Orientador: Jorge Luís Akasaki / Banca: Haroldo de Mayo Bernardes / Banca: Malik Cheriaf / Resumo: O setor sucro-alcooleiro vem se expandindo nos últimos tempos, alavancado principalmente pelo advento da bioenergia. No Brasil, a produção de cana-de-açúcar vem avançando em áreas destinadas à pecuária extensiva e a outras culturas importantes como a soja, o milho e a laranja e concerne à geração de energia elétrica pela queima do bagaço (cogeração) e ao uso de etanol como combustível de veículos automotores. Contudo, a produção de açúcar, álcool e energia a partir da cana-de-açúcar pode causar problemas ambientais em decorrência da geração de resíduos como a cinza do bagaço de cana-de-açúcar. Diante do panorama mundial de crescimento do setor sucro-alcooleiro aliado ao desenvolvimento sustentável, é de grande importância a realização de estudos que visem o aproveitamento destes resíduos. Deste modo, este trabalho mostra a viabilidade técnica da utilização da cinza resultante do processo de queima do bagaço para a geração de energia como adição mineral, em argamassas. Foram realizados ensaios de caracterização química, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e atividade pozolânica da cinza do bagaço de cana-deaçúcar. Além disto, um estudo da moagem do material foi realizado, juntamente com a composição de argamassas contendo a cinza em diversos teores de substituição ao agregado miúdo. Através da resistência à compressão e à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade, foram analisadas suas propriedades mecânicas. Também foram verificadas algumas propriedades relacionadas com a durabilidade do material, como a retração por secagem, absorção por capilaridade e reatividade acelerada pelo método acelerado de expansão em barras de argamassa / Abstract: The sugar-alcohol sector has expanding in the last years, mainly due to advent of the renewable energy sources and bioenergy. In Brazil, the sugarcane production has advancing towards areas of cattle creation and agriculture, such as soya bean, corn and orange and concerning to electrical energy production through the burning bagasse and alcohol used like vehicle fuel. However, sugar, alcohol and energy production from sugarcane could cause other environmental problems in result to the wastes production such as sugarcane bagasse ash. In the presence of worldwide growth of sugar and alcohol industry and the sustainable development, it is very important the achievement of studies that reuse these wastes. Thus, this work shows technical viability on using sugar-cane bagasse ash (SCBA) obtained from sugar-cane bagasse burnt, as mineral addition, in mortars. It was made some tests on the SCBA, such as the chemical characterization, X-ray diffraction, pozzolanic activity, and also, images obtained by scanning electron microscope. Moreover, grinding of SCBA was carried out, and mortars were prepared with some different amounts of SBCA as replacement of fine aggregate by mass. Through the compressive strength, splitting tensile strength and modulus of elasticity its mechanical properties were verified, and also some properties related to material durability as drying shrinkage, water absorption by capillarity, potential alkali reactivity of aggregates by mortar-bar method / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-09-29Bitstream added on 2014-06-13T20:20:57Z : No. of bitstreams: 1 negrisoli_e_dr_botfca.pdf: 1473560 bytes, checksum: 91c08135a7c447b84aa28579c8b8c2d9 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Considerando que a palha pode alterar a dinâmica do herbicida tebuthiuron no sistema de cana-crua e, complementar a ação do herbicida este trabalho teve por objetivo avaliar a eficácia da associação do tebuthiuron, com a cobertura de palha, no controle das plantas daninhas que ocorrem em cana-crua. Foram avaliadas diferentes doses e modos de aplicação, de maneira a complementar os diferentes níveis de disponibilidade do tebuthiuron no solo. Avaliou-se também em condições controladas, a eficiência do tebuthiuron associado à presença da palha sobre Brachiaria plantaginea, Brachiaria decumbens e Ipomoea grandifolia. No estudo de campo, as espécies utilizadas foram: Ipomoea grandifolia, Cenchrus echinatus, Brachiaria decumbens, Digitaria horizontalis; Sida rhombifolia, Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa, Brachiaria plantaginea, Eleusine indica e Panicum maximum. Foram utilizadas quantidades de palha, correspondentes a 0, 5, 10 e 20 t ha-1, e aplicando-se em cada quantidade, tebuthiuron a 0, 250, 500, 750 e 1000 g i.a. ha-1 sob a palha e 2000 g i.a. ha-1 sobre a palha (5; 10 e 20 t ha-1) além da mistura comercial hexazinone+diuron na dose de 264 + 936 g i.a. ha-1 aplicado sobre a palha (20 t ha-1), totalizando 24 tratamentos. Para o estudo de eficiência do tebuthiuron associado à presença de palha sobre as plantas daninhas, foi conduzido um experimento em vasos, em casa de vegetação. Os tratamentos constaram de diferentes posicionamentos do herbicida e condições antes e após a aplicação. Avaliou-se a porcentagem de controle das plantas daninhas aos 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49 e 56 DAA e a biomassa seca aos 56 DAA... / The sugarcane straw can change the tebuthiuron dynamic in raw cane system and complement the herbicide action. This research aimed to evaluating the tebuthiuron and straw cover combination on weed control in raw sugarcane. Different rates and application timings were tested. The tebuthiuron effectiveness associated to straw presence, under controlled conditions, was evaluated on Brachiaria plantaginea, Brachiaria decumbens and Ipomoea grandifolia. In the field study, the species used were Ipomoea grandifolia, Cenchrus echinatus, Brachiaria decumbens, Digitaria horizontalis; Sida rhombifolia, Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa, Brachiaria plantaginea, Eleusine indica and Panicum maximum. Different amounts of straw, previously weighed, were used corresponding to 0, 5, 10 and 20 t ha-1 and for each quantity was sprayed tebuthiuron at 0, 250, 500, 750 e 1000 g ai ha-1 under the straw and 2000 g ai ha-1 on the sugarcane (5; 10 and 20 t ha-1) and other treatment with commercial mixture hexazinona+diuron at rates 264 + 936 g ai ha-1 were applied on the straw (20 t.ha-1), totalling 24 treatments. One trial in pots was carried out to evaluate the efficacy of tebuthiuron (associated or not to the straw) on weeds. The treatments were different herbicide positions and conditions before and after the application. The weed control percents at 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49 e 56DAA and dry biomass at 56DAA were evaluated. The percents of the applied rate that reached the straw and the soil were 82.03 and 82.38%, respectively. The decomposition percent of sugarcane straw was about 70%, at 120 DAA. At 100 DAA, the most of the tebuthiuron was found on the superficial soil layer (0 to 10 cm). S. rhombifolia, E. heterophylla and B. Pilosa were effectively controlled by the straw in amounts ranging from 5 to 20 t ha-1...(Complete abastract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-14Bitstream added on 2014-06-13T19:00:32Z : No. of bitstreams: 1 santos_dh_dr_botfca.pdf: 549161 bytes, checksum: c3f033a52bc5f2a4d681b7d9d0928aba (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O fósforo é considerado elemento essencial para as plantas, porém é encontrado em baixa quantidade nos solos brasileiros. A torta de filtro, resíduo composto da mistura de bagaço moído e lodo da decantação, apresenta altos teores de matéria orgânica, fósforo e cálcio. O fósforo existente na torta de filtro é orgânico, sendo que a liberação do mesmo e do nitrogênio se dá gradativamente, por mineralização e por ataque de microorganismos no solo. O trabalho teve por objetivo avaliar o efeito residual da adubação de plantio com torta de filtro e fosfato solúvel sobre a produtividade e a qualidade da cana-deaçúcar. O experimento foi conduzido a campo, em Presidente Prudente, SP. Adotou-se o delineamento experimental em blocos completos ao acaso, no esquema fatorial 4 x 4, em que o primeiro fator constou de níveis de torta de filtro (0; 1,0; 2,0 e 4,0 t ha-1), com 80% de massa seca, e o segundo de níveis de fósforo (0, 50, 100, 200 kg ha-1 de P2O5), com 4 repetições, totalizando 64 parcelas. A torta de filtro aplicada no sulco de plantio influenciou favoravelmente o perfilhamento da cana soca na dose de 4 t ha-1, e da ressoca com interação com as doses de fosfato, além de elevar a produtividade da cana soca, porém sem efeito nos teores de fósforo no solo. As doses crescentes de torta de filtro elevaram os teores de nitrogênio, fósforo e potássio das folhas, além dos teores de fósforo no caldo da cana. A torta de filtro associada com fosfato solúvel influenciou positivamente o índice de área foliar e proporcionou efeito residual, principalmente até o segundo corte, com melhoria na produtividade de colmos e de açúcar, mas não alterou a qualidade do caldo / The phosphorus is considered essential element for plants, but is found in small amounts in Brazilian soils. The filter cake residue composed of the mixture of ground bagasse and sludge decantation, contains high levels of organic matter, phosphorus and calcium. The phosphorus existing in the filter cake is organic, and its releasing and nitrogen takes place gradually, by mineralization and attack by micro-organisms in the soil. The study aimed to evaluate the residual effect of fertilizer planting filter cake and soluble phosphate on yield and quality of sugar cane. The experiment was conducted in the field, in Presidente Prudente, SP. We adopted the experimental design in randomized complete block in factorial 4 x 4, where the first factor was the level of filter cake (0, 1.0, 2.0 and 4.0 t ha-1) with 80% dry matter, and second levels of phosphorus (0, 50, 100, 200 kg ha-1 P2O5), with 4 replicates, totaling 64 plots. The filter cake applied at planting at the dose of 4 t ha-1 favorably influenced the tillering of the sugar cane first ratoon , and of the second ratoon by mean of the interaction with doses of phosphate , in addition increased the productivity of first ratoon, but no effect on phosphorus levels in the soil. The increasing doses of filter cake increased levels of nitrogen, phosphorus and potassium in the leaves, besides the phosphorus content in cane juice. The filter cake associated with soluble phosphate positively influenced the leaf area index and provided residual effect, especially until the second ratoon, with improvement in the stalk and sugar productivity, but did not alter the juice quality

Nas últimas três décadas, o crescimento na demanda por biocombustíveis promoveu a expansão das culturas de cana-de-açúcar no Brasil e, consequentemente, o aumento no consumo de pesticidas. Diversas espécies de anfíbios estão sujeitas à exposição a pesticidas por ocorrerem dentro e ao redor de canaviais. Entretanto, mesmo avaliações de risco preliminares são inviabilizadas pela raridade de estudos ecotoxicológicos com espécies de anfíbios nativas. Esta dissertação propôs testar experimentalmente as hipóteses de que (1) os principais herbicidas utilizados na cultura de cana-de-açúcar no Brasil, embora desenvolvidos especificamente para o controle de ervas daninhas, são capazes de causar mortalidade em larvas de anfíbios (2) esta mortalidade se manifesta mesmo quando larvas de anfíbios são expostas a concentrações ambientalmente relevantes destes herbicidas (3) além de efeitos letais, a exposição de larvas de anfíbios a concentrações ambientalmente relevantes dos principais herbicidas utilizados na cultura da cana-de-açúcar no Brasil causa efeitos subletais em termos de crescimento, desenvolvimento, comportamento, imunocompetência, e atividade enzimática, e estes efeitos subletais podem ser importantes em influenciar o rendimento dos indivíduos. Foram utilizadas como modelo biológico larvas do leiuperídeo Physalaemus cuvieri e dos hilídeos Hypsiboas faber e Hypsiboas pardalis. As três espécies têm áreas de distribuição parcialmente coincidentes com a área de cultivo da cana-de-açúcar, sendo que as duas primeiras sabidamente ocorrem dentro de canaviais. Estas espécies foram expostas aos herbicidas glifosato, ametrina, 2,4-D, metribuzim e acetocloro, na forma de seus ingredientes ativos. Somados, estes herbicidas correspondem a ~2/3 do volume de herbicidas utilizados em importantes regiões produtoras de cana-de-açúcar; por sua vez, herbicidas constituem a maior parte dos pesticidas usados na cultura. Os experimentos de exposição aguda com P. cuvieri e H. pardalis demonstraram que todos os herbicidas testados são tóxicos a larvas de anfíbios, embora alguns deles apenas em concentrações bastante elevadas. Houve uma hierarquia relativamente clara na letalidade dos herbicidas testados (glifosato < metribuzim < ametrina < acetocloro). Uma comparação com os dados disponíveis da toxicidade dos mesmos herbicidas para outras espécies de anfíbios, e para outros animais aquáticos, sugere que as espécies testadas nesta dissertação tendem a ser relativamente robustas, e que, ao contrário de uma hipótese amplamente difundida, anfíbios não aparentam ser particularmente sensíveis a contaminantes. Os experimentos de exposição crônica procuraram simular cenários realistas de exposição ao manipular as doses mínimas (H. faber) e máximas (H. faber, H. pardalis) de aplicação recomendadas pelos fabricantes para o controle de ervas daninhas na cultura de cana-de-açúcar. Conforme esperado, um prolongamento da exposição induziu mortalidade em concentrações muito inferiores àquelas necessárias para causar efeito em exposição aguda. Glifosato, ametrina e acetocloro em doses ambientalmente relevantes induziram mortalidade significativa de larvas de anfíbios, ao menos para H. pardalis. Glifosato, 2,4-D e metribuzim retardaram significativamente o desenvolvimento de H. faber, enquanto que ametrina, testada apenas para H. pardalis, levou a uma diminuição no ganho de massa e no estágio de desenvolvimento final atingido pelas larvas. A atividade de AChE foi inibida pelo metribuzim em H. faber e estimulada pelo glifosato, ametrina e 2,4-D em H. pardalis; por sua vez, a atividade de GST, inalterada pela exposição a herbicidas em H. faber, foi estimulada pela ametrina e pelo acetocloro em H. pardalis. Nenhum composto induziu alterações significativas no perfil leucocitário. Herbicidas também tiveram efeitos comportamentais: a taxa de atividade de H. pardalis foi significativamente reduzida sob exposição à ametrina e ao acetocloro. Esta dissertação sugere portanto que a exposição a doses ambientalmente relevantes dos principais herbicidas utilizados em cultura de cana-de-açúcar no Brasil podem causar efeitos letais e subletais em larvas de espécies nativas de anfíbios. Alguns destes efeitos subletais, como uma diminuição nas taxas de atividade, de crescimento e de desenvolvimento, podem ter importantes consequências para o sucesso dos indivíduos por prolongar o período larval e assim aumentar o risco de dessecação em corpos d´água temporários e semi-permanentes. Estudos futuros devem buscar realismo adicional rumo a uma análise de risco da contaminação ambiental por herbicidas por meio de experimentos manipulando não apenas ingredientes ativos, mas também formulações comerciais, bem como interações dos contaminantes entre si e com outros estressores ambientais, calibrados por concentrações medidas em campo. / In the last three decades, the increasing demand for biofuels in Brazil favored the expansion of sugarcane and, as a consequence, an increase in the consumption of pesticides. Several species of amphibians are subject to pesticide exposure for occuring in or around sugarcane fields. However, a preliminary risk assessment of pesticide exposure is not possible due to the absolute scarcity of ecotoxicological studies with native amphibian species. This thesis proposed to test the hypotheses that (1) the main herbicides used in sugarcane crops in Brazil, although designed for weed control, cause mortality of amphibian larvae (2) this mortality manifests even when amphiban larvae are exposed to environmentally relevant herbicide concentrations (3) in addition to any lethal effects, exposure of amphibian larvae to environmentally relevant herbicide concentrations causes sublethal effects in terms of growth, development, behavior, immunocompetence, and enzimatic activity, and these effects may be important in influencing individual performance. We used as model system the leiuperid frog Physalaemus cuvieri and the hylid frogs Hypsiboas faber and Hypsiboas pardalis. The distributional ranges of these species partially overlap with the region of cultivation of sugarcane in the country, and the first two species are known to colonize waterbodies in or around sugarcane fields. These three species were exposed to glyphosate, ametryn, 2,4-D, metribuzin and acetochlor, presented as active ingredients. These herbicides account to ~2/3 of the volume of herbicides employed in an important sugarcane producing region in the country; herbicides correspond to the majority of pesticides used in this crop. Experiments of acute exposure of P. cuvieri and H. pardalis showed that all herbicides are toxic to amphibian larvae, albeit some of them only in very high doses. There was a relatively consistent ranking in lethality among the compounds (glyphosate < metribuzin < ametryn < acetochlor). A literature review suggests that the species tested tend to be relatively robust when compared to other amphibians and other freshwater animals, and that, contrary to a broadly disseminated hypothesis, amphibians do not seem to be particularly sensitive to contaminants. Experiments of chronic exposure aimed at simulating realistic scenarios of exposure by manipulating minimum (H. faber) and maximum application doses (H. faber, H. pardalis), as recommended by manufacturers for weed control in sugarcane fields. As expected, prolonged exposure induced mortality at much lower concentrations than those manipulated in the experiments of acute exposure. Environmentally relevant concentrations of glyphosate, ametryn and acetochlor induced significant mortality in larval amphibians, at least for H. pardalis. Glyphosate, 2,4-D and metribuzin significantly slowed development in H. faber, whereas ametryn slowed development and growth in H. pardalis. Herbicides also had behavioral effects: activity rates of H. pardalis were significantly reduced under exposure to ametryn and acetochlor. AChE activity was inhibited by metribuzin in H. faber but stimulated by glyphosate, ametryn and 2,4-D in H. pardalis; in turn, GST activity, which was not influenced by exposure to herbicides in H. faber, was stimulated by ametryn and acetochlor in H. pardalis. No herbicide induced significant changes in leukocyte profiles. In conclusion, this thesis suggests that exposure to environmentally relevant doses of the main herbicides employed in sugarcane fields in Brazil can cause lethal and sublethal effects on native species of larval amphibians. Some of these sublethal effects, including the decrease in activity, growth and developmental rates, may have important consequences for individual performance for extending the larval period and as such increasing the risk of dessication in temporary and semi-permanent ponds. Future studies should seek additional realism towards a risk analysis of the environmental contamination by herbicides through experiments manipulating not only active ingredients but also commercial formulations, as well as interactions among contaminants and other environmental stressors, calibrated by field-measured conditions.

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Orientador: Helia Harumi Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-12T17:11:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueira_JoelisedeAlencar_M.pdf: 2054069 bytes, checksum: 8eeb2cd2b576292162f4f29767ec1896 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O presente trabalho visou à determinação da quantidade de amido em caldo de algumas variedades de cana-de-açúcar (RB86-7515, SO83-2847, RB72-454, SP80-3280 e RB85-5536) durante uma safra (período de Abril a Novembro de 2007), estudo de algumas características do amido de cana-de-açúcar e a adequação de metodologia para a determinação de atividade de a-amilase residual em açúcar bruto. A variedade de cana-de-açúcar RB86-7515 apresentou maior teor de amido durante toda safra entre as variedades analisadas. Não foi observado correlação entre o índice pluviométrico e as temperaturas da região e o teor de amido encontrado nas variedades de cana-de-açúcar. Na análise dos grânulos de amido por microscopia eletrônica de varredura (MEV) o amido de cana-de-açúcar apresentou forma esférica e diâmetro na faixa de 1-3 mm, tamanho muito inferior quando comparado ao amido de batata, mandioca e milho. Os amidos de cana-de-açúcar, milho, batata e amido solúvel complexados com iodo apresentaram maior absorção na faixa de 540 a 620 nm. O amido de cana-de-açúcar in natura mostrou maior susceptibilidade à enzima glicoamilase em relação aos amidos de milho ceroso, mandioca e batata. O amido de cana-de-açúcar mostrou susceptibilidade à enzima amilolítica desramificante pululanase que hidrolisa as ligações a-1,6 glicosídicas de modo similar ao amido de arroz ceroso, que apresenta alto teor de amilopectina. O amido de cana-de-açúcar mostrou susceptibilidade às a-amilases de Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis e Aspergillus oryzae de modo similar aos outros amidos testados produzindo glicose; maltose; maltotriose; maltotetraose, maltopentaose e a-dextrinas limite. Para a adequação da metodologia para a determinação de a-amilase em açúcar bruto foram testados os métodos de Bernfeld baseado na determinação de açúcares redutores, método Iodométrico baseado na descoloração do complexo amido-iodo, método de Phadebas baseado na hidrólise do amido complexado com corante Cibacron Blue F3GA e o método usando-se o substrato BPNPG7 (benzylidene blocked r-nitrophenyl maltoheptaoside, Megazyme, Ireland) baseado na hidrólise do substrato e liberação do r-nitrofenol. O método de Bernfeld se mostrou mais adequado para a quantificação de a-amilase residual em açúcar bruto / Abstract: The aim of this work was to quantitatively determine sugarcane starch in five varieties of sugarcane (RB86-7515, SP83-2847, RB72-454, SP80-3280 and RB85-5536) during one harvest (May to November 2007), and study some of the characteristics of sugarcane starch. The variety RB86-7515 showed a higher starch content than the other varieties analyzed throughout the entire harvest. No correlation between the temperature, pluviometric index and starch level was found in any of the samples of sugarcane juice. The sugarcane starch granules examined under the scanning electron miscroscope showed a spherical shape with a diameter between 1-3 mm, smaller than the starch granules of maize and cassava. The sugarcane, corn, potato and soluble starches formed complexes with iodine, which showed greater absorption in the range from 540 to 620 nm. The crude sugarcane starch showed greater susceptibility to the enzyme glucoamylase than the waxy corn, cassava and potato starches. The sugarcane starch showed a susceptibility to debranching by the amylolytic enzyme pululanase, which hydrolyzed the a-1,6 glucosidic linkages in a way similar to waxy corn starch, which contains a high amount of amylopectin. The sugarcane starch showed susceptibility to the a-amylases from Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis and Aspergillus oryzae, similar to the other starches tested, producing glucose, maltose, maltotriose, maltotetraose, maltopentaose and a-limit dextrins. This work aimed to adequate the methodologies used to determine residual a-amylase in raw sugar. The Bernfeld method is based on the determination of the reducing sugars by an iodometric method based on discoloration of the starch-iodine complex. The Phadebas method is based on the hydrolysis of the starch polymer dyed with Cibachron Blue F3GA, and the method using BPNPG7 r ¿ nitrophenyl maltoheptaoside (benzylidene blocked maltoheptaoside, Megazyme, Ireland) is based on the hydrolysis of the substrate, releasing p-nitrophenol. These three methods were tested for the determination of residual a-amylase in raw sugar, and the Bernfeld method was shown to be more adequate / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Orientadores: Michel Georges Albert Vincentz, Fabio Tebaldi Silveira Nogueira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-13T11:23:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanca_AlmirSamuel_M.pdf: 11034884 bytes, checksum: 0545b58df6802e07009aef761dda3003 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: RNAs não-codificantes de 20-27 nucleotídeos (nt) regulam transcricionalmente ou pós-transcricionalmente a expressão de genes endógenos, modelando o transcriptoma e a produção de proteínas. Dentre estes, microRNAs (miRNAs) desempenliam papel chave no desenvolvimento vegetal, observação comprovada pela avaliação fenotípica e molecular de plantas transgênicas e de mutantes defectivos na produção de tais RNAs. MiRNAs são produzidos a partir de precursores longos (pri-miRNAs), os quais são posteriormente processados por enzimas específicas, gerando o miRNA maduro (20-22 nt). O miRNA maduro, por sua vez, guia a clivagem do mRNA de genes-alvo e bloqueia a tradução de proteínas, afetando diversos aspectos do desenvolvimento. O sequênciamento de populações de RNAs regulatórios possibilitou a identificação de miRNAs conservados e específicos em diferentes espécies vegetais, embora estudos em plantas de importância econômica sejam ainda incipientes. Atualmente, existem diversos bancos públicos de sequências ESTs disponíveis. Esses bancos possuem um grande número de sequências não-codíficantes, dentre as quais podem estar presentes pri-miRNAs, os quais são também são moléculas poliadeniladas similares a mRNAs codifícantes. O banco público de ESTs de cana-de-açúcar TIGR Gene Index foi usado como base para uma busca de miRNAs. O processo criado possibilitou a identificação de 20 precursores de miRNAs, agrupados em 15 famílias distintas. No presente trabalho desenvolveu-se também ferramenta para predição de potenciais alvos para os miRNAs encontrados. As famílias de miRNAs de cana-de-áçucar e a ferramenta de predição de genes-alvo estão integrados em banco de dados que estará disponível brevemente. Análise de expressão gênica demonstrou que precursors de miRNAs de cana-de-açúcar acumulam em níveis variáveis em distintos tecidos/órgãos. Além disso, tanto o acúmulo do miRNA maduro quanto a degradação do mRNA-alvo foram avaliados para alguns casos estudados. A caracterização de um miRNA específico de monocotiledôneas (miR528) e a confirmação de seu alvo, um gene comum em angiospermas, predito pela primeira vez neste trabalho, gera um interessante questionamento sobre a regulação desse gene via miRNA apenas em monocotiledôneas / Abstract: No-coding RNAs of 20-27 nucleotides (nt) transcriptional or posttranscriptionally regulate endogenous gene expression, affecting the cellular output of transcripts and proteins. Among these RNAs, microRNAs (miRNAs) play an important role in plant development as confirmed by phenotypic and molecular evaluation of transgenic plants and knockout mutants defective in miRNA biogenesis and function. miRNAs are produced from long precursors (pri-miRNAs), which are processed by specific enzymes into the mature miRNA (20-22 nt). The mature miRNA guides the cleavage of target genes as well as impairs protein translation, affecting several development processes. Deep sequencing of small RNAs identified conserved and species-specific miRNAs. Nevertheless, studies on crops are still in their infancy. Public ESTs databases are an important source of no-coding sequences, in which we can find miRNAs precursors, which are polyadenilated RNAs as messenger RNAs. In this work, the public sugarcane EST database TIGR Gene Index was used to search conserved miRNAs. The pipeline developed in this work made possible the identification of 20 miRNAs precursors, grouped into 15 families. It was also developed a search tool for potential miRNAs targets. Sugarcane miRNAs precursors displayed tissue/organ differential expression profiles. Moreover, a new identified miRNA target was confirmed experimentally. This new target is regulated by a monocot specific miRNA, miR528. Interestingly, this miRNA target is conserved in eudicots and monocots, even though its regulation by miRNA is not. This finding raises the question of why this gene has evolved in having a miRNA-mediated posttranscriptional regulation only in monocots / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores: Michel Georges Albert Vincentz, Juliana de Maria Felix / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T18:43:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Branco_DianaSantos_M.pdf: 18385613 bytes, checksum: 43238e785391538d38599321de0ac5ca (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo:Além de fonte primária de carbono e energia para os principais tipos celulares, os açúcares produzidos pela fotossíntese adquiriram importantes funções ao longo da evolução das plantas, no controle do crescimento e desenvolvimento, do metabolismo e na resistência a estresses abióticos (osmótico, energético) e bióticos (potógenos). Os açúcares atuam como sinalizadores ativando cascatas de transdução e, desta forma, promovendo mudanças na programação da expressão gênica. Com o objetivo de entendermos como a sinalização por açúcares diversificou-se em angiospermas, iniciamos uma análise comparativa dos perfis de expressão gênica em resposta aos açúcares sacarose e glicose em plântulas da monocotiledônea Saccharum spp e da eudicotiledônea Arabidopsis thaliana. Para tanto, duas abordagens foram utilizadas. O primeiro aspecto do trabalho estabeleceu relações entre elementos de resposta rápida (resposta primária) a açúcar e acúmulo de sacarose em genótipos de cana contrastantes para teor de sacarose. Outra abordagem, mais abrangente, procurou identificar genes diferencialmente expressos em resposta à sacarose. Na primeira parte do trabalho, a análises por qRT-PCR revelaram uma clara relação entre genes envolvidos em acúmulo de sacarose em cana-de-açúcar e sinalização primária por carboidratos. A partir de 34 SAS (Sugarcane Assembled Sequence) testados envolvidos em acúmulo de sacarose em cana, 24 deles também foram responsivos à glicose e/ou sacarose, sendo que 9 deles responderam em um mesmo sentido em genótipos de cana-de-açúcar que acumulam maior quantidade de sacarose (alto Brix). Dos 24 SAS responsivos à sacarose e/ou glicose, apenas 6 deles apresentaram genes ortólogos em Arabidopsis thaliana cuja regulação por estes açúcares ocorreu de maneira similar. Dentre eles, temos o fator de transcrição IAA16, que se mostrou reprimido por sacarose e glicose, constituindo um possível gene de interação entre sinalização por açúcares e auxina. Duas SNFs quinases parálogas de cana-de-açúcar tem como ortólogo um único gene de Arabidopsis thaliana. Os três genes foram reprimidos por sacarose e glicose, sendo outra parte conservada, na via de sinalização a açúcares entre as duas espécies. Outro gene de particular interesse corresponde a uma deidrina, reprimida por sacarose e glicose em cana, assim como seu ortólogo em Arabidopsis e genótipos alto Brix, sugerindo importante papel deste gene em processos relacionados a sinalização/acúmulo de sacarose. Na segunda parte do trabalho, utilizando-se a técnica de microarranjos de cDNA a partir do chip SUCAST, encontramos 55 genes diferencialmente expressos em resposta à sacarose. Destes, apenas 3 apresentaram genes ortólogos de Arabidopsis regulados por açúcar num mesmo sentido que em cana, correspondentes a duas proteínas quinases e a um gene pseudo-response-regulator. Este estudo preliminar identificou genes conservados da sinalização por açúcares em angiospermas que representam possíveis nós importantes das redes de controle relacionadas a carboidratos. O estabelecimento de um possível envolvimento de alguns destes genes no controle da capacidade de acumular mais sacarose no colmo da cana, abriu novas perspectivas na análise molecular desta importante característica. Estudos mais abrangentes são necessários para melhorar os conhecimentos sobre o grau de diversificação da sinalização por açúcares em angiospermas e os valores adaptativos associados. / Abstract: Besides act as carbon primary source in the major types of cells, sugars produced by photosynthesis acquired important functions in the course of plant's evolution like controlling growth, development, and metabolism and acting in resistance to abiotic and biotic stresses like osmotic, energetic and response to pathogens. Sugars can be signals that active signal transduction pathways to change genes expression programs. In order to access the diversification of sugar pathway signaling in angiosperms we conduct comparative analysis of the gene expression in response to sucrose and glucose in seedlings of the monocot Saccharum sp. and the eudicot Arabidopsis thaliana. We also aimed to access the possible correlation between genes related to sucrose storage in sugar-cane and genes related to primary sugar responses. Another aim was to identify deferentially expressed genes in sucrose response. A clearly relation between genes related to sucrose storage in sugar-cane and quickly primary response to sugars was obtained by qRT-PCR analysis. We tested 34 SAS (Sugar Assembled Sequence) related to sucrose storage in sugar-cane and we found that 24 of them were responsive to glucose and/or sucrose. Nine genes showed the same expression pattern (induction or repression) in response to sugar as seen in high Brix genotypes. Six, of this 24 genes, have Arabidopsis orthologues regulated in the same direction (induced or repressed). One is an IAA16 transcription factor that is repressed by both, glucose and sucrose, and may play a role in an integrative pathway of sugar and auxin responses. We also find two SNFs kinases (paralogues) related to a single Arabidopsis ortholog showing the repression response. Another interesting gene is a dehydrin that was repressed in response to sucrose and glucose in sugar-cane and Arabidopsis (its ortholog) and in the high Brix sugar-cane genotypes. It suggests an important role for this dehydrin in processes related to sucrose signaling and storage. In the second part of this work, the sugar-cane cDNA microarray chip, called SUCAST, allow us to identify 55 deferentially expressed in response to sucrose. Only three of these genes have orthologues regulated in same way in sugar-cane and Arabidopsis. These genes correspond to two protein-kinase and a pseudo-response regulator. This preliminary approach leads us to identify conserved genes in sugar signaling among angiosperms that possibly represents important nodes in the regulatory networks in response to sugars. Establishing the involvement of some of these genes in the ability of sucrose storage in sugar-cane's culm will lead us to new perspectives in the molecular basis of this characteristic. More specific works are also needed to improve the knowledge about the real degree of evolutive diversification in sugar signaling among angiosperms and associated genetic fitness. / Mestrado / Genetica Vegetal e Melhoramento / Mestre em Genética e Biologia Molecular

O Brasil é responsável por 25% da produção mundial de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), e a importância econômica desta cultura está relacionada ao seu crescente consumo como fonte de energia e açúcar. Os programas de melhoramento genético tradicionais esbarram na complexidade do seu genoma, conseqüência de sua origem multi-espécie e poliploidia. A disponibilidade de fósforo inorgânico (Pi) nos agroecossistemas é uma das maiores limitações para o crescimento e produção vegetal, pois a absorção de Pi pelas raízes ocorre em função das oscilações de fósforo lábil no solo e contra um gradiente elétrico e de concentração. Para a produção agrícola intensiva, usam-se largamente fontes inorgânicas e orgânicas de fósforo, mas parte desse Pi não é recuperado do solo, pois cerca de 80% torna-se adsorvido ou complexado na fração orgânica, junto com resíduos de metais pesados (ex: Zn, Cd, Ni ou Cu). Os genes transportadores de baixa afinidade são expressos constitutivamente e operam sob maiores concentrações de Pi disponível. As seqüências de genes transportadores de Pi (TP) de alta afinidade já descritos (PHO84 de S. cerevisiae; PHO-5 de N. crassa; GvPT de G. versiforme; AtPT1 e AtPT2 de A. thaliana; LePT1 e LePT2 de L. esculentum; StPT1 e StPT2 de S. tuberosum) codificam uma proteína transportadora de Pi com 12 domínios transmembrana conservados. A expressão em plantas ocorre preferencialmente no sistema radicular, sob deficiência de fósforo. Utilizando as seqüências desses genes de TP descritos, identificou-se no banco de dados do genoma de cana-de-açúcar seqüências ESTs destes transportadores, destacando-se o cluster SCEQRT1028B07.g, com o cDNA completo de transportadores de fosfato de alta afinidade, cuja seqüência deduzida produziu uma proteína de 541 aminoácidos, com 12 domínios trans-membrana, característicos destes transportadores de fosfato. / Brazil is rsponsible for 25% of the world production of sugarcane (Saccharum spp.), and the economic importance of this crop is related to its increasing use as energy source and sugar. Traditional genetic breeding programs are hamperd by the genomic complexity, derived from its multi-specific origing adn polyploidy. The availability of inorganic phosphorous (Pi) in agri-ecosystems is one of the largest limiation for plant growth and yield, because Pi uptake by the roots depends on the variation of the concentration of labile phosphorous in the soil and against an eletric and concentration gradient. For intensive agriculture, inorganic and organic sources of phosphorous are largely used, but part of this Pi is not recoverd from the soil, because around 80% becomes adsorbed or complexed to the organic fraction, together with heavy metals residues (ex: Zn, Cd, Ni or Cu). Genes of low affinity phosphate transporters are constitutively expressed and work under higher concentrations of available Pi. Sequences of high affinity phosphate transporters already described (PHO84 of Saccharomyces cerevisiae; PHO-5 of Neurospora crassa; GvPT of Glomus versiforme; AtPT1 and AtPT2 of Arabidopsis thaliana; LePT1 and LePT2 of Lycopersicum esculentum; StPT1 and StPT2 of Solanum tuberosum) encoded a Pi transporter protein with 12 conserve d transmembrane domains. Their expression in plants occur preferntially ion roots under phosphorous deficiency. Using the sequences of these high affinity phosphate transporter genes, ESTs sequences with high identity were identified in the sugarcane genome project, especially the cluster SCEQRT1028B07.g, with a complete cDNA, which deducted sequence coded for a protein with 541 amino acids, and 12 transmembrane domais, typical of these transporters.

Busca-se, no campo da fitotecnia, métodos que possam aumentar a produtividade dos canaviais atentando-se ao menor uso de adubos minerais, visando redução de custos e sustentabilidade da produção no setor sucroalcooleiro. Sob esse princípio, tem sido muito discutido o uso de condicionadores organominerais no solo, para promoção de alterações das propriedades físicas, químicas e biológicas, visando aumentar o teor de matéria orgânica, aumentar a diversidade e atividade da microbiota, incrementar a capacidade de troca catiônica e aniônica, desfavorecer a manutenção de íons metálicos na solução, ocasionando assim a diminuição da toxidez desses elementos. Assim, foi avaliado o uso do produto organomineral comercial a base de ácido húmico Agrolmin&#174; na cultura da cana-de-açúcar, objetivando-se analisar sua influência na produtividade da cultura, a interação com a adubação mineral, adequar metodologia de aplicação, fixar diretriz quanto a doses de aplicação e resgatar a credibilidade dos condicionadores orgânicos como um fator de melhoria do ambiente de produção. Os experimentos foram instalados em área da Usina Santa Cândida, município Bocaina &#150; SP, na variedade PO88-62, como cana-planta, e RB867515, como cana-soca. O delineamento experimental foi parcelas subdivididas, analisando-se as doses 0, 800, 1.600 e 2.400 kg/ha do adubo de formulação 2,5-10-10 (parcelas) com as doses 0 e 350 L/ha do produto comercial (sub-parcelas) para cana-planta, e as doses 0, 800, 1.600 e 2.400 kg/ha do adubo de formulação 09-00-09 (parcelas) com as doses 0, 300 e 600 L/ha do produto comercial (sub-parcelas) para cana-soca. Os resultados indicaram que o uso do produto comercial tem efeito significativo na produção da cultura, tanto para cana-planta como para cana-soca, equivalendo ao uso de aproximadamente 1.200 e 1.100 kg/ha de adubo mineral respectivamente, sendo que em cana-soca, a dose de 300 L/ha e 600 L/ha não mostraram diferença significativa. Em ambos os casos, nota-se que a resposta de produtividade da cultura ao uso do produto comercial é maior quanto menor a dose de adubo utilizada. Porém, tanto em cana-planta como em cana-soca, não foi observada estatisticamente interação significativa do produto comercial com a adubação mineral. Isso mostra que o uso de condicionadores de solo organominerais pode ser viável em se tratando de incremento de produção aliado a redução de adubação mineral. / Aims have been made to find ways to increase de productivity of sugar-cane crops using less mineral fertilizers, attending to a cost reduction and sustainability. Based on these principles, the use of organic-minerals products to promote physical, chemical and biological alterations in the soil system, seeking to increase the organic matter content, the biological diversity and activity, the cationic/anionic exchange capacity, disfavor the amount of metallic ions in the solution resulting in a decrease of the toxicity, caused when these metallic elements are present. The use of a commercial humic acid based soil conditioner product, named Agrolmin&#174;, in a sugar cane crop was evaluated, in order to measure its influence in crop production, to check its interaction with the mineral fertilization, to adjust the application methodology, to define proportions procedures and to ransom the credibility of the organic conditioners as an environmental production improvement factor. The experiment was carried out on Santa Candida Sugarmill, located in Bocaina, São Paulo state, using the sugar cane varieties PO88-62 (plant cane), and RB867515 (ratoon). The experiment was laid out in split-plot, using 0, 800, 1.600 e 2.400 kg/ha of the mineral fertilizer 2,5-10-10 (plot) with 0 and 350 liters/ha of the commercial product (sub-plot) at the crop planting, and 0, 800, 1.600 e 2.400 kg/ha of the mineral fertilizer 09-00-09 (plot) with 0, 300 e 600 liters/ha of the commercial product (sub-plot), at first ratoon. Results shown that the use of the commercial product causes an significative increasing in the crop production, either in plant-cane and first ratoon, equivalent the use of 1.200 e 1.100 kg/ha of the mineral fertilizer. In both plant and ratoon, the response to productivity related to the use of the commercial product is greater as the mineral fertilizer&#39;s dose is smaller. However, either at planting or first ratoon, a significative interaction between Agrolmin&#174; and the mineral fertilization was not observed. This shows that organic-mineral soil conditioners may be a good choice on a productivity improvement allied to a reducing mineral fertilization.