyllosfere, which can contribute to undertand about the microbial dynamic and its roles on the agriculture.

A mastite é a inflamação da glândula mamária cuja causa mais comum são as infecções bacterianas. É considerada a doença de maiores prejuízos e prevalência em vacas leiteiras. A forma subclínica da mastite é o tipo mais predominante de infecção intramamária (IIM), sendo Corynebacterium spp. um dos agentes mais frequentemente isolados. Portanto, os objetivos gerais deste estudo foram: 1) avaliar o efeito de IIMs subclínicas causadas por Corynebacterium spp. sobre a composição e a produção de leite de quartos mamários; 2) determinar o efeito da IIM causada por Corynebacterium spp. sobre o teor de gordura, proteína bruta, lactose, caseína, extrato seco total, extrato seco desengordurado do leite e contagem de células somáticas (CCS); 3) avaliar a técnica de Espectrometria de massas por Ionização e Dessorção à Laser Assistida por Matriz Tempo de Voo (MALDI/TOF-MS) para a identificação das espécies de Corynebacterium isoladas de quartos mamários. Foram utilizados 21 rebanhos leiteiros (n=1.242 animais), nos quais foram selecionadas vacas em lactação previamente identificadas com IIM causada por Corynebacterium spp. (n=285). Amostras de leite de quartos mamários de vacas previamente identificadas com IIM causada por Corynebacterium spp. (n=1.140) foram coletadas, identificadas por meio de cultura microbiológica e criopreservadas. Os isolados de Corynebacterium spp. (n=351) foram descongelados, recultivados e submetidos à identificação pela técnica de sequenciamento de genes 16S rRNA (standard gold) e MALDI/TOF-MS. Para a análise de MALDI/TOF-MS, os isolados bacterianos foram submetidos a protocolo de extração em tubo, baseado no uso de ácido fórmico. Do total de quartos mamários infectados por Corynebacterium spp. (n=190) identificados pelo sequenciamento de genes 16S rRNA, 46 quartos mamários apresentaram contralaterais sadios (controle). Para a coleta de amostras de leite para composição e CCS, as vacas foram submetidas à ordenha completa e individual dos quartos mamários. Foi avaliado o efeito de IIM causada por Corynebacterium spp. sobre a produção e a composição do leite, utilizando delineamento em parcelas subdivididas em faixas (strip-plot). Todos os quartos mamários infectados por Corynebacterium spp. (n=190) apresentaram média de CCS de 690x103células/mL. Dentre os quartos contralaterais, a CCS foi maior para os quartos com IIM causada por Corynebacterium spp. (194x103células/mL) que em quartos não infectados (81x103células/mL). Não houve efeito de Corynebacterium spp. sobre a produção de leite, gordura, proteína, caseína, lactose, sólidos totais e extrato seco desengordurado. Um total de 222 isolados foram identificados pela MALDI/TOF-MS como Corynebacterium spp., dos quais, Corynebacetium bovis foi o mais frequentemente isolado (n = 208). Espécies não-lipofíficas representaram 4,5% do total de isolados (n=10), destes C. auriscanis (n=3), C. xerosis (n=3), C. amycolatum (n=1), C. casei (n=1), C. efficiens (n=1), C. pseudotuberculosis (n=1). Apenas quatro amostras (1,8%) não foram identificadas ao nível de espécie, Corynebacterium spp. Houve equivalência de resultados de 95% entre as duas técnicas de identificação utilizadas. Em conclusão, IIMs causadas por Corynebacterium spp. não apresentam efeito sobre a produção e composição de leite, porém apresentam aumento significativo da CCS. Adicionalmente, a técnica de MALDI/TOF-MS com o uso da extração em tubo por ácido fórmico/acetonitrila foi aplicada com 91,57% de sensibilidade de identificação das espécies de Corynebacterium nos casos de mastite bovina subclínica, quando comparado aos resultados do sequenciamento de genes 16S rRNA. / Mastitis is an inflammation of the mammary glands which bacteria are the most common cause of infections. It is considered a disease with higher prevalence and losses in dairy cows. The subclinical form of mastitis is the most prevalent type of intramammary infection (IMI), and Corynebacterium spp., one of the agents most frequently isolated. Therefore, the main objectives of this study were: 1) to evaluate the effect of subclinical IMI caused by Corynebacterium spp. on milk composition and yield of mammary quarters; 2) to determine the effect of IMI caused by Corynebacterium spp. on the concentration of fat, protein, lactose, casein, total solids, non fat dry milk and somatic cell count (SCC); 3) to evaluate the technique of Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization - Time-of-Flight - Mass Spectrometry (MALDI/TOF-MS) for species identification of Corynebacterium isolated from mammary glands. Twenty-one dairy herds were used (n = 1242 animals) on which lactating cows were selected previously identified with IMI caused by Corynebacterium spp. (n = 285). Samples of milk from mammary glands of cows previously identified with IMI caused by Corynebacterium spp. (n = 1140) were collected, identified by microbiological culture and cryopreserved. The strains of Corynebacterium spp. (n = 351) were thawed and recultivated wich were submitted for identification by the technique of sequencing 16S rRNA (gold standard) and MALDI/TOF-MS. For analysis of MALDI/TOF-MS, the isolates were subjected to tube-extraction protocol based on the use of formic acid and acetonitrile. Of the total number of mammary quarters infected by Corynebacterium spp. (n = 190) identified by sequencing 16S rRNA genes, 46 showed contralateral healthy mammary quarters (control). For the collection of milk composition samples and SCC, cows were submitted to a complete milking in individual mammary quarters. The effect of IMI caused by Corynebacterium spp. on milk yield and composition were analyzed using strip-plot design. All mammary quarters infected with Corynebacterium spp. (n = 190) had mean of CCS 690x103cells/mL. Among the contralateral quarters, CCS was higher in quarters with IMI caused by Corynebacterium spp. (194x103células/mL) comparing with uninfected quarters (81x103cells/mL). There was no effect of Corynebacterium spp. on milk yield, on the concentration of fat, protein, casein, lactose, total solids and solids not fat. A total of 222 isolates were identified by MALDI/TOFMS as Corynebacterium spp. of which, Corynebacetium bovis were the most isolated (n = 208). Species no-lipophilic represented 4.5% of isolates (n = 10) of these C. auriscanis (n = 3), C. xerosis (n = 3), C. amycolatum (n = 1), C. casei (n = 1), C. efficiens (n = 1), C. pseudotuberculosis (n = 1). Only four samples (1.8%) were not identified to the specie level. There were equivalence results of 95% between the two identification techniques used. In conclusion, IMI caused by Corynebacterium spp. have no effect on milk yield and composition, but exhibit a significant increase in CCS. Additionally, the technique of MALDI/TOF-MS using the tube-extraction by formic acid/acetonitrile was applied with 91.57% sensitivity for identifying the species of Corynebacterium on cases of bovine mastitis subclinical when compared to the results of genes sequencing 16S rRNA.