Biocatálise em meios não convencionais

Realizou-se um estudo comparativo da actividade da enzima cutinase de Fusarium solani pisi imobilizada nos zéolitos NaA e NaY, em n-hexano, acetonitrilo, etano supercrítico (etano-sc) e dióxido de carbono supercrítico (CO2-sc), a duas actividades da água diferentes (aW) fixadas com pares de sais hidratados in situ, e em condições ácido-base fixadas com tampões sólidos possuindo valores de pKa em meio aquoso entre 4,3 e 10. A reacção estudada foi a transesterificação do butirato de vinilo pelo (R,S)-2-fenil-1- propanol.

Characterization of sol-gel matrices with entrapped cutinase

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica

Avaliação clínica e micológica de onicomicose em pacientes brasileiros com HIV/AIDS

INTRODUÇÃO: Onicomicoses são comuns em pacientes imunocomprometidos embora espécies emergentes tenham sido verificadas, modificado o perfil epidemiológico desta micose. Assim, o objetivo desta pesquisa é avaliar o perfil clínico e micológico da onicomicose em pacientes com infecção pelo HIV/AIDS. MÉTODOS: Amostras clínicas foram coletadas, processados para exame direto e a cultura mantida a temperatura de 30°C e 37ºC durante 15 dias. RESULTADOS: Dos 100 pacientes, 32 apresentavam onicomicose. Os agentes isolados foram Candida albicans, C. parapsilosis, C. tropicalis, C. guilliermondii, Trichophyton rubrum, T. mentagrophytes, Fusarium solani, Scytalidium hialinum, S. japonicum, Aspergillus niger, Cylindrocarpon destructans e Phialophora reptans. CONCLUSÕES: Onicomicoses em HIV/AIDS apresentam variadas manifestações clínicas e podem ser causadas por fungos emergentes. As peculiaridades apresentadas pelos diferentes agentes de origem fúngica justificam a necessidade de identificação ao nível da espécie, com a finalidade de orientar uma melhor abordagem terapêutica e minimizar a exposição desses pacientes a condições de risco de uma infecção disseminada.

Ultraviolet induction of antifungal activity in plants.

Ultraviolet-C irradiation as a method to induce the production of plant compounds with antifungal properties was investigated in the leaves of 18 plant species. A susceptibility assay to determine the antifungal susceptibility of filamentous fungi was developed based on an agar dilution series in microtiter plates. UV irradiation strongly induced antifungal properties in five species against a clinical Fusarium solani strain that was responsible for an onychomycosis case that was resistant to classic pharmacological treatment. The antifungal properties of three additional plant species were either unaffected or reduced by UV-C irradiation. This study demonstrates that UV-C irradiation is an effective means of modulating the antifungal activity of very diverse plants from a screening perspective.

Degradation of pathogen quorum-sensing molecules by soil bacteria: a preventive and curative biological control mechanism.

Abstract The plasmid pME6863, carrying the aiiA gene from the soil bacterium Bacillus sp. A24 that encodes a lactonase enzyme able to degrade N-acyl-homoserine lactones (AHLs), was introduced into the rhizosphere isolate Pseudomonas fluorescens P3. This strain is not an effective biological control agent against plant pathogens. The transformant P. fluorescens P3/pME6863 acquired the ability to degrade AHLs. In planta, P. fluorescens P3/pME6863 significantly reduced potato soft rot caused by Erwinia carotovora and crown gall of tomato caused by Agrobacterium tumefaciens to a similar level as Bacillus sp. A24. Little or no disease reduction was observed for the wild-type strain P3 carrying the vector plasmid without aiiA. Suppression of potato soft rot was observed even when the AHL-degrading P. fluorescens P3/pME6863 was applied to tubers 2 days after the pathogen, indicating that biocontrol was not only preventive but also curative. When antagonists were applied individually with the bacterial plant pathogens, biocontrol activity of the AHL degraders was greater than that observed with several Pseudomonas 2,4-diacetylphloroglucinol-producing strains and with Pseudomonas chlororaphis PCL1391, which relies on production of phenazine antibiotic for disease suppression. Phenazine production by this well characterized biological control strain P. chlororaphis PCL1391 is regulated by AHL-mediated quorum sensing. When P. chlororaphis PCL1391 was co-inoculated with P. fluorescens P3/pME6863 in a strain mixture, the AHL degrader interfered with the normally excellent ability of the antibiotic producer to suppress tomato vascular wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Our results demonstrate AHL degradation as a novel biocontrol mechanism, but also demonstrate the potential for non-target interactions that can interfere with the biocontrol efficacy of other strains.

Efeito da solarização sobre propriedades físicas, químicas e biológicas de solos

A solarização é um método de desinfestação que consiste na cobertura do solo com um filme de polietileno transparente, durante o período de intensa radiação solar, e atua por meio do aumento da temperatura do solo. Quatro ensaios foram realizados no estado de São Paulo, nos municípios de Mogi das Cruzes, Jarinu, Piracicaba e Itatiba, nos anos de 2000 e 2001, com o objetivo de avaliar os efeitos da solarização nas propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos. A solarização reduziu significativamente a resistência à penetração dos solos nos ensaios de Jarinu, Piracicaba e Itatiba. Em Jarinu, oito meses após a retirada do plástico, as diferenças entre os tratamentos permaneceram. Por outro lado, em Mogi das Cruzes, onde o ensaio foi instalado em solo turfoso, a solarização causou aumento na resistência na camada de 2,5 a 5 cm de profundidade. Nos ensaios de Piracicaba e Jarinu, foram feitas avaliações de macro, microporosidade, porosidade total e densidade, não tendo os tratamentos diferido entre si, porém houve uma tendência de redução na densidade dos solos solarizados. A atividade microbiana, avaliada pela hidrólise de diacetato de fluoresceína, foi reduzida pela solarização. A supressividade a Fusarium oxysporum f. sp. phaseoli foi avaliada in vitro, pela colonização de amostras de solo usando um isolado marcado com resistência a benomyl, no ensaio de Mogi das Cruzes. A solarização reduziu a recuperação do patógeno, evidenciando um aumento da supressividade. Nos solos solarizados, houve aumento significativo dos teores de N-NH4+ em todos os experimentos, Mn em três, N-NO3-, Mg2+ e saturação por bases em dois e K+ em um experimento. Ocorreu redução dos teores de Cu, Fe e H + Al em dois experimentos e Zn em um ensaio. Segundo os resultados, a solarização promoveu alterações nas propriedades físicas, químicas e biológicas dos solos, melhorando a estrutura, liberando nutrientes e aumentando a supressividade.

Potential role of pathogen signaling in multitrophic plant-microbe interactions involved in disease protection.

Multitrophic interactions mediate the ability of fungal pathogens to cause plant disease and the ability of bacterial antagonists to suppress disease. Antibiotic production by antagonists, which contributes to disease suppression, is known to be modulated by abiotic and host plant environmental conditions. Here, we demonstrate that a pathogen metabolite functions as a negative signal for bacterial antibiotic biosynthesis, which can determine the relative importance of biological control mechanisms available to antagonists and which may also influence fungus-bacterium ecological interactions. We found that production of the polyketide antibiotic 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG) was the primary biocontrol mechanism of Pseudomonas fluorescens strain Q2-87 against Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici on the tomato as determined with mutational analysis. In contrast, DAPG was not important for the less-disease-suppressive strain CHA0. This was explained by differential sensitivity of the bacteria to fusaric acid, a pathogen phyto- and mycotoxin that specifically blocked DAPG biosynthesis in strain CHA0 but not in strain Q2-87. In CHA0, hydrogen cyanide, a biocide not repressed by fusaric acid, played a more important role in disease suppression.

Seleção de bactérias promotoras de crescimento no abacaxizeiro cultivar Vitória durante a aclimatização

A propagação in vitro do abacaxizeiro (Ananas comosus L. Merril) resulta na produção de uma grande quantidade de mudas sadias e homogêneas. Apesar dessas vantagens, a necessidade de um longo período de aclimatização onera essa prática agrícola. A aceleração do crescimento das plantas pela inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas e epifíticas pode ser útil para diminuir esse período. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de 20 estirpes de bactérias diazotróficas em sintetizar indol, solubilizar fosfato de Ca e óxido de Zn e atuar antagonicamente ao fungo fitopatogênico Fusarium subglutinans f. sp. ananas, bem como, posteriormente, avaliar o desempenho do abacaxizeiro 'Vitória' propagado por cultura de tecidos em resposta à inoculação bacteriana durante o período de aclimatização em casa de vegetação. Foram medidas as características de crescimento da parte aérea e do sistema radicular e o conteúdo de nutrientes de folhas do abacaxizeiro. Os resultados mostraram diferenças na capacidade das bactérias de sintetizar indol, solubilizar fosfato de Ca e óxido de Zn e atuar antagonicamente ao Fusarium. Foram também constatadas diferenças na capacidade das bactérias em promover o crescimento da parte aérea e do sistema radicular e o acúmulo de N, P, K, Ca e Mg em folhas do abacaxizeiro. A inoculação das bactérias diazotróficas selecionadas pode promover o crescimento das mudas durante o período de aclimatização, melhorando a adaptação do abacaxizeiro ao ambiente ex vitro

Influence of plant species on disease suppression by Pseudomonas fluorescens strain CHA0 with enhanced antibiotic production

Introduction of the recombinant cosmid pME3090 into Pseudomonas fluorescens strain CHAO, a good biocontrol agent of various diseases caused by soilborne pathogens, increased three- to five-fold the production of the antibiotic metabolites pyoluteorin (Pit) and 2,4-diacetylphlorogIucinol (Phi) in vitro. Strain CHAO/pME3090 also overproduced Pit and Phi in the rhizosphere of wheat infected or not infected with Pythium ultimum. The biocontrol activity of the wild-type and recombinant Straitis was compared using various plant pathogen-host combinations in a gnotobiotic system. Antibiotic overproduction affected neither the protection of wheat against P. ultimum and Gaeumannomyces graminis var. tritici nor the growth of wheat plants. In contrast, strain CHA0/pME3090 showed an increased capacity to protect cucumber against Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum and Phomopsis sclerotioides, compared with the wild-type strain CHAO, The antibiotic overproducing strain protected tobacco roots significantly better against Thielaviopsis basicola than the wild-type strain but drastically reduced the growth of tobacco plants and was also toxic to the growth of sweet com. On King's B agar and on malt agar, the recombinant strain CHA0/pME3090 inhibited all pathogens more than did the parental strain CHAO. Synthetic Pit and Phi were toxic to all fungi tested. Tobacco and sweet com were more sensitive to synthetic Pit and Phi than were cucumber and wheat. There was no correlation between the sensitivity of the pathogens to the synthetic antibiotics and the degree of disease suppression by strain CHAO pME3090. However, there was a correlation between the sensitivity of the plants and the toxicity of the recombinant strain. We conclude that the plant species rather than the pathogen determines whether cosmid pME3090 in P. fluorescens strain CHAO leads to improved disease suppression.

Fungos endofíticos isolados de ápices caulinares de pupunheira cultivada in vivo e in vitro

A perda de plantas micropropagadas ocorre, principalmente, pela presença de microrganismos, responsáveis pela morte das plantas no início da cultura ou em seu estabelecimento no campo. O trabalho teve como objetivo a identificação, por taxonomia clássica, e por meio de técnicas moleculares, de fungos presentes nos ápices caulinares de pupunheiras sadias, cultivadas no campo, e a comparação com os fungos isolados, em plantas micropropagadas há dois anos. Os isolados da microbiota fúngica endofítica, das plantas cultivadas in vitro, foram: Fusarium oxysporum, Neotyphodium sp. e Epicoccum nigrum; e das plantas in vivo, foram: Fusarium sp., F. proliferatum, F. oxysporum, Colletotrichum sp., Alternaria gaisen, Neotyphodium sp. e Epicoccum nigrum. As sete espécies de fungos foram reintroduzidas in vitro na planta hospedeira, demonstrando diferentes comportamentos. Neotyphodium sp. e E. nigrum estabeleceram uma interação endofítica com a planta, e as demais comportaram-se como patógenos, diminuindo o desenvolvimento das plântulas em relação às plantas sem inoculação. As espécies endofíticas apresentam potencial para o uso no controle biológico de patógenos de pupunha.

Redução do mal-do-panamá em bananeira-maçã por inoculação de fungo micorrízico arbuscular

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da densidade de inóculo de fungo micorrízico arbuscular (FMA) na incidência e severidade do Fusarium oxysporum f. sp. cubense (FOC) na bananeira, variedade 'Maçã', em fase inicial de desenvolvimento vegetativo. O trabalho foi realizado em três etapas, em condições de casa de vegetação, na Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, Cruz das Almas, BA. Foi realizado um teste de ajuste para determinação das densidades de inóculo do FMA a serem utilizadas. Em seguida, o FMA, Gigaspora margarita, foi inoculado nas mudas de banana e, depois de 60 dias foi inoculado o FOC. G. margarita apresentou eficiência simbiótica no crescimento das mudas de bananeira, variedade Maçã, dependendo da densidade de inóculo. A inoculação prévia com o FMA promoveu redução no índice de infecção causado pelo FOC. A pré-colonização das plantas de bananeira pelo FMA resultou em efeito de bioproteção, modulado pela taxa de colonização micorrízica e pela concentração de inóculo do FOC no solo.

Estratégias para eficiência da seleção de feijoeiro quanto à resistência à murcha-de-fusário

O objetivo deste trabalho foi melhorar a eficiência de seleção de linhagens de feijoeiro, para a resistência ao Fusarium oxysporum f.sp. phaseoli. Foram comparados sete métodos de inoculação do patógeno, em quatro linhagens de feijoeiro, em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 4x7, com cinco repetições. A reação das linhagens foi avaliada aos 21 dias após a inoculação. Para identificar a melhor época de avaliação da severidade do patógeno, 18 linhagens de feijoeiro foram submetidas à inoculação do patógeno, pela imersão de raízes na suspensão de esporos, com corte do sistema radicular, em delineamento inteiramente ao acaso, com 15 repetições. O progresso da doença foi acompanhado aos 7, 14, 21 e 28 dias após a inoculação. Com dados de experimento de 20 linhagens de feijoeiro com 15 repetições, foi simulado o efeito do número de repetições, que variou de 5 a 15. Os métodos que melhor discriminaram as linhagens foram os de imersão de raízes na suspensão de conídios - com ou sem o corte do sistema radicular. As avaliações da reação à doença devem ser realizadas com pelo menos 21 dias após a inoculação. Cinco repetições são suficientes para classificar as linhagens de feijoeiro, quanto à resistência à murcha-de-fusário.

GacS sensor domains pertinent to the regulation of exoproduct formation and to the biocontrol potential of Pseudomonas fluorescens CHA0.

In the root-colonizing biocontrol strain CHA0 of Pseudomonas fluorescens, cell density-dependent synthesis of extracellular, plant-beneficial secondary metabolites and enzymes is positively regulated by the GacS/GacA two-component system. Mutational analysis of the GacS sensor kinase using improved single-copy vectors showed that inactivation of each of the three conserved phosphate acceptor sites caused an exoproduct null phenotype (GacS-), whereas deletion of the periplasmic loop domain had no significant effect on the expression of exoproduct genes. Strain CHA0 is known to synthesize a solvent-extractable extracellular signal that advances and enhances the expression of exoproduct genes during the transition from exponential to stationary growth phase when maximal exoproduct formation occurs. Mutational inactivation of either GacS or its cognate response regulator GacA abolished the strain's response to added signal. Deletion of the linker domain of the GacS sensor kinase caused signal-independent, strongly elevated expression of exoproduct genes at low cell densities. In contrast to the wild-type strain CHA0, the gacS linker mutant and a gacS null mutant were unable to protect tomato plants from crown and root rot caused by Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici in a soil-less microcosm, indicating that, at least in this plant-pathogen system, there is no advantage in using a signal-independent biocontrol strain.

Micorrização e indução de quitinases e β-1,3-glucanases e resistência à fusariose em porta-enxerto de videira

O objetivo deste trabalho foi avaliar os níveis de expressão de β-1,3-glucanases e quitinases nos porta-enxertos de videira SO4 e R110, respectivamente suscetível e resistente a Fusarium oxysporum f. sp. herbemontis, bem como avaliar o efeito do fungo micorrízico arbuscular Glomus intraradices no crescimento, na expressão dessas enzimas e na supressão do patógeno no porta-enxerto suscetível. Foram quantificadas as atividades enzimáticas de β-1,3-glucanases e quitinases nas raízes dos porta-enxertos. Mudas do porta-enxerto SO4 receberam inóculos de G. intraradices e F. oxysporum, e foram avaliadas quanto ao crescimento, atividade das duas enzimas e sintomas de doença. As atividades das enzimas nas raízes do porta-enxerto resistente aumentaram entre 0 e 5 dias após a inoculação do patógeno. A atividade de quitinases nas raízes do porta-enxerto suscetível aumentou com a inoculação do fungo micorrízico e do patógeno. A atividade de β-1,3-glucanases foi maior somente com a presença do fungo micorrízico e do patógeno. Videiras com inoculação de G. intraradices apresentaram diminuição nos sintomas de infecção por Fusarium spp., o que indica que o fungo micorrízico promove a indução de quitinases e β-1,3-glucanases especificamente na supressão ou inibição do patógeno.

Adaptabilidade, estabilidade e resistência a patógenos em genótipos de feijoeiro

Resumo:O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência de genótipos de feijoeiro aos principais patógenos da cultura, bem como a adaptabilidade e a estabilidade de produção de grãos desses genótipos. Avaliaram-se 26 genótipos de feijoeiro quanto à resistência a Colletotrichum lindemuthianum, Fusarium oxysporum f. sp. phaseolie Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, por meio de inoculação, em laboratório, e em 19 ensaios de valor de cultivo e uso (VCU), em diferentes locais do Estado de São Paulo, nas safras das "águas", "seca" e "inverno", durante os anos agrícolas 2011, 2012 e 2013. Dezoito genótipos foram considerados resistentes: sete deles a C. lindemuthianum, sete a F. oxysporumf. sp. phaseolie quatro a X. axonopodispv. phaseoli. A reação de resistência aos patógenos está associada à estabilidade dos genótipos. Por meio das análises GGE biplot, foi possível identificar genótipos com adaptabilidade e estabilidade superiores às das testemunhas, nos dois grupos de tegumento avaliados, em todas as épocas de semeadura.