Pré-tratamentos com luz em sementes de tomateiro para indução de tolerância ao déficit hídrico

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Selenium and sulfur: mitigation in plant stresses

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Selenium and sulfur: mitigation in plant stresses

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Taxtomina A e Piriformospora indica no controle de Phytophthora nicotianae em citros e Phytophthora plurivora em faia (Fagus sylvatica)

Espécies de Phytophthora tem se destacado ao longo da história devido ao seu potencial destrutivo, se iniciando com a devastadora P. infestans na Irlanda e se estende até os dias de hoje com P. nicotianae em citros e P. plurivora em faia. Uma característica importante deste grupo de patógenos é que as medidas de controle da doença se baseiam na prevenção da entrada do patógeno na área visto que, uma vez instalado, o produtor precisa conviver com o mesmo, pois não se dispõem de métodos efetivos de controle. Neste sentido, a busca por métodos de controle torna-se primordial. O endofítico radicular Piriformospora indica, tem-se destacado em vários patossistemas devido a sua habilidade de induzir resistência contra patógenos, aumentar a tolerância à estresses abióticos e promover o crescimento de plantas. Taxtomina A, produzida por Streptomyces scabies, é capaz de ativar mecanismos de defesa de plantas, os quais são efetivos contra agentes patogênicos. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito de P. indica e da taxtomina A sobre P. nicotianae em citros e P. plurivora em faia. Ambos foram avaliados quanto ao seu efeito direto sobre os patógenos em questão. O indutor de defesa vegetal Bion® foi utilizado em alguns ensaios para fins de comparação. Plântulas de citros e faia foram tratadas com concentrações crescentes de taxtomina e parâmetros fisiológicos, bioquímicos e de controle da doença foram avaliados. Taxtomina A não apresenta efeito direto sobre os patógenos avaliados. Os dados de incidência da doença em plântulas de faia tratadas com taxtomina A nas concentrações de 10, 25, 50 e 100 μg se mostraram consistentes com a quantidade de DNA do patógeno no sistema radicular, demonstrando que, aparentemente, a toxina induziu suscetibilidade nas plântulas de faia. Em citros, para os parâmetros fisiológicos e bioquímicos avaliados, em linhas gerais, a taxtomina A nas concentrações de 50 e 100 μg demonstrou potencial de aplicação no patossistema citros - P. nicotianae. Quando avaliada a mortalidade de plantas inoculadas com o patógeno e tratadas com taxtomina, bem como, quando quantificado o DNA do oomiceto no sistema radicular, as referidas concentrações também apresentaram os melhores desempenhos. Plântulas das mesmas espécies foram submetidas a inoculação com P. indica, sendo avaliados os efeitos na promoção de crescimento, na atividade de enzimas e de genes relacionados ao processo de defesa, bem como, no controle da doença. Não foi observado efeito direto do endofítico radicular sobre os patógenos avaliados. Quando plântulas de citros foram inoculadas com P. indica e depois com P. nicotianae, não foi observada promoção de crescimento e controle da doença. As análises histológicas e moleculares demonstraram a presença do endofítico no sistema radicular de plântulas de citros e faia. Análises bioquímicas revelaram apenas aumentos pontuais no teor de proteínas e na atividade da β-1,3-glucanase e da peroxidase no tratamento com P. indica + P. nicotianae. Os genes PR-1.4, PR-1.8, PR-β-glucosidase e Hsp70 foram induzidos em plântulas inoculadas com P. indica e com o patógeno, bem como no tratamento com Bion® e patógeno, porém em menor magnitude. O endofítico P. indica ativa o sistema de defesa de plântulas de citros, no entanto, os mecanismos ativados não são efetivos para o controle da doença na interação citros - P. nicotianae.

Mapeamento associativo para múltiplos ambientes e múltiplos locos, visando tolerância à seca em milho

A seca é um dos estresses abióticos mais importantes na cultura do milho, o qual ocasiona reduções significativas na produção de grãos. A arquitetura genética da tolerância à seca é complexa, fazendo-se necessária a melhor compreensão desse caráter. Estudos envolvendo mapeamento associativo são úteis por explorarem a variação genética de caracteres quantitativos e, adicionalmente, levam em conta informações acerca de genótipos, ambientes e interações genótipo por ambiente (G × E). Ao considerar efeitos de G × E em modelos de mapeamento associativo há possibilidade de identificar regiões no genoma associadas à condições e ambientes específicos. Este trabalho teve como objetivo detectar associações relacionadas à tolerância à seca em milho por meio de um modelo de mapeamento associativo para múltiplos ambientes e múltiplos locos, o qual permitiu distinguir associações com efeitos ambiente-específico daquelas com efeitos principais e de interação associação por ambiente (QEI). O painel associativo foi composto por 190 linhagens, classificadas de acordo com os grupos heteróticos quanto ao tipo de grão. Marcadores SNPs (∼500k) foram utilizados para a genotipagem do painel associativo. Duas linhagens (L228-3 e L3) foram usadas como testadores comuns e os híbridos obtidos foram avaliados em duas localidades (Janaúba-MG e Teresina-PI), dois anos agrícolas (2010 e 2011), sob duas condições de tratamento (irrigado e não irrigado). Ao total, consideraram-se seis caracteres: peso de grãos, intervalo de florescimento, florescimento feminino e masculino, altura de planta e de espiga. Consideraram-se dois grupos de mapeamento, agrupados de acordo com os testadores utilizados. SNPs foram úteis para testar associações ao longo do genoma do milho e investigar o relacionamento genético entre indivíduos. O modelo de mapeamento associativo, com inclusão de informações sobre interação G × E, detectou o total de 179 associações, e o maior número de associações foram relacionadas aos caracteres de florescimento. A maioria das associações (168) apresentaram QEI significativo, sendo que o tamanho e a magnitude desses efeitos distinguiram-se de acordo com o ambiente em avaliação. Apenas o caráter florescimento feminino não apresentou associações com efeitos estáveis ao longo dos ambientes em estudo. A detecção de algumas associações em posições próximas do genoma evidenciam possíveis efeitos de pleiotropia. Algumas associações foram co-localizadas em regiões do genoma do milho relacionadas à tolerância à seca, sendo que algumas dessas associações estavam envolvidas a fatores pertencentes à vias metabólicas de interesse. O presente estudo forneceu informações úteis para a compreensão da base genética da tolerância à seca em milho sob os ambientes específicos em avaliação.

Expression profiling and sequence diversity of novel DREB genes from common bean (Phaseolus vulgaris L.) and their association with drought-related traits

Common bean is a major dietary component in several countries, but its productivity is negatively affected by abiotic stresses. Dissecting candidate genes involved in abiotic stress tolerance is a paramount step toward the improvement of common bean performance under such constraints. Thereby, this thesis presents a systematic analysis of the DEHYDRATION RESPONSIVE ELEMENT-BINDING (DREB) gene subfamily, which encompasses genes that regulate several processes during stress responses, but with limited information for common bean. First, a series of in silico analyses with sequences retrieved from the P. vulgaris genome on Phytozome supported the categorization of 54 putative PvDREB genes distributed within six phylogenetic subgroups (A-1 to A-6), along the 11 chromosomes. Second, we cloned four novel PvDREB genes and determined their inducibility-factors, including the dehydration-, salinity- and cold-inducible genes PvDREB1F and PvDREB5A, and the dehydration- and cold-inducible genes PvDREB2A and PvDREB6B. Afterwards, nucleotide polymorphisms were searched through Sanger sequencing along those genes, revealing a high number of single nucleotide polymorphisms within PvDREB6B by the comparison of Mesoamerican and Andean genotypes. The nomenclature of PvDREB6B is discussed in details. Furthermore, we used the BARCBean6K_3 SNP platform to identify and genotype the closest SNP to each one of the 54 PvDREB genes. We selected PvDREB6B for a broader study encompassing a collection of wild common bean accessions of Mesoamerican origin. The population structure of the wild beans was accessed using sequence polymorphisms of PvDREB6B. The genetic clusters were partially associated with variation in latitude, altitude, precipitation and temperature throughout the areas such beans are distributed. With an emphasis on drought stress, an adapted tube-screening method in greenhouse conditions enabled the phenotyping of several drought-related traits in the wild collection. Interestingly, our data revealed a correlation between root depth, plant height and biomass and the environmental data of the location of the accessions. Correlation was also observed between the population structure determined through PvDREB6B and the environmental data. An association study combining data from the SNP array and DREB polymorphisms enabled the detection of SNP associated with drought-related traits through a compressed mixed linear model (CMLM) analysis. This thesis highlighted important features of DREB genes in common bean, revealing candidates for further strategies aimed at improvement of abiotic stress tolerance, with emphasis on drought tolerance

Integração lavoura-pecuária-floresta como estratégia para aumentar a produtividade e prover serviços ambientais no noroeste do Paraná.

RESUMO: Os solos da região Noroeste do Paraná apresentam cerca de 85 a 90% de areia e níveis críticos de nutrientes, conferindo alta suscetibilidade à erosão e baixa capacidade de armazenamento de água. Além disso, a região apresenta clima quente, tornando-a bastante vulnerável a estresses abióticos. Uma das estratégias para aumentar a produtividade e, ao mesmo tempo, incrementar serviços ambientais é aumentar a diversidade de atividades, por meio do sistema de integração lavoura-pecuária-floresta (iLPF). O sistema iLPF pode conferir maior taxa de sequestro de carbono, conservação da biodiversidade e melhoria da qualidade do solo, água e ar, em comparação a sistemas não integrados. No município de Santo Inácio, PR, foram conduzidas por cinco anos duas áreas com sistema iLPF. Nos três primeiros anos de condução, foi possível conciliar a produção de grãos (soja), forragem (Brachiaria ruziziensis e B brizantha ) e madeira (eucalipto), sem que um componente prejudicasse o outro. A partir do terceiro ano, as árvores interferiram expressivamente na produtividade de grãos e forragem, indicando a necessidade de redução do número de árvores por área. O iLPF é um sistema de produção relevante para aumentar a provisão de bens e serviços ecossistêmicos na região Noroeste do Paraná, mas que ainda precisa de ajustes tecnológicos para incrementar os ganhos econômicos e ambientais. ABSTRACT: Most soils in Northwest of Paraná state, Brazil, are sandy (85 to 90% sand), with critical nutrient levels, high susceptibility to erosion and low water storage capacity Moreover, the region?s warm weather confers to these soils high vulnerability to abiotic stresses The diversification of production via adoption of integrated cropping-livestock-forestry (ICLF) systems is an important strategy to increase productivity and, simultaneously enhance ecosystem services. ICLF systems can increase carbon sequestration, conserve biodiversity and improve soil, water and air quality, compared with specialized production systems. Two trials were carried out for five years using ICLF in Santo Inácio county in Paraná state, Brazil. In the first three years, it was possible to harmonize production of grains (soybean), fodder (Brachiaria ruziziensis and brizantha) and wood (Eucalyptus) without negative effects of three components on each other. After the third year, the trees significantly reduced grain yield and fodder production, indicating the need for thinning to reduce tree interference. The ICLF system is relevant to increase the delivery of ecosystem goods and services in Northwestern Paraná, though technological adjustments are needed to increase its economic and environmental gains.

Superexpressão do gene dehidrina de Arachis duranensis em plantas transgênicas de Arabidopsis thaliana

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2016.

Análise funcional e potencial biotecnológico do gene DHN11 de macieira (Malus x domestica Borkh.)

A deficiência hídrica é o principal fator limitante à agricultura, causando significativas perdas de produtividade nas mais diversas culturas vegetais. Novas tecnologias agrícolas, tais como a geração de plantas geneticamente modificadas melhor adaptadas a condições adversas de cultivo, são necessárias. Em um estudo anterior do grupo caracterizando a família gênica das desidrinas (DHNs) em macieira (Malus x domestica Borkh.), foi verificado que o gene MdDHN11 possui níveis de expressão cerca de 6 mil vezes maior em sementes em relação a outros tecidos. Sugere-se que o acúmulo nos últimos estágios de desenvolvimento de sementes possua papel protetor na tolerância à dessecação. Além disso, as DHNs são proteínas caracterizadas por seu envolvimento na resposta a mudanças na disponibilidade de água, principalmente os causados por estresses abióticos.

Tolerância de isolados de levedura a elevadas temperaturas e baixo potencial osmótico.

Este trabalho teve por objetivo avaliar a tolerância de isolados de levedura para aplicação no controle biológico de podridões pós-colheita de frutos em elevadas temperaturas e baixa disponibilidade de água. As leveduras foram inoculadas em meio de cultivo líquido contendo um gradiente de concentrações de polietilenoglicol 6000 de forma a alcançar potenciais osmóticos de 0 Mpa, -2 Mpa, -5 Mpa, -10 Mpa, -15, -20 Mpa, e incubados em BOD nas temperaturas de 15 °C, 20 °C, 25 °C, 30 °C, 35 °C e 40 °C. A partir da análise das curvas de crescimento obtidas, verificou-se que os isolados Sacharomyces sp. L10 e S. boulardi L7K apresentaram a maior suscetibilidade aos estresses abióticos, com crescimento próximo à zero nas condições restritivas de cultivo. O isolado Sacharomyces cerevisiae LF apresentou a maior tolerância à combinação dos fatores analisados, seguido de Pichia kudriavzevii L9, demonstrando maior potencial para aplicação em condições de campo para a prevenção de infecções de patógenos quiescentes.

Estudo do papel da TCTP (Translationally Controlled Tumour Protein) na resposta ao estresses bióticos e abióticos em plantas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Propriedades adesivas a substratos abióticos e bióticos, invasão e indução de apoptose celular de Corynebacterium pseudodiphtheriticum

A ocorrência de fenótipos multirresistentes de Corynebacterium pseudodiphtheriticum e sua associação a infecções graves, com elevada mortalidade em pacientes imunocomprometidos, aliados ao escasso conhecimento da virulência e patogenia destas infecções, motivou esta pesquisa, que teve como objetivo investigar mecanismos de virulência e resistência microbiana deste agente entre pacientes de um hospital universitário brasileiro. Um total de 113 amostras de C. pseudodiphtheriticum identificadas por métodos bioquímicos convencionais e sistema API-Coryne isoladas de pacientes de diferentes grupos etários. Os micro-organismos eram, em sua maioria, relacionados a infecções no trato respiratório (27,45%), urinário (29,20%) e sitios intravenosos (18,60%) e cerca de 32,70% das amostras foram provenientes de pacientes com pelo menos uma das condições predisponentes: insuficiência renal; transplante renal, tuberculose em paciente HIV+, câncer, cirrose hepática, hemodiálise e uso de cateter. As amostras testadas revelaram-se multirresistentes sendo a maioria resistente à oxacilina, eritromicina e clindamicina. A adesão das cepas ao poliestireno e ao poliuretano indicou o envolvimento de hidrofobicidade da superfície celular na fase inicial da formação de biofilmes. O crescimento subsequente conduziu à formação de microcolônias, agregados bacterianos densos incorporados na matriz exopolimérica rodeada por espaços vazios, típica de biofilmes maduros. Adicionalmente, a interação do micro-organismo com fibrinogênio e fibronectina humana indica o envolvimento destes componentes séricos na formação de biofilme, sugerindo a participação de diferentes adesinas neste processo e a capacidade deste agente formar biofilme in vivo. A afinidade por esses componentes e a formação de biofilme podem contribuir para o estabelecimento e disseminação da infecção no hospedeiro. Adicionalmente, as cepas de C. pseudodiphtheriticum isoladas de pacientes com infecções localizadas (ATCC10700/Pharyngitis) e sistêmicas (HHC1507/Bacteremia) exibiram um padrão de aderência agregativa-like a células HEp-2, caracterizado por aglomerados de bactérias com aparência de um "empilhado de tijolos". Através do teste FAS e ensaios de interação na presença de inibidores de citoesqueleto, demonstramos o envolvimento da polimerização de actina na internalização das cepas testadas. A internalização bacteriana e rearranjo do citoesqueleto pareceu ser parcialmente desencadeado pela ativação da tirosina-quinase. Finalmente, C. pseudodiphtheriticum foi capaz de sobreviver no ambiente intracelular e embora não tenha demonstrado capacidade de replicar intracelularmente, células HEp-2 foram incapazes de eliminar o patógeno completamente no ambiente extracelular no período de 24 horas. Todas as cepas estudadas foram capazes de induzir apoptose em células epiteliais 24 horas pós-infecção evidenciada pelo aumento significativo no número de células mortas e pela ocorrência de alterações nucleares reveladas através dos métodos de coloração pelo azul Trypan, pelo DAPI e microscopia electrônica de transmissão. Alterações morfológicas incluindo a vacuolização, a fragmentação nuclear e a formação de corpos apoptóticos foram observadas neste período. A citometria de fluxo demonstrou ainda uma diminuição significativa no tamanho das células infectadas e a utilização de dupla marcação (iodeto de propídio / anexina V) permitiu a detecção da ocorrência de necrose e apoptose tardia. Em conclusão, o conhecimento de tais características contribuiu para a compreensão de mecanismos envolvidos no aumento da frequência de infecções graves com elevada mortalidade em pacientes no ambiente hospitalar, por C. pseudodiphtheriticum, um patógeno rotineiramente subestimado em países em desenvolvimento.

Aplicações da proteômica na pesquisa vegetal.

A Proteômica surgiu como uma das vertentes da era pós-genômica e vem contribuindo significativamente para o entendimento global e integrado do sistema biológico. O estudo do proteoma envolve todo o conjunto de proteínas expresso pelo genoma de uma célula, como também pode ser direcionado somente àquelas que se expressam diferencialmente em condições específicas. Proteômica dedica-se também ao conjunto de isoformas de proteínas e modificações pós-traducionais, às interações entre elas, bem como à descrição estrutural de moléculas e seus complexos. Esta revisão apresenta as principais tecnologias empregadas em estudos proteômicos, e faz um levantamento de trabalhos recentes que utilizaram abordagens proteômicas para a identificação de genes e rotas envolvidos na resposta da planta a estresses bióticos e abióticos. Finalmente, são discutidos aspectos do potencial do emprego da proteômica na compreensão de questões biológicas complexas e no melhoramento genético de plantas na busca de genótipos superiores.

Coleta e conservação de germoplasma de espécies silvestres de Manihot no estado da Bahia para ampliação da coleção de trabalho da Embrapa Mandioca e Fruticultura.

Espécies silvestre de Manihot são importantes reservatórios de alelos de interesse a serem transferidos para a espécies cultivadas, visando ao desenvolvimento de variedades melhoradas com maior resistência a estresses causados por fatores bióticos e abióticos e que expressem maior produtividade (NASSAR, 2006).

Resumos...

Sumário da dispersão em larga escala das epidemias de ferrugem asiática da soja no Brasil em quatro safras (2005/06 a 2008/09); Relato da situação da ferrugem e do vazio sanitário no Estado de São Paulo, na safra 2008/09; Relato da situação de ferrugem e do vazio sanitário no Estado de Minas Gerais, na safra 2008/09; relato da situação da ferrugem e do vazio sanitário no Estado do Paraná, na safra 2008/09; Levantamento de perdas causadas pela ferrugem da soja no Rio Grande do Sul, na safra 2008/09; Relato da situação da ferrugem e do vazio sanitário no Centro Oeste do Brasil, na safra 2008/09; Relato da situação da ferrugem e do vazio sanitário no Estado da Bahia; Relato de la situación de la roya de soja em Paraguay; Resultados do monitoramento da resistência de Phakopsora pachyrhizi a fungicidas em soja; Resultados do monitoramento da sensibilidade de populações de Phakopsora pachyrhizi a fungicidas; Eficiência de fungicidas para controle da ferrugem asiática da soja, Phakopsora pachyrhizi, na safra 2008/09. Resultados sumarizados dos ensaios cooperativos; Variedade de soja resistente à ferrugem (BRSGO 7560): posicionamento da nova tecnologia; Variabilidade patogênica do fungo Phakopsora pachyrhizi. Parte I ? Projeto ferrugem da soja JIRCAS/Embrapa Soja/CRIA/INTA/Tsukuba University; Variabilidade patogênica do fungo Phakopsora pachyrhizi. Parte II ? Projeto Southnomics ? Plataforma para estresses bióticos e abióticos em culturas.