FERREIRA, Antonia Débora Camila de Lima. Preferência de Aphis craccivora, Koch por variedades locais de feijão-de-corda oriundas de Pentecoste, Ceará. 2015. 48 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Fitotecnia, Programa de Pós-Graduação em Agronomia / Fitotecnia, Fortaleza-CE, 2015 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-08-17T13:23:05Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_adclferreira.pdf: 869372 bytes, checksum: 2f43d099e22711082108c2aefddb0337 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-08-17T13:23:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_adclferreira.pdf: 869372 bytes, checksum: 2f43d099e22711082108c2aefddb0337 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T13:23:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_adclferreira.pdf: 869372 bytes, checksum: 2f43d099e22711082108c2aefddb0337 (MD5) Previous issue date: 2015 / Currently the production of cowpea is taking ever greater proportions, and thereby arousing the interest of many producers for this culture. The attack of pests is among factors that affect production, being the black aphid considered key pest. The control of this pest can be accomplished through the use of resistant plants, resistance may occur in cultivars or in landraces. The objective of this study was to compare natural resistance of cowpea landraces genotypes against Aphis craccivora as well as the effects caused in its biology. In the first trial a free choice test was done using 21 genotypes compared to four standards. In this trial sowings were performed in 300 mL polystyrene cups arranged in a randomized block design consisting of 6 replicates and 25 treatments. It was found that the analyzed genotypes presented genetic variability in relation to against A. craccivora, resistance, and formed seven groups: Highly resistant (BRS Guariba, TVU 408 P2, Enrica pobre, Das Almas, CE-13 Selection and Ritinha), Resistant (CE-55, 40 dias 1, Praiano), Intermediate (Seridó, Sel. CE-42, 7 semanas), susceptible (Vinagre 1, Pitiúba, Rabo de calango Fígado de galinha, BR 17-Gurgueia) and highly susceptible (Roxão 1 (CE-13), Cabecinha, Isabel 1, VITA-7, Rita Joana, Milagroso, Bengala). After screening of these genotypes, six were selected to compose the second trial, which corresponded to the determination of biological parameters, four resistants: Ritinha, Enrica Pobre, Das Almas e Sel. CE-13, and two susceptible: Roxão 1(CE-13) e VITA-7. This test consisted of six treatments and six replications arranged in a randomized blocks at a greenhouse. Daily observations were made to determine the biological parameters: time of one generation, generation mortality, overall fertility, reproductive period, post-reproductive period and period of a cycle. From these dada, the population parameters were calculated: Intrinsic rate of increase (rm) and the finite rate of increase (λ). The different genotypes influence the biology A. craccivora. VITA-7 and Roxão1 (CE-13) were more suitable for the development of aphid providing superior fertility, greater reproductive period and longevity of adults. Genotypes Das Almas and Ritinha provided deleterious effects in individuals, causing 100% morality, being antibiose the main resistance mechanism. / Atualmente a produção de feijão-de-corda vem tomando proporções cada vez maiores, e com isso, despertando o interesse de muitos produtores. O ataque de pragas está entre os fatores que afetam a produção, sendo o pulgão-preto considerado como praga chave. O controle dessa praga pode ser realizado através do uso de plantas resistentes, e a resistência pode ocorrer em materiais não comercializados como as variedades locais. Objetivou-se com este trabalho comparar genótipos locais de feijão-de-corda quanto a sua resistência natural contra Aphis craccivora, bem como os efeitos provocados na sua biologia. No primeiro ensaio foi realizado teste com chance de escolha para definir quais dos 21 genótipos testados possuíam resistência genética comparados a quatros padrões. Neste ensaio as semeaduras foram realizadas em copos de poliestireno de 300 mL arranjados em um delineamento de blocos casualizados constando de seis repetições e 25 tratamentos. Verificou-se que os genótipos analisados apresentaram variabilidade genética em relação à resistência contra o A. craccivora, sendo formados sete grupos: Altamente Resistente (BRS Guariba, TVu 408 P2, Enrica Pobre, Das Almas, Seleção da CE 13 e Ritinha), Resistente (CE-55, 40 dias1, Praiano), Intermediário (Seridó, Sel. CE-42, 7 semanas), Susceptível(Vinagre 1 Pitiúba Rabo de calango Fígado de galinha BR 17-Gurgueia) e Altamente Susceptível (Roxão 1 (CE-13), Cabecinha, Isabel 1, VITA-7, Rita Joana, Milagroso, Bengala). Após a triagem destes genótipos, foram selecionados seis para compor o segundo ensaio, que correspondia à determinação dos parâmetros biológicos, sendo quatro resistentes: Ritinha, Enrica Pobre, Das Almas e Sel. CE-13 e dois suscetíveis: Roxão 1(CE-13) e VITA-7. O ensaio constou de seis tratamentos e seis repetições dispostos em blocos casualizados dentro de casa de vegetação. Foram realizadas observações diárias para determinar os parâmetros biológicos: tempo de uma geração, mortalidade na geração, fecundidade total, período reprodutivo, período pós-reprodutivo e período de um ciclo. A partir destes, foram calculados os seguintes parâmetros populacionais: taxa intrínseca de crescimento (rm) e a razão finita de crescimento (λ). Os diferentes genótipos influenciaram na biologia A. craccivora. VITA-7 e Roxão1 (CE-13) mostraram-se mais adequados ao desenvolvimento do afídeo por permitirem maior fecundidade, maior período reprodutivo e maior longevidade do adulto. Os genótipos Das Almas e Ritinha proporcionaram efeitos deletérios causando moralidade em 100% dos indivíduos sendo a antibiose o principal mecanismo de resistência envolvido.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IvaniceBS_DISSERT_.pdf: 1465096 bytes, checksum: 4d6e3186d410a1d86bc5ff69ec8190c4 (MD5) Previous issue date: 2012-12-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The plants are often exposed to variations in environmental conditions that may trigger metabolic disturbances leading to a consequent loss in productivity of crops. These stressful conditions usually induce an accumulation of reactive oxygen species (ROS) in the cell, a condition known how oxidative stress. Among these species, hydrogen peroxide (H2O2) is an important molecule involved in numerous signaling mechanisms. The present study aimed to understand the relationship between the different enzymatic mechanisms of elimination of H2O2 by catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in leaf tissues of seedlings of the species Vigna unguiculata L. Walp, under conditions of oxidative stress induced by application of CAT inhibitor, 3-amino-1,2,4-triazole (3-AT), and H2O2 itself on the roots. Three experiments were conducted. The first experiment was performed applying the compound 3-AT (5 mM) during the time (hours). In the second experiment, seedlings were exposed to different concentrations of H2O2 (2.5, 5.0, 7.5, 10 mM) for 48 h. The third strategy included the pre-treatment with H2O2 (2.5 mM) for 24 h, followed by subsequent treatment with the inhibitor 3-AT and recovery control condition. Treatment with 3-AT causes a strong inhibition of CAT activity in leaf tissues accompanied by an increase of activity of APX. However a decrease in oxidative damage to lipids is not observed as indicated by TBARS. It was observed that activity of APX is directly linked to the content of peroxide. Inductions in the activities of CAT and APX were observed mainly in the seedlings treated with 2.5 mM H2O2. This can be associated with a decrease in oxidative damage to lipids. In contrast, one same tendency was not observed in treatments with higher concentrations of this ROS. These results suggest that the concentration of 2.5 mM H2O2 can induce responses antioxidants later in seedling cowpea. This concentration when applied as pre-treatment for 24 h promoted an induction systems removers CAT and APX, both in activity and in terms of gene expression. However this increment was not observed in the recovered plants and the plants subsequently subjected to 3-AT. Additionally, the pretreatment was not sufficient to attenuate the inhibition of CAT activity and oxidative damage to lipids caused by the subsequent application of this inhibitor. The results showed that the application of 3-AT and H2O2 in the root systems of seedlings of cowpea promote changes in the parameters analyzed in leaf tissues that indicate a direct response to the presence of these factors or systemic signaling mecanisms. H2O2 appears to activate the responses of two antioxidant systems in this study thar does not promote greater protection in case of additional treatment with 3-AT. This demonstrates the importance of the CAT system. In this work, complete results indicate that there is a difference between the signaling and the effects caused by exposure to H2O2 and by treatment with 3-AT / As plantas s?o expostas frequentemente a varia??es nas condi??es ambientais, que podem desencadear dist?rbios metab?licos levando a uma consequente perda na produtividade das culturas. Estas condi??es estressoras normalmente induzem um ac?mulo de esp?cies reativas de oxig?nio (EROS) na c?lula, caracterizando uma condi??o de estresse oxidativo. Dentre estas esp?cies, est? o per?xido de hidrog?nio (H2O2), uma importante mol?cula envolvida em in?meros mecanismos de sinaliza??o. O presente estudo pr?pos compreender a rela??o entre os diferentes mecanismos enzim?ticos de elimina??o do H2O2 pelas enzimas catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX) em tecidos foliares de pl?ntulas da esp?cie Vigna unguiculata L. Walp, sob condi??es de estresse oxidativo induzido por meio da aplica??o do inibidor de CAT, o 3-amino-1,2,4-triazol (3-AT), e do pr?prio H2O2 no sistema radicular. Tr?s experimentos foram realizados. No primeiro experimento foi realizada a aplica??o do composto 3-AT (5 mM) durante o tempo (horas). No segundo experimento, pl?ntulas foram expostas a diferentes concentra??es de H2O2 (2,5; 5,0; 7,5; 10 mM) por 48 h. A terceira estrat?gia compreendeu o pr?-tratamento com H2O2 (2,5 mM) por 24 h, seguido de tratamentos subsequentes com o inibidor 3-AT e a recupera??o a condi??o controle. O tratamento com o 3-AT ocasiona uma forte inibi??o na atividade da CAT nos tecidos foliares, acompanhado por uma tend?ncia de aumento na atividade da APX. Este, no entanto, n?o levou a uma diminui??o dos danos oxidativos aos lip?deos, como indicado pelo TBARS. Observou-se que a atividade da APX est? diretamente ligada aos conte?dos de per?xido. Indu??es nas atividades da CAT e da APX foram observadas, principalmente nas pl?ntulas tratadas com 2,5 mM de H2O2, o que est? associado a uma diminui??o dos danos oxidativos aos lip?deos. Em contraste, esta mesma tend?ncia n?o foi evidenciada nos tratamentos com maiores concentra??es desta ROS. Estes resultados sugerem que a concentra??o de 2,5 mM de H2O2 pode induzir respostas antioxidantes posteriores nas pl?ntulas de feij?o caupi. De fato, esta concentra??o, quando aplicada na forma de pr?-tratamento durante 24 h, promoveu uma indu??o dos sistemas removedores da CAT e da APX, tanto na atividade, como ao n?vel de express?o g?nica. No entanto, esta melhora n?o foi observada nas plantas recuperadas e nas plantas posteriormente submetidas ao 3- AT. Adicionalmente, o pr?-tratamento n?o foi suficiente para atenuar a inibi??o da atividade de CAT e os danos oxidativos aos lip?deos provocados pela subsequente aplica??o deste inibidor. Os resultados obtidos demonstraram que a aplica??o do composto 3-AT e do H2O2 nos sistemas radiculares de pl?ntulas de feij?o caupi promovem modifica??es nos par?metros analisados nos tecidos foliares, o que pode indicar tanto uma resposta direta ? presen?a destes fatores, quanto uma resposta de sinaliza??o sist?mica nestas plantas. O H2O2 parece ativar as respostas dos 2 sistemas antioxidantes testados, no entanto, n?o promove uma maior prote??o em caso de tratamento adicional com o 3-AT, demonstrando a import?ncia do sistema da CAT. Analisados em conjunto, os resultados deste estudo indicam que h? uma diferen?a entre a sinaliza??o e os efeitos provocados pela exposi??o ao H2O2 e por tratamento com 3-AT

O crescimento da populaÃÃo mundial e a crescente demanda de Ãgua para atender o consumo das famÃlias e os demais setores da economia, tÃm despertado para o aproveitamento de fontes alternativas ou Ãguas de qualidade inferior, tais como as Ãguas salinas e residuÃrias. O objetivo desse trabalho foi realizar uma avaliaÃÃo preliminar sobre a situaÃÃo dos dessalinizadores instalados pelo Governo do Estado do Cearà na regiÃo de Pentecoste, CearÃ, e, em seguida, avaliar estratÃgias de manejo da irrigaÃÃo (uso cÃclico de Ãgua salina, mistura de fontes de Ãgua de diferentes salinidades e utilizaÃÃo apenas nos estÃdios de maior tolerÃncia da cultura) e o sistema de rotaÃÃo de culturas feijÃo-de-corda/girassol, visando o uso sustentÃvel de Ãgua salina na agricultura irrigada. O experimento com feijÃo-de-corda foi conduzido no campo na estaÃÃo seca de 2011, e obedeceu ao delineamento em blocos ao acaso, com treze tratamentos e cinco repetiÃÃes. Os tratamentos consistiram de: T1: Ãgua de baixa salinidade (A1), durante todo o ciclo; T2, T3 e T4: Ãgua com CE de 2,2 (A2), 3,6 (A3) e 5,0 (A4) dS m-1, durante todo o ciclo, T5, T6 e T7: Ãgua com CE de 2,2, 3,6 e 5,0 dS m-1 na fase final do ciclo, T8, T9 e T10: Uso cÃclico de A1 e A2; A1 e A3 e A1 e A4, iniciando com A1 no plantio; T11, T12 e T13: Ãgua com CE de 2,2, 3,6 e 5,0 dS m-1 11 dias apÃs o plantio atà o final do ciclo, respectivamente. Para verificar o efeito residual de Ãgua salina aplicada durante o experimento com o feijÃo-de-corda, foi cultivado na estaÃÃo chuvosa de 2012 o girassol nas mesmas parcelas que foram cultivadas com o feijÃo-de-corda, utilizando irrigaÃÃo suplementar com Ãgua de baixa salinidade (A1). Os valores de CEa para o rejeito de dessalinizaÃÃo na regiÃo de Pentecoste variaram de 4,2 a 7,6 dS m-1, representando riscos para o ambiente, sendo que a maior parte do rejeito gerado à utilizada para alimentaÃÃo animal e a grande maioria da populaÃÃo nÃo tem conhecimento se o rejeito causa algum dano à saÃde humana ou ao meio ambiente. Os resultados dos experimentos de campo demonstraram que a aplicaÃÃo de Ãgua salina durante todo o ciclo do feijÃo-de-corda ao nÃvel de 5,0 dS m-1 e apÃs a 11 dias do plantio atà o final do ciclo inibe as trocas gasosas foliares, a extraÃÃo de nutrientes, o crescimento vegetativo e a produtividade da cultura, enquanto as estratÃgias de irrigaÃÃo com Ãgua salina na fase final do ciclo (floraÃÃo e frutificaÃÃo) e de forma cÃclica nÃo afetam de forma negativa essas variÃveis. AlÃm disso, essas estratÃgias permitiram uma economia de 34 a 47% de Ãgua de baixa salinidade utilizada na irrigaÃÃo. Ocorreu acÃmulo de sais no solo durante o cultivo do feijÃo-de-corda nos tratamentos em que se utilizou Ãgua de elevada salinidade. No entanto, o uso de estratÃgias de manejo como a aplicaÃÃo alternada de Ãguas de baixa e alta salinidade ao longo do ciclo da cultura e aplicaÃÃo da Ãgua salina apenas no estÃdio final reduziu o impacto sobre o solo. A irrigaÃÃo com Ãgua do canal (A1) com CE de 0,5 dS m-1 durante o cultivo do girassol promoveu a lixiviaÃÃo do excesso de sais no solo no final do cultivo, mas o total de chuvas antes do plantio nÃo foi suficiente para eliminar completamente o efeito residual da salinidade nesta cultura. / The world population growth and increasing demand for water to meet household consumption and other sectors of the economy, have awakened for the use of alternative sources or water of inferior quality, such as saline water and wastewater. The aim of this study was a preliminary assessment of the situation of desalination plants installed by the State Government of Ceara in the region of Pentecoste, CearÃ, and then to evaluate irrigation management strategies (cyclic use of saline water, mixture of water of different salinities and use only in stages of tolerant phase of crop) and the system of crop rotation cowpea/sunflower, aiming at the sustainable use of saline water in irrigated agriculture. The experiment with the cowpea was conducted in the dry season of 2011, and followed the randomized block design, with thirteen treatments and five replications. The treatments were: T1: low salinity water (A1), throughout the cycle, T2, T3 and T4: Water with CE 2.2 (A2), 3.6 (A3) and 5.0 (A4) dS m-1, throughout the cycle, T5, T6 and T7: Water with EC of 2.2, 3.6 and 5.0 dS m-1 in the final phase of the cycle, T8, T9 and T10: Use cyclic A1 and A2, A1 and A3 and A1 and A4, starting with A1 at sowing, T11, T12 and T13: Water of EC of 2.2, 3.6 and 5.0 dS m-1 after germination until the end of cycle. To verify the residual effect of saline water applied during the experiment with the cowpea, sunflower was grown in the rainy season of 2012 in the same plots that were cultivated with cowpea, using supplementary irrigation with water of low salinity. The EC of the desalination waste in the region of Pentecoste ranged from 4.2 to 7.6 dS m-1, representing a risk for the environment, where much of the waste generated is used to feed the vast majority of population is not aware if the reject cause any harm to human health or to the environment. The results of field experiments showed that the use of saline water during the entire cycle of the cowpea up to the level of 5.0 dS m-1 and after germination until the end of the cycle inhibits leaf gas exchange, extraction of nutrients, plant growth and crop yield, while the strategies of irrigation with saline water in the final phase of the crop cycle (flowering and fruiting) and cyclically not negatively affect these variables. Further, these strategies allow a saving 34-47% water of low salinity used for irrigation. There was accumulation of salts in the soil for the cultivation of cowpea of the treatments which used water of high salinity. However, the use of strategies for managing the application of alternating high and low water salinity crop cycle and application of the salt water only in the final stage reduced the impact on soil. The irrigation water of low salinity (0.5 dS m-1) promoted excessive leaching of salts in the soil at the end of sunflower cultivation, but the amount of rainfall before seeding was not sufficient to completely eliminate the residual effect of salinity in the crop.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / mRNA sequences coding for two cystatins were isolated from leaves of hydroponically growing cowpea plants. The sequences were ligated in the expression vector pET302NT-HIS, which was introduced into Escherichia coli, ArcticExpress (DE3) cells. The expression was induced by addition of 0.5 mM IPTG and the recombinant proteins VuCys1 (Vigna unguiculata one-domain cystatin) and VuCys2 (Vigna unguiculata two-domain cystatin), both fused to an N-terminal 6x-His tag, were purified by homogeneity using an affinity matrix containing Ni2+ immobilized to Sepharose. The apparent molecular masses for VuCys1 (yield of 10 mgP.L-1 culture) and VuCys2 (yield of 22 mgP.mL-1 culture) were 14 and 26 kDa, respectively. Both inhibitors were strongly active against the proteinases papain and chymopapain, while bromelain and particularly cathepsin B were less susceptible to in vitro inhibition. No inhibition was detected against the serine proteinase trypsin. Thermal stability tests revealed that both cystatins are thermostable proteins able to achieve a minimum residual proteolytic inhibition activity against papain of 95% (VuCys1) and 85% (VuCys2) when incubated at 100 C for 60 minutes. Similar stability results were also obtained when the proteins were tested to the ability of to inhibit papain activity after incubation in pH values ranging from 2.0 to 11.0. Circular dichroism spectroscopy measurements demonstrated that the secondary structure arrangement of both cystatins undergoes only fewer alterations when both proteins were incubated in temperatures varying from 10 to 90 C and pH values varying from 2.0 to 11.0, as well. These data are in agreement with the thermal and pH stability results previously obtained on papain inhibition assays. Biological assays conducted with different phytopathogenic fungi didnât show any negative impact on spore germination as well as on mycelial growth of the tested fungi. Different human pathogens, including the pathogenic yeast Candida albicans were shown to be insensible to VuCys1 and VuCys2. Some scientific reports have proposed the use of cystatins as potential molecules in the control and inhibition of the activity of cysteine proteinases related to carcinogenic process. However, cytotoxicity assays performed on three tumor cell lineages revealed no toxic effects of VuCys1 and VuCys2. Inhibitor activities were also tested against digestive enzymes isolated from third instar larvae of the bruchid insects Callosobruchus maculatus and Zabrotes subfasciatus, two major cowpea plagues. Both cystatins were able to cause high inhibition of C. maculatus enzymes; however they were poorly active against Z. subfasciatus counterpart. Feeding tests were conducted in which both cystatins were added to artificial seeds at final concentrations of 0.025, 0.05 and 0.1% and supplied to C. maculatus. Despite the in vitro inhibition of C. maculatus larvae enzymes, the bioassay data suggest that larvae and adult insects appear to develop adaptive mechanisms which can make them insensible to the ingestion of the inhibitors. Crystallographic studies were carried out in order to solve the tridimensional structure of cystatins. 576 different crystallization conditions were tested in which three were favorable to the formation and growth of diffractable crystals of VuCys1 protein. These crystals belong to the orthorhombic space group P212121 and the unit cell dimension was a = 41.48 Ã; b = 64.68 à and c = 87.91 Ã, α = β = γ = 90. V. unguiculata one-domain cystatin presents a typical 3D domain swapped dimmer molecular structure, which was solved at 1.95 à resolution. No crystals were obtained for VuCys2. The physiological importance of this structure to the plant, the structural stability of both inhibitors and the results raised from biological assays are all discussed in this work. / SequÃncias de mRNA que codificam para duas cistatinas foram isoladas de folhas de plantas de feijÃo-caupi cultivadas em sistema hidropÃnico. As sequÃncias foram ligadas no vetor de expressÃo pET302NT-His, o qual foi introduzido em cÃlulas de Escherichia coli, ArcticExpress (DE3). A induÃÃo da expressÃo foi realizada por meio de adiÃÃo de IPTG (0,5 mM) e as proteÃnas recombinantes VuCys1 â (cistatina de um domÃnio de Vigna unguiculata) e VuCys2 â (cistatina de dois domÃnios de V. unguiculata) ambas fusionadas a uma cauda de histidina N-terminal, foram purificadas por homogeneidade em matriz de afinidade constituÃda de Ni2+ imobilizado à Sepharose. VuCys1 apresentou uma massa molecular aparente de 14 kDa e um rendimento de 10 mgP.L-1 de meio de cultura, jà a proteÃna VuCys2 mostrou uma massa molecular aparente de 26 kDa e um rendimento de 22 mgP.L-1 de meio de cultura. As duas proteÃnas foram fortemente ativas contra as proteinases papaÃna e quimopapaÃna, moderadamente ativas contra bromelaÃna e apenas fracamente ativas contra catepsina B, enquanto que nenhuma atividade inibitÃria foi detectada contra a proteinase serÃnica tripsina. Ensaios de estabilidade tÃrmica mostraram que as duas cistatinas sÃo proteÃnas termoestÃveis, uma vez que, mesmo apÃs incubaÃÃo a 100 C por 60 minutos apresentam atividade inibitÃria residual contra papaÃna superior a 95% (VuCys1) e superior a 85% (VuCys2). Resultados similares de estabilidade tambÃm foram obtidos quando as proteÃnas foram testadas quanto à capacidade de inibir a atividade de papaÃna, apÃs incubaÃÃo em valores de pH variando de 2,0 a 11,0. AnÃlises espectroscÃpicas de dicroÃsmo circular revelaram que o padrÃo de estruturas secundÃrias de ambos inibidores sofre pouca alteraÃÃo apÃs incubaÃÃo em temperaturas variando de 10 a 90 C e em valores de pH variando de 2,0 a 11,0. Estes dados estÃo de acordo com os resultados de elevada estabilidade tÃrmica e a extremos de pH previamente obtidos nos ensaios de inibiÃÃo in vitro de papaÃna. Ensaios biolÃgicos realizados com diferentes espÃcies de fungos fitopatogÃnicos nÃo mostraram nenhum efeito negativo das proteÃnas sobre a germinaÃÃo de esporos ou crescimento micelial dos fungos testados. Os inibidores tambÃm nÃo se mostraram ativos contra diferentes patÃgenos humanos, incluindo a levedura patogÃnica Candida albicans. Alguns relatos cientÃficos propÃem o uso de cistatinas como agentes em potencial no controle e inibiÃÃo da atividade de proteinases cisteÃnicas relacionados a processos carcinogÃnicos. Contudo, testes de citotoxicidade dos inibidores para trÃs diferentes linhagens de cÃlulas tumorais nÃo mostraram potencial citotÃxico. Os inibidores tambÃm foram testados quanto à capacidade de inibir a atividade de enzimas digestivas isoladas do intestino de larvas de terceiro instar dos insetos bruquÃdeos Callosobruchus maculatus e Zabrotes subfasciatus, duas importantes pragas do feijÃo-caupi. Ambas as cistatinas apresentaram elevado potencial inibitÃrio contra as enzimas de C. maculatus sendo, porÃm, fracamente ativas contra as de Z. subfasciatus. Bioensaios foram realizados nos quais as cistatinas foram inseridas em sementes artificiais nas concentraÃÃes finais de 0,025; 0,05 e 0,1% e administradas a C. maculatus. A despeito da inibiÃÃo in vitro das enzimas digestivas das larvas de C. maculatus, os resultados do bioensaio sugerem que, tanto larvas como insetos adultos, parecem desenvolver mecanismos adaptativos à administraÃÃo dos inibidores que os tornam insensÃveis à sua ingestÃo. Estudos cristalogrÃficos foram realizados na tentativa de solucionar a estrutura tridimensional das cistatinas. 576 condiÃÃes de cristalizaÃÃo foram testadas das quais trÃs levaram à formaÃÃo e crescimento de cristais difratÃveis de VuCys1. Os cristais pertencem ao grupo espacial ortorrÃmbico, P212121, e a cÃlula unitÃria apresentou dimensÃes de a = 41,48; b = 64,68 e c = 87,91 Ã, α = β = γ = 90. VuCys1 apresenta uma estrutura molecular de dÃmero de domÃnios trocados a qual foi resolvida a uma resoluÃÃo de 1,95 Ã. Cristais de VuCys2 nÃo foram obtidos nas condiÃÃes testadas. O significado fisiolÃgico desta estrutura para a planta, a estabilidade estrutural de ambos inibidores e os resultados referentes aos diferentes bioensaios sÃo discutidos no presente trabalho.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho encontra-se dividido em duas partes: a primeira relacionada à biotransformaÃÃes de compostos orgÃnicos com a espÃcie Vigna unguiculata, e a segunda, relativa à sÃntese enzimÃtica de Ãsteres de cloranfenicol. ReaÃÃes de biorreduÃÃo de cetonas e nitrocompostos com grÃos de Vigna unguiculata (feijÃo de corda). ApÃs realizado um screnning com reduÃÃo de acetofenona variando-se as condiÃÃes reacionais, encontrou-se aquelas que levaram ao melhores resultados de conversÃo e excesso enantiomÃrico. Essas condiÃÃes foram aplicadas para outros 34 susbtratos, entre eles: cetonas alifÃticas e aromÃticas com diferentes substituintes no anel como: nitro, metÃxi, alquila e halogÃnios em vÃrias posiÃÃes, nitrocompostos, β-ceto-Ãsteres, uma cetona α,β-insaturada e benzonitrila. No geral, o resultados obtidos com as biorreduÃÃes podem ser considerados satisfatÃrios, assim como os valores de excesso enantiomÃrico. Na segunda parte, utilizou-se as lipases comerciais: CAL-B, PSL-C(I) e PSL-C Amano, em reaÃÃes de acilaÃÃo do fÃrmaco cloranfenicol, num estudo exaustivo em busca de condiÃÃes Ãtimas de reaÃÃo explorando principalmente a atividade regiosseletiva dessas enzimas. Foram obtidos oito derivados desse fÃrmaco, a depender do agente acilante utilizado, sendo sete destes, monoacilados e um, di-acilado. Como doador acila usou-se diversos Ãsteres vinÃlicos, saturados ou nÃo e com diversos tamanhos de cadeia. ParÃmetros reacionais como: variaÃÃo do solvente, da temperatura, concentraÃÃo do meio e agente acilante foram otimizados para obtenÃÃo desses derivados. Praticamente todos os produtos foram obtidos em elevados percentuais de conversÃo, exceto para aqueles que possuem insaturaÃÃo. Realizou-se ainda um procedimento em escala de bancada utilizando a enzima CAL-B, sendo obtidos resultados bem significativos em todos os casos. Ao final do estudo adotou-se um procedimento de reciclagem desta mesma enzima, onde ficou comprovada sua eficiÃncia no reuso. / This work is divided into two parts: the first related biotransformations of organic compounds with the species Vigna unguiculata, and the second on the enzymatic synthesis of esters of chloramphenicol. Reactions bioreduction of ketones and nitrocompounds with grains of Vigna unguiculata (feijÃo de corda). After performing a reduction of acetophenone with screnning varying the reaction conditions, we found those that led to better results for conversion and enantiomeric excess. These conditions were applied to 34 other susbtratos, including: aliphatic ketones and aromatic ring with different substituents such as nitro, methoxy, and alkyl halide in various positions, nitro, β-keto ester, a ketone α, β-unsaturated and benzonitrile. Overall, the results obtained with the biorreduÃÃes can be considered satisfactory, as well as the enantiomeric excess values. In the second part, we used the commercial lipases: CAL-B, PSL-C (I) and PSL-C Amano in acylation reactions of the drug chloramphenicol, an exhaustive study in search of optimum reaction conditions mainly exploring the activity regioselective these enzymes. Were obtained from eight derivatives of this drug, depending on the acylating agent used, seven of these, and a monoacilados, di-acylated. As acyl donor was used several vinyl esters, saturated or not and with various chain lengths. Reaction parameters such as: variations of the solvent, temperature, concentration of the acylating agent and medium were optimized to obtain these derivatives. Virtually all products were obtained in high percentages of conversion, except for those with unsaturation. It is also carried out in a bench scale procedure using the enzyme CAL-B, and significant results were obtained in all cases. At the end of the study we adopted a procedure for recycling of the same enzyme, which was proven its efficiency in reuse.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Salinity has constituted today one of the main problems facing irrigated agriculture. Failure to proper management of the practice of irrigation by farmers, associated the prevailing climatic conditions in arid and semi-arid regions has contributed to the accelerated process of salinization, thus leaving several inactive irrigated areas for agriculture. In this context, the work herein developed was to examine the propensity of different strategies for handling irrigation through the use of lower quality water in salinization and sodification soil, besides evaluating the morphological, physiological, biochemical and productive responses, cultivars cowpea beans, to obtain information about the better understanding of the processes involved in the responses of salt tolerance, and enable the election cultivars adapted irrigation with saline water conditions. The experiment was conducted in pots in the open, in the experimental area of the weather station of the Federal University of CearÃ, Fortaleza, CearÃ, under an experimental design of randomized blocks in split plots. The two water regimes (plots) were based on the potential crop evapotranspiration (100 and 50% of ETpc). Already irrigation water salinity levels (0.95; 2.45; 3.95; 5.45 and 6.95 dS m-1) were distributed in the subplots, while the cultivars (Epace 10 and BRS Itaim) in subsubplots. The increased concentration of salts in irrigation water reduced the plant height, number of leaves, dry weight of shoot and the pH of the soil solution, except for the electrical conductivity of the soil that kept adding to the imposition of different salt concentrations. Due to the absence of leaching, the treatments irrigated with a blade 50% of ETpc maintained higher values of soil electrical conductivity and potassium levels in the soil, providing reduction in leaf area. Through the morphological variables, the cultivar Epace 10 showed better performance than BRS Itaim. The physiological responses analyzed, it was found that the levels of chlorophyll pigments a, b, and total carotenoid contents of the well are reduced by increasing the salt concentration in the irrigation water. Under conditions of lower water availability (50% of ETpc), to cultivate Epace 10 was higher for the content of photosynthetic pigments. There was no significant change in parameters associated with the emission of fluorescence due to salt and water stress. In general, we observed reductions in the behavior of gas exchange under the rise in salinity levels, thereby enhancing the interdependence between the variables analyzed. On the productive potential and biochemical responses analyzed it was found that the concentration of salts in irrigation water provided greater accumulation of N-aminossolÃveis content, proline and Cl- in the bean cowpea leaves. Under a water system 50% of ETpc, the N-aminossolÃveis content and K+ are higher than the system 100% of ETpc. The cultivar Epace 10 has higher accumulations N-aminossolÃveis and Cl-, besides presenting more free proline accumulation, under a water system 50% of ETpc. The total yield potential of the cowpea is reduced by the addition of salts in the irrigation water. The cultivar Epace 10 showed greater tolerance imposed management conditions, making it more suitable growing conditions in regions subject to water stress and / or saline. / A salinidade tem se constituÃdo hoje num dos principais problemas enfrentados pela agricultura irrigada. A falta de manejo adequado da prÃtica de irrigaÃÃo pelos produtores, associado as condiÃÃes climÃticas reinantes em regiÃes Ãridas e semiÃridas tem contribuÃdo para o acelerado processo de salinizaÃÃo dos solos, deixando assim diversas Ãreas irrigadas inativas para a prÃtica agrÃcola. Neste contexto, o trabalho desenvolvido buscou analisar a propensÃo de diferentes estratÃgias de manejo da irrigaÃÃo, atravÃs da utilizaÃÃo de Ãguas de qualidades inferiores, em salinizar ou sodificar o solo, alÃm de avaliar as respostas morfolÃgicas, fisiolÃgicas, bioquÃmicas e produtivas, de cultivares de feijÃo caupi, visando obter informaÃÃes acerca do melhor entendimento dos processos envolvidos nas respostas de tolerÃncia à salinidade, alÃm de possibilitar a eleiÃÃo de cultivares adaptadas as condiÃÃes de irrigaÃÃo com Ãguas salinas. O experimento foi conduzido em vasos, a cÃu aberto, na Ãrea experimental da EstaÃÃo AgrometeorolÃgica da Universidade Federal do CearÃ, Fortaleza, CearÃ, sob um delineamento estatÃstico de blocos ao acaso em parcelas subsubdivididas. Os dois regimes hÃdricos (parcelas) foram baseados pela evapotranspiraÃÃo potencial da cultura (100 e 50% da ETpc). Jà os nÃveis de salinidade da Ãgua de irrigaÃÃo (0,95; 2,45; 3,95; 5,45 e 6,95 dS m-1) foram distribuÃdos nas subparcelas, enquanto as cultivares (Epace 10 e BRS Itaim) nas subsubparcelas. O aumento da concentraÃÃo de sais na Ãgua de irrigaÃÃo reduziu a altura das plantas, o nÃmero de folhas, a massa seca da parte aÃrea e o pH da soluÃÃo do solo, no entanto, proporcionou um aumento linear na condutividade elÃtrica do solo. Devido a ausÃncia de lixiviaÃÃo, os tratamentos irrigados com uma lÃmina de 50% da ETpc mantiveram valores superiores da condutividade elÃtrica e dos teores de potÃssio no solo, propiciando reduÃÃo na Ãrea foliar. AtravÃs das variÃveis morfolÃgicas estudadas, a cultivar Epace 10 demonstrou melhor desempenho que a cultivar BRS Itaim. Quanto as respostas fisiolÃgicas analisadas, constatou-se que, os teores dos pigmentos da clorofila a, b e total, alÃm dos teores de carotenoides sÃo reduzidos com o aumento da concentraÃÃo de sais na Ãgua de irrigaÃÃo. Sob condiÃÃes de menor disponibilidade hÃdrica (50% da ETpc), a cultivar Epace 10 apresentou valores superiores nos teores de pigmentos fotossintÃticos. NÃo se verificou alteraÃÃo significativa nos parÃmetros associados à emissÃo da fluorescÃncia, devida ao estresse salino e hÃdrico. De maneira geral, foi possÃvel observar reduÃÃes nas respostas das trocas gasosas sob o aumento dos nÃveis de salinidade, reforÃando assim, a interdependÃncia entre as variÃveis analisadas. Sobre o potencial produtivo e respostas bioquÃmicas analisadas verificou-se que o aumento da concentraÃÃo de sais na Ãgua de irrigaÃÃo propiciou maior acÃmulo dos teores de N-aminossolÃveis, prolina e Cl- nas folhas do feijoeiro caupi. Sob um regime hÃdrico de 50% da ETpc, os teores de N-aminossolÃveis e K+ sÃo superiores aos do regime de 100% da ETpc. A cultivar Epace 10 apresenta maiores acÃmulos N-aminossolÃveis e de Cl-, alÃm de apresentar maior acÃmulo de prolina livre, sob um regime hÃdrico de 50% da ETpc. O potencial produtivo total do feijÃo caupi à reduzido pelo acrÃscimo de sais na Ãgua de irrigaÃÃo. A cultivar Epace 10 apresentou maior tolerÃncia as condiÃÃes de manejo impostas, tornando-se mais adaptada as condiÃÃes de cultivo em regiÃes sujeitas a estresse hÃdrico e/ou salino.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As culturas agrÃcolas demandam grandes volumes de Ãgua no processo produtivo, sendo oportuno identificar quais os estÃdios de desenvolvimento com maior sensibilidade hÃdrica visando definir uma estratÃgia de manejo da irrigaÃÃo. Assim, objetivou-se, com esta pesquisa, avaliar os efeitos do dÃficit hÃdrico em diferentes estÃdios fenolÃgicos das cultivares de feijÃo-caupi, Sempre Verde e SetentÃo, com o intuito de obter informaÃÃes sobre a viabilidade tÃcnica do uso da irrigaÃÃo deficitÃria na cultura. O experimento foi conduzido na Ãrea experimental da EstaÃÃo AgrometeorolÃgica do Departamento de Engenharia AgrÃcola. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso, com oito tratamentos e quatro repetiÃÃes, definidos em funÃÃo da Ãpoca de induÃÃo do dÃficit hÃdrico (em um, dois ou trÃs estÃdios fenolÃgicos), correspondente à aplicaÃÃo da metade da lÃmina de irrigaÃÃo do tratamento sem dÃficit hÃdrico. Foram avaliadas ao tÃrmino de cada estÃdio fenolÃgico as variÃveis: taxas de fotossÃntese, transpiraÃÃo e condutÃncia estomÃtica. Ao tÃrmino do ciclo foram analisadas a matÃria seca da parte aÃrea e a participaÃÃo de cada uma delas em relaÃÃo à produÃÃo de fitomassa seca total e o Ãndice de colheita. Avaliaram-se os componentes de produÃÃo (massa de cem grÃos, nÃmero de vagens por planta, comprimento das vagens, nÃmero de grÃos por vagem e produtividade). Estimaram-se ainda, os Ãndices de eficiÃncia de uso da Ãgua para a produÃÃo de matÃria seca total da parte aÃrea e para a produtividade de grÃos. As variÃveis foram submetidas à anÃlise estatÃstica realizando-se anÃlise de variÃncia (Teste F) e Teste de Tukey para comparaÃÃo de mÃdias. Os resultados mostraram que a cultivar SetentÃo foi superior estatisticamente em todas as variÃveis de trocas gasosas. A fotossÃntese e a transpiraÃÃo foram influenciadas pela interaÃÃo entre os tratamentos x cultivares x Ãpocas, com exceÃÃo da condutÃncia estomÃtica. A Ãpoca de floraÃÃo apresentou os maiores valores de transpiraÃÃo, e a condutÃncia estomÃtica atingiu os maiores valores na Ãpoca vegetativa. Os dÃficits de irrigaÃÃo e as cultivares interagiram e afetaram a produÃÃo e partiÃÃo da matÃria seca da parte aÃrea, Ãndice de colheita, componentes de produÃÃo e produtividade, porÃm nÃo influenciou o nÃmero de vagens por planta. O dÃficit hÃdrico, no estÃdio de formaÃÃo da produÃÃo (T2), nÃo influenciou a produÃÃo de matÃria seca total da parte aÃrea. O manejo da irrigaÃÃo com dÃficit na cultura do feijÃo-caupi pode resultar em maior eficiÃncia de uso da Ãgua por parte da cultura. / Agricultural crops require large volumes of water in the production process and it is important to identify the appropriate stages of development with higher water sensitivity in order to define a strategy for irrigation management. Thus, the aim of this research was to evaluate the effects of water stress at different growth stages of two cowpea cultivars, Sempre Verde and SetentÃo, in order to obtain information on the technical feasibility of using deficit irrigation for this crop. The experiment was conducted at the experimental site of the Agrometeorological Station of the Department of Agricultural Engineering. The experimental design was a randomized block with eight treatments and four replicates, according to the time of drought induction (in one, two or three phenological stages), and corresponding to the application of half the sheet of water of the treatment without water deficit. Rates of photosynthesis, transpiration and stomatal conductance were assessed at the end of each phenological stage. At the end of the growth cycle, shoot dry matter and its participation in total dry matter and harvest index were analyzed. The components of production (weight of one hundred grains, number of pods per plant, pod length, number of grains per pod and productivity) were evaluated. In addition, the water use efficiency for total shoot dry matter production and for grain yield was estimated. The variables were analyzed statistically by performing analysis of variance (F test) and Tukey's test for comparison of means. The results showed that the cultivar SetentÃo was statistically higher in all gas exchange variables. Photosynthesis and transpiration were influenced by the interaction between cultivars x treatments x times, but not stomatal conductance. Transpiration was highest during flowering while stomatal conductance was highest during vegetative growth. There was interaction between irrigation deficits and cultivars, which affected shoot dry matter production and partitioning, harvest index, yield components and yield, but not the number of pods per plant. Water shortages in the stage of yield formation (T2) did not influence total shoot dry matter. Irrigation management with deficits in cowpea can result in greater efficiency of water use by the crop.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A regiÃo Nordeste se caracteriza por apresentar uma agricultura em sua grande maioria de base familiar. Dentre as culturas produzidas o feijÃo caupi se destaca sendo uma das mais importantes. Um dos principais entraves da agricultura familiar à o gasto com aquisiÃÃo de adubos. O desenvolvimento de prÃticas que visem substituir esse modelo à bem aceito principalmente quando apresenta reduÃÃo nos custos de produÃÃo. Uma das tÃcnicas que vem sendo estudadas à a utilizaÃÃo de resÃduos industriais e agroindustriais. O trabalho com o objetivo de avaliar o desenvolvimento do feijÃo-caupi a partir da utilizaÃÃo de resÃduos da indÃstria de cafà em comparaÃÃo com adubaÃÃo potÃssica convencional foi desenvolvido em Casa de VegetaÃÃo da Universidade Federal do Cearà Campus do Pici. A unidade experimental foi representada por um vaso plÃstico contendo 22 kg de solo. Como substrato foi utilizado solo coletado na camada de 0-20 cm do perfil na Ãrea DidÃtica do Departamento de Fitotecnia as formas de adubaÃÃo foram o resÃduo oriundo do processo de torrefaÃÃo do cafà e o cloreto de potÃssio convencional. ApÃs a conclusÃo do primeiro experimento foi realizado um segundo cultivo com o objetivo de avaliar o efeito residual da adubaÃÃo. As caracterÃsticas avaliadas foram comprimento da haste principal diÃmetro do caule ao nÃvel do solo nÃmero de folhas Ãrea foliar aos 17 e 60 dias apÃs semeadura Ãndice de Ãrea foliar evapotranspiraÃÃo Ãndice de colheita eficiÃncia no uso da Ãgua nÃmero de vagens por planta comprimento da vagem nÃmero de sementes por vagem massa das vagens massa das sementes e teores de N P K no tecido foliar. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso em esquema fatorial duplo 2x6 sendo duas fontes de potÃssio (cloreto de potÃssio e resÃduo do cafÃ) e seis nÃveis de adubaÃÃo (0 50 100 150 200 250 kg/ha-1). Como resultados foram observados que o potÃssio no feijÃo caupi apresenta respostas satisfatÃrias mesmo em baixas concentraÃÃes desse nutriente em ambos os cultivos o teor de K na folha foi maior quando utilizado o resÃduo. As elevadas temperaturas influenciaram na produÃÃo em ambos os cultivos provocando abortamento floral assim como tambÃm a infestaÃÃo da cochonilha no segundo cultivo limitou a produÃÃo do caupi. O resÃduo do cafà pode ser utilizado como fonte de potÃssio para a cultura do feijÃo caupi / The northeast region is characterized by presenting an agriculture mostly family based. Among the crops produced the cowpea stands out being the most important. One of the major obstacles family agriculture is spent on with purchase of fertilizers. The development practices aimed replace this model is well accepted principally when shows a reduction in the production costs. One of the techniques that has been studied is the utilization of industrial and agro-industrial residue. The work aimed of evaluate the development of the cowpea from the use of industrial residue coffee, compared with conventional potassium fertilization was developed in a greenhouse of University Federal of Cearà Campus do Pici. The experimental unit was represented by a plastic pot containing 22 kg. As substrate was used soil collected in the 0-20 cm layer profile in the experimental area Department of Fitotecnia, the forms fertilization were the residue originating from the process of roasting coffee and the conventional potassium chloride. After the conclusion the first experiment was realized one second cultivation with the objective to evaluate the residual effect of fertilization. The Characteristics evaluated were length of the main stem stem diameter at the ground level number of leaves leaf area at 17 and 60 days after seeding leaf area index evapotranspiration harvest index water use efficiency number of pods per plant pod length number of seeds per pod mass of the pods seed mass evapotranspiration and levels of N P K in leaf tissue. The experimental design was randomized blocks in double factorial scheme 2x6 with two sources of potassium (potassium chloride and coffee residue) and six levels of fertilization (0 50 100 150 200 250 kg/ha-1). As results were observed that potassium in cowpea presents satisfactory answers even at low concentrations of this nutrient in both crops the K content was higher in the leaf residue when used. The high temperatures influenced the production of in both crops causing floral abortion as well as also infestation of cochineal in the second crop limited production of cowpea. Taking in consideration the cost benefit the coffee residue can be used as source of potassium for the crop of cowpea

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As proteÃnas desacopladoras de planta (pUCP) estÃo localizadas na membrana mitocondrial interna e facilitam o transporte de prÃtons do espaÃo intermembranar para a matriz mitocondrial, desviando a passagem de H+ atravÃs da F1-ATPase, afetando assim a eficiÃncia da fosforilaÃÃo oxidativa, isto Ã, diminuindo a sÃntese de ATP acoplada ao funcionamento da cadeia transportadora de elÃtrons. Portanto, essas proteÃnas sÃo responsÃveis pela dissipaÃÃo do gradiente eletroquÃmico de H+, gerado pela respiraÃÃo, liberando calor para o ambiente. Tais proteÃnas pertencem a FamÃlia de Carreadores de Ãnions Mitocondriais (FCAM) e sÃo codificadas por famÃlias multigÃnicas. Sua funÃÃo ainda nÃo està completamente elucidada, mas a literatura sugere participaÃÃo na adaptaÃÃo a situaÃÃes de estresses biÃticos e abiÃticos e na proteÃÃo da cÃlula evitando a produÃÃo de espÃcies reativas do oxigÃnio (EROs). Sua participaÃÃo na termogÃnese adaptativa à questionÃvel. O objetivo do presente trabalho foi caracterizar a famÃlia multigÃnica da pUCP em Vigna unguiculata (L.) Walp bem como sua regulaÃÃo atravÃs da expressÃo gÃnica em resposta a diferentes estresses abiÃticos. Sementes de Vigna unguiculata foram germinadas em papel umedecido com Ãgua, no escuro e apÃs 3 dias as plÃntulas foram transferidas para soluÃÃo de Hoagland durante 3 dias antes da aplicaÃÃo dos estresses. As raizes e as folhas foram coletadas com 0, 6, 12 e 24 horas, apÃs respectivas adiÃÃes de NaCl 100 mM, PEG 200,67 g/L, H2O2 10 mM e Ãcido salicÃlico 5 mM, para caracterizar a famÃlia multigÃnica e o perfil de expressÃo dos genes da pUCP por RT- PCR semiquantitativa e por PCR em tempo real (qPCR). Primers especÃficos foram desenhados com base nas sequÃncias de cDNAs/genes de pUCPs identificadas em Vigna unguiculata usando a ferramenta PerlPrimer. A amplificaÃÃo do cDNA da actina foi usada para a normalizaÃÃo dos dados de RT-PCR semi-quantitativa e trÃs genes constitutivos foram usados na normalizaÃÃo dos dados da qPCR: 2 genes para actina (actinas 4 e 5) e 1 gene para o fator de alogamento 1-α (EF1α). AnÃlise in silico revelou que a pUCP na ordem Fabales à codificada por pelo menos seis genes com duplicaÃÃo do gene pUCP do tipo 1 (1a e 1b) e deleÃÃo do gene pUCP6. A famÃlia multigÃnica da pUCP, constituÃda de 6 genes, entÃo foi identificada em Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 e VuUCP5 ). O alinhamento de sequÃncias nucleotÃdicas e de aminoÃcidos das xiii. espÃcies da ordem Fabales incluindo as de Vigna unguiculata, revelou 3 sequÃncias conservadas denominadas Sinal ProtÃico de TransferÃncia de Energia (SPTE), alÃm de 4 domÃnios especÃficos que caracterizam existÃncia de pUCPs verdadeiras em Vigna unguiculata. O gene VuUCP1a foi expresso constitutivamente em folhas e raÃzes, contrastando com VuUCP1b, cuja expressÃo foi modulada em funÃÃo dos estresses e de tecidos. Em raÃzes a expressÃo do VuUCP1b aumentou em resposta a todos os tratamentos (PEG, NaCl, H2O2 e Ãcido salicÃlico) enquanto que em folhas a expressÃo nÃo aumentou em reposta ao NaCl. VuUCP2 teve a expressÃo inibida em resposta ao PEG em folhas. VuUCP4 apresentou expressÃo constitutiva em resposta aos estresses em ambos os tecidos, enquanto que VuUCP3 e VuUCP5 apresentaram induÃÃo de expressÃo por vÃrios estresses dependente do tecido. A identificaÃÃo da famÃlia multigÃnica das pUCPs em Vigna unguiculata e seu perfil de expressÃo gÃnica diferencial, em funÃÃo do estresse aplicado e do tecido estudado, pÃe em evidÃncia um possÃvel papel dessa proteÃna nos mecanismos de ajustamento das plantas aos estresses ambientais. / The plant uncoupling proteins (pUCP) are located in the inner mitochondrial membrane and facilitate the proton translocation across the intermembrane space into the mitochondrial matrix, deflecting the passage of H + by F1-ATPase activity, thus affecting the efficiency of oxidative phosphorylation, i.e decreasing the synthesis of ATP coupled to the operation of the electron transport chain. Therefore, these proteins are responsible for dissipating the electrochemical gradient of H+, generated by respiration, releasing heat to the environment. These proteins belong to family of carriers Mitochondrial Anion (FCAM) and are encoded by multigene families. Their function is not yet fully elucidated, but the literature suggests involvement in adapting to biotic and abiotic stresses and cell protection by avoiding the production of reactive oxygen species (ROS). Their participation in adaptive thermogenesis is unclear. The aim of this work was to characterize the multigene family of pUCP in Vigna unguiculata (L.) Walp and your regulation through gene expression in response to different abiotic stresses. Vigna unguiculata seeds were germinated on paper imbibed water in the dark. Three days after germination the seedlings were transferred to Hoagland solution for 3 days before application of stress. Roots and leaves were collected at 0, 6, 12 and 24 hours after addition of the respective 100 mM NaCl, 200.67 g / L PEG, 10 mM H2O2 and 5 mM salicylic acid to characterize the profile of multigene family expression of genes for pUCP by semiquantitative RT-PCR and real-time PCR (qPCR). Specific primers were designed based on the sequences of cDNA / gene identified in pUCPs Vigna unguiculata using the PerlPrimer tool. Amplification of cDNA of actin was used to normalize the data for RT-PCR semi-quantitative and three constitutive genes were used to normalize the data of qPCR: 2 to actin gene (actin 4 and 5) and a gene for factor alogament 1-α (EF1α). In silico analysis revealed that in Fabales order pUCP is encoded by at least six pUCPs genes presenting a duplication of the gene type 1 (1a, 1b) and a pUCP6 gene deletion. The multigene family of pUCP, consisting of six genes was then identified in Vigna unguiculata (VuUCP1a, VuUCP1b, VuUCP2, VuUCP3, VuUCP4 and VuUCP5). The alignment of amino acid and nucleotide sequences of the species of Fabales order including Vigna unguiculata, revealed three xv. conserved sequences called signal Energy Transfer Protein (SPTE), and four domains (or regions or sites) existence of specific true pUCPs in Vigna unguiculata. VuUCP1a gene was constitutively expressed in leaves and roots, contrasting with VuUCP1b, whose expression was modulated in a stress and tissue-dependent manner. The VuUCP1b expression increased in response to all treatments (PEG, NaCl, H2O2 and salicylic acid) in roots, whereas the expression in leaves did not increase in response to NaCl. VuUCP2 expression was inhibited in response to PEG in leaves. VuUCP4 showed constitutive expression in response to stresses in both tissues, while VuUCP3 and VuUCP5 showed induction of expression by various stresses depending on the tissue type. The identification of the multigene family of pUCPs in Vigna unguiculata and its gene expression profile in different tissues and stress conditions highlights a possible role of this protein in the adjustment of plants to environmental stresses.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-12T13:09:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_MitalleMatos_PPGG.pdf: 3448234 bytes, checksum: fe598459348fe967a8f1c2e5067f7d99 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-12T13:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertacao_MitalleMatos_PPGG.pdf: 3448234 bytes, checksum: fe598459348fe967a8f1c2e5067f7d99 (MD5) Previous issue date: 2015-03-02 / CNPq / Danos causados por doenças virais estão entre os principais fatores limítrofes da produtividade do feijão-caupi. Em condições de estresse os fatores de transcrição (TFs) participam ativamente das etapas iniciais do processo de detecção e sinalização, regulando a expressão de vários grupos gênicos. Neste sentido, objetivou-se caracterizar TFs da família MYB e avaliar sua expressão diferencial frente à infecção viral, bem como determinar genes de referência (RGs) para normalização dos dados em RT-qPCR sob diferentes condições de estresse e controles. Por meio de análises in silico no banco NordEST, identificamos no transcriptoma do feijão-caupi um total de 86 candidatos a TF MYB, classificados em três subfamílias. A análise dos componentes estruturais do domínio R2R3-MYB permitiu observar a conservação dos aminoácidos característicos desta classe protéica em feijão-caupi. Por sua vez, o padrão de distribuição em pseudocromossomos de Phaseolus vulgaris indicou que genes MYB sofreram duplicações em tandem e intercromossomais, contribuindo para sua expansão no feijão-caupi. A análise filogenética formou 18 subclados, apoiados pela estrutura dos motivos funcionais da região C-terminal das proteínas. Das tags SuperSAGE diferencialmente expressas sob infecção viral, três foram reguladas positivamente, indicando a participação de candidatos MYB na resposta ao estresse viral. Dos sete RGs avaliados em três conjuntos experimentais, β-tubulina, Skip16 e Act2/7 + Skip16 foram as melhores combinações para seca, salinidade e vírus, respectivamente, podendo ser recomendados como normalizadores para estudos de expressão diferencial em feijão-caupi. Neste estudo identificamos a maior família de TFs em plantas observando sua participação ativa na resposta de defesa contra estresses em feijão-caupi. / Damages caused by viral diseases are among the main factors affecting the cowpea productivity. Under stress conditions, transcription factors (TFs) actively participate in the initial stages of the detection and signaling process by regulating the expression of various gene groups. In this sense, the objective of the present work was to characterize members of the MYB TF-family and evaluate their differential expression under viral infection, also determining reference genes (RGs) for data normalization in RT-qPCR under different stress and control conditions. Using in silico approaches to analyze the NordEST databank, a total of 86 MYB TF-candidates could be identified, being classified into three subfamilies. An analysis of the structural components of the R2R3-MYB domain allowed the identification of conserved amino acid residues of this protein class in cowpea. In turn, the MYB distribution pattern in the pseudochromosomes of Phaseolus vulgaris indicated that MYB members suffered in tandem and interchromosomal duplications, contributing to their expansion in cowpea. Phylogenetic analysis formed 18 subclades, supported by structural features of motifs in the C-terminal region of the protein. Of differentially expressed SuperSAGE tags under viral infection, three were upregulated, indicating the involvement of MYB candidates in response to viral stress. Considering the seven tested RGs under three experimental conditions, β-tubulin, Skip16 and Act2/7 + Skip16 were the best combinations for drought, salinity and viruses, respectively, recommended as normalizer genes in studies of differential expression in cowpea. In the present work we identified members of the largest family of TFs in plants observing their active participation in defense against stress response in cowpea.