Eficiência e atividade enzimática elicitada por metil jasmonato e silicato de potássio em cana-de-açúcar parasitada por Meloidogyne incognita

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito de metil jasmonato e silicato de potássio sobre o parasitismo de Meloidogyne incognita na variedade RB863129 de cana-de-açúcar (Saccharum sp.) e a atividade enzimática da peroxidase e β-1,3-glucanase elicitada, em condições de casa de vegetação. Metil jasmonato diminuiu significativamente o número de ovos por grama de raiz, mas não afetou à biomassa da parte aérea da planta. Sete dias após a aplicação, os dois indutores afetaram a atividade de β-glucanase na plantas parasitadas e, aos 14 e 21 dias, promoveram variações significativas nos níveis de peroxidase e β-1,3-glucanase, muito embora, ao contrário da peroxidase, a atividade β-1,3-glucanase não diferiu entre plantas inoculadas e não inoculadas.

Avaliação de metil jasmonato na indução de resistência de plantas de Eucalyptus spp. ao psilídeo-de-concha Glycaspis brimblecombei Moore (Hemiptera: Psyllidae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Qualidade de rosas de corte tratadas com produtos naturais

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Aplicação de reguladores vegetais e de fosfito de potássio em mudas de eucalipto submetidas à deficiência hídrica

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Nuevos mecanismos moleculares de tolerancia a sequía y otros tipos de estrés abiótico en especies arbóreas de interés económico

Las masas forestales tienen una importancia colosal para nuestra sociedad y el conjunto de la biosfera. Estudios recientes a escala mundial indican que la sequía es el factor abiótico que más afecta a su crecimiento y supervivencia, seguida por las temperaturas extremas y la salinidad. Aunque comprender los mecanismos con que las especies arbóreas toleran estas formas de estrés tiene un interés aplicado evidente, dichos mecanismos se han estudiado mucho más en especies herbáceas modelo o de interés agronómico. Existen sin embargo diferencias notables entre ellas, como se demuestra en esta tesis y en otros trabajos recientes. Nuestro estudio se centra concretamente en la respuesta molecular del chopo –el sistema modelo forestal más desarrollado– al estrés abiótico, con particular énfasis en la sequía. Utilizando una estrategia proteómica y tratamientos controlados, hemos identificado componentes mayoritarios de dicha respuesta. Su participación en la misma se ha validado mediante análisis transcripcionales detallados utilizando tecnología qRT-PCR (PCR cuantitativa en tiempo real). Hemos identificado proteínas cuyo nexo funcional con mecanismos de tolerancia ya era conocido, como chaperonas moleculares sHSP o enzimas que atenúan el estrés oxidativo, pero también proteínas cuya relación funcional con el estrés es menos clara o incluso novedosa, como polifenol oxidasas (PPO), deshidrogenasas/reductasas de cadena corta (SDR), o bicupinas (BIC), entre otras. El cuerpo central de la tesis consiste en la caracterización detallada de una PPO inusual, cuya inducción por estrés hídrico se describe por vez primera. Estas enzimas están ampliamente distribuidas en plantas, si bien su número es muy variable de unas especies a otras. Algunas, como nogal, tienen un único gen, mientras que Arabidopsis no tiene ninguno. En la última versión del genoma de chopo hemos identificado un total de 12 miembros bona fide, corrigiendo trabajos previos, y hemos caracterizado su expresión individual ante diferentes situaciones de estrés controlado y tratamientos hormonales. La isoforma antedicha es el único miembro de la familia que responde claramente a la deshidratación. También responde a salinidad y a la mayor parte de tratamientos hormonales ensayados, pero no a daño mecánico o tratamientos con metil jasmonato. Esto la diferencia de enzimas homólogas presentes en otras especies de plantas, que se han relacionado experimentalmente con estrés biótico. Los patrones de acumulación de transcritos en árboles adultos son compatibles con un papel protector frente a la sequía. La integración de nuestros estudios funcionales y filogenéticos sugiere que la familia ha sufrido un proceso reciente de diversificación y neofuncionalización, siendo la protección frente a deshidratación su papel primigenio. Aunque se conoce la actividad bioquímica in vitro de este tipo de enzimas, sus sustratos naturales son esencialmente una incógnita. Mediante expresión heteróloga en Escherichia coli BL21(DE3) hemos detectado que la enzima de chopo es capaz de oxidar L-DOPA a dopaquinona, siendo menos activa frente a otros sustratos. Por otra parte, hemos demostrado su localización cloroplástica mediante transformación transitoria de protoplastos con fusiones a la proteína fluorescente YFP. Mediante la obtención de plantas transgénicas de A. thaliana hemos demostrado que la enzima de chopo aumenta considerablemente la tolerancia in vivo frente a la deshidratación y al estrés salino. El análisis fenotípico detallado de las líneas transgénicas, combinando múltiples metodologías, nos ha permitido sustanciar que la tolerancia tiene una base compleja. Esta incluye una mayor protección del sistema fotosintético, una capacidad antioxidante muy incrementada y la acumulación de solutos osmoprotectores como la prolina. Los análisis metabolómicos nos han permitido asociar la expresión de la proteína a la síntesis de un flavano no descrito previamente en A. thaliana, vinculando la enzima de chopo con la síntesis de fenilpropanoides. También hemos observado alteraciones en los niveles hormonales que podrían subyacer a efectos pleiotrópicos con interés aplicado, como un aumento consistente del tamaño de la planta o el acortamiento del ciclo de crecimiento. Además de aportar datos novedosos sobre la funcionalidad in vivo de esta familia de oxidasas, los resultados de esta tesis demuestran que los árboles son sistemas de estudio interesantes para caracterizar nuevas estrategias de tolerancia al estrés abiótico con potencial aplicado. ABSTRACT Forests masses have an extraordinary importance for our society and the biosphere. Recent worldwide studies indicate that drought is the abiotic factor that affects more their growing and survival, followed by extreme temperatures and salinity. The understanding of how the arboreal species tolerate the stress has an evident practical interest, but their mechanisms have been studied much more in herbaceous species or with agronomic interest. However, considerable differences exist between them, as this thesis and recent studies show. Our study is focused on the molecular response of the poplar –the more developed forestry model system- to abiotic stress, specifically focused in the drought. Using a proteomic strategy and controlled treatments, we have identified main components in such response. Its participation has been validated through transcriptional analysis using qRT-PCR technology. We have identified proteins whose functional connection with tolerance mechanisms were already known, as molecular chaperones sHSP or enzymes that attenuate the oxidative stress, but also some proteins whose functional relationship with the stress is less clear or even novel, as polifenol oxidases (PPO), short chain deshidrogenases/reductases (SDR), or bicupines (BIC), among others. The central body of the thesis consists of the detailed characterization of an unsual PPO, whose induction due to drought stress is first described. These enzymes are thoroughly distributed in plants, but their number of members is very variable among species. Some of them, as the walnut tree, have a single gene, while Arabidopsis has none. We have identified a total of 12 members in the last version of the poplar genome, correcting previous works, and have characterized their individual expression against different situations of controlled stress and hormone treatments. The aforementioned isoform is the only member of the family that responds clearly to the drought. It also reacts to salinity and the majority of hormonal treatments tested, but it does not respond to mechanical damage or treatments with methyl jasmonate. This is the difference with homologue enzymes present in other plant species, which have been related experimentally with abiotic stress. The accumulation patterns of transcripts in adult trees are compatible with a protector role against drought. The integration of our functional and phylogenetic studies suggests that the family has suffered a recent process of diversification and neofunctionalization, being the protection against drought their original role. Although the in vitro biochemistry activity of this kind of enzymes is already known, their natural substracts are essentially a mystery. By means of heterologous expression of Escherichia coli BL21(DE3) we have detected that the enzyme of poplar is able to oxidize L-DOPA to dopaquinone, being less active against other substrates. Additionally, we have proven its chloroplastic location with transitory transformation of protoplasts with YFP protein fusion. By means of getting transgenic plants of A. thaliana, we have demonstrated that the poplar enzyme increases notably the in vivo tolerance against the drought and salinity stresses. The phenotypic analysis of the transgenic lines, and the use of multiple methodologies, allowed us to test the complexity of the tolerance. This includes a major protection of the photosynthetic system, a very increased antioxidant capacity and the accumulation of osmoprotectant solutes as the proline. The metabolic analysis has allowed to associate the protein expression with the synthesis of a Flavan non described previously in A. thalaiana, linking the enzyme of poplar with the synthesis of phenylpropanoids. We have observed alterations in the hormonal levels that could underlie pleiotropic effects with applied interest, as a consistent increase of the size of the plant and the reduction of the growth cycle. The results of this thesis, in addition to provide novel data about the in vivo functionality of the oxidase family, demonstrate that the trees are interesting systems of study to characterize new strategies of tolerance against abiotic stress with applied potential.

Ação do 1-MCP e do MeJa sobre a incidência de podridões em uvas 'Itália' minimamente processadas.

2011

Chitinase and peroxidase activity in different stages of eucalypt leaves after inoculation with Puccinia psidii and acibenzolar-S-metil

Chitinase and peroxidase activity in different stages of eucalypt leaves after inoculation with Puccinia psidii and acibenzolar-S-metil To elucidate some biochemical processes during infection in the pathosystem Puccinia psidii x eucalyptus, the defense metabolism in different-stage leaves was compared between rust-resistant and susceptible clones, respectively. In addition, chitinase and peroxidase activities were assayed. Each treatment consisted of 4 replicates, in a completely randomized design: 2 clones, inoculated and not inoculated with P. psidii; sprayed with acibenzolar-S-methyl (ASM) and distilled water; and represented by the 1(st) leaf pair (size equivalent to 1/5 total leaf development), 2(nd) pair (2/5 total development), and 4(th) pair (4/5 total leaf length). Leaves were harvested in 4 periods: 0, 24, 72 and 96 hours after inoculation. Results indicated that ASM treatment or P. psidii action led to higher chitinase and peroxidase activity level but did not alter the expression of these activities in developed leaves (4(th) pair) during the experiment. Alterations in enzyme levels after inoculation were only observed in developing leaves (1(st) and 2(nd) pairs), which suggests that the response to infection was concomitant to chitinase and peroxidase synthesis. The highest increases in enzymatic activities were observed in resistant clones at 72 hours after inoculation and in susceptible ones previously treated with ASM and later inoculated with the pathogen.

Esterilidad individual en Rhodnius prolixus Stal. tratados con metepa (oxido de tris (1-(2 metil) aziridinil) fosfuro), y accion del mismo sobre Trypanosoma cruzi

Se analizan los factores que interfieren en la esterilidad inducida químicamente en R. Prolixus mediante aplicaciones tópicas en distintas dosis de metepa. Se sugiere profundizar el estudio de la susceptibilidad individual para conocer la composición de la población frente al quimioesterilizante y la probable aparición de resistencia. Se investiga además la acción del metepa sobre T. cruzi en triatominos infectados experimentalmente, obteniéndose resultados negativos.

Avaliação de três esquemas terapêuticos com o antimoniato de N-metil-glucamina no tratamento da leishmaniose visceral no estado do Pará, Brasil

Avaliaram-se, de forma retrospectiva, três esquemas terapêuticos à base do antimoniato de N-metil-glucamina (Glucantime) usados no tratamento de 43 casos autóctones de leishmaniose visceral (Estado do Pará), observados em crianças de 1 a 12 anos de idade, no período de 1985 a 1990. Dos 43 casos, 28 (grupo A) foram tratados com 40 mg/SbV/kg administrados IV a intervalos de 48 hs, em séries de 15 doses (esquema I); 8 (grupo B) receberam 40mg/SbV/kg administrados IV diariamente, durante 15 dias (esquema II), e 7 (grupo C) receberam 20 mg/SbV/kg administrados IV diariamente, durante 15 dias (esquema III). Considerando que o controle de cura da doença foi essencialmente clínico, admitiu-se que o esquema III representaria a melhor opção terapêutica, em razão de: a) ter promovido taxa de cura equivalente aos esquemas que usaram o dobro dessa dose, b) a relação custo-benefício desse esquema torna-o menos dispendioso, c) pode ser usado durante período mais prolongado, com menor risco de produzir efeitos de toxicidade, e d) não existem, a nível local (Pará), relatos de casos de resistência da doença associados ao uso desse esquema.

Avaliação comparativa da eficácia e toxicidade do antimoniato de N-metil-glucamina e do Estibogluconato de Sódio BP88® no tratamento da leishmaniose cutânea localizada

Foi realizado ensaio clínico randomizado simples cego para comparar a eficácia e a toxicidade do estibogluconato de Na+ (ES) e o antimoniato de N-metil glucamina, o Glucantime®(GL). Sessenta e três pacientes foram distribuídos em um dos dois grupos: 32 pacientes foram tratados com GL e 31 pacientes com o ES. Ambos os grupos receberam 15mg Sb+5/kg/dia durante 20 dias. A toxicidade foi avaliada através do ECG, dosagens de uréia, creatinina, TGO, TGP, fosfatase alcalina, amilase, e lipase, avaliados antes do tratamento, nos dias 10 e 20 do tratamento, e 90 dias após o término do mesmo. No grupo tratado com GL 81% (26/32) dos pacientes curaram, comparados com 77% (24/31) no grupo do ES. Um paciente em cada grupo não respondeu ao tratamento. TGO, TGP, amilase, e lipase foram mais elevadas no grupo que usou o ES (p < 0,05). Concluiu-se que, a eficácia de ambos os tratamentos foram similares, apesar da maior toxicidade observada no grupo tratado com ES.

Estudo comparativo da eficácia de isotionato de pentamidina administrada em três doses durante uma semana e de N-metil-glucamina 20mgSbV/kg/dia durante 20 dias para o tratamento da forma cutânea da leishmaniose tegumentar americana

Setenta e nove pacientes com leishmaniose tegumentar americana, forma cutânea, foram divididos em dois grupos: o grupo experimental (I), formado por 38 pessoas que receberam isotionato de pentamidina, 4mg/kg/dia, três aplicações, IM, durante uma semana, e o grupo controle (II), formado por 41 doentes tratados com N-metilglucamina, 20mgSbV/kg/dia por 20 dias, EV. Foram identificados, por técnica de anticorpos monoclonais, 21 isolados com predominância de Leishmania (Viannia) braziliensis. Encontrou-se cura clínica em 71,05% do grupo experimental e 73,17% do grupo controle (p=0,47). Alterações de ECG foram mais freqüentes utilizando antimonial pentavalente, com significância (p<0,05). O tratamento com a pentamidina mostrou eficácia semelhante quando comparado ao antimonial e apresenta vantagens como duração reduzida de tratamento e baixa toxicidade cardiológica.

Estudo comparativo entre miltefosina oral e antimoniato de N-metil glucamina parenteral no tratamento da leishmaniose experimental causada por Leishmania (Leishmania) amazonensis

Vinte e cinco camundongos infectados com Leishmania amazonensis foram tratados com antimoniato de N-metil glucamina e miltefosina oral. Critérios: medidas das patas, pesquisa de amastigotas e culturas após-tratamento. Miltefosina: 2,43mm e glucamina 3,46mm (p=0,05). Miltefosina: esfregaços e culturas negativos. Glucamina: 2 esfregaços positivos e culturas positivas (p<0,05). Concluímos que miltefosina foi semelhante à glucamina.

Síntesi de siRNAs (short interfering RNAs) modificats amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques i avaluació de la seva activitat in vitro en cultius cel•lulars i de la seva estabilitat en sèrum humà. Disseny de siRNAs dirigits a la inhibició de l'expressió de mutacions de l'oncogen K-ras.

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Stanford University, EEUU, entre 2007 i 2009. El present projecte es basa 1) en la síntesi de cadenes d'ARN dirigides a la inhibició de l'expressió gènica per un mecanisme d'ARN d'interferència (siRNAs o short interefering RNAs) i 2) en l'avaluació de l'activitat in vitro d'aquests oligonucleòtids en cultius cel•lulars. Concretament, la meva recerca ha estat enfocada principalment a l'estudi de cadenes de siRNA modificades amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques. Es tractava d'avaluar l'efecte que exerceixen els factors estèrics en el major groove (solc major) dels siRNAs sobre la seva activitat biològica. En aquest sentit, he dut aterme síntesi de fosforamidits de nucleòsis pirimidínics modificats a la posició C-5 de la nucleobase. A continuació he incorporat aquestes unitats nucleosídiques en cadenes d'ARN emprant un sintetitzador d’ADN/ARN i he estudiat l'estabilitat dels corresponents dúplexs d'ARN mitjançant experiments de desnaturalització tèrmica. Finalment he dut a terme experiments d'inhibició de l'expressió gènica en cèl.lules HeLa per tal d'avaluar l'activitat biològia d'aquests siRNAs modificats. Els resultats d'aquests estudis han posat de manifest que la presència de grups voluminosos com el propinil a l'extrem 5' del dúplex de siRNA (definit per la cadena guia o antisense) influeix de forma molt negativa en la seva activitat biològica. En canvi, grups menys voluminosos com el metil hi influeixen positivament, de manera que algunes de les cadenes sintetitzades han resultat ser més actives que els corresponents siRNAs naturals (wild type siRNAs). A més, aquest tipus de modificació contribueix positivament en l'estabilitat de cadenes de siRNA en sèrum humà. Aquest treball ha estat publicat (Terrazas, M.; Kool, E.T. "Major Groove Modifications Improve siRNA Stability and Biological Activity" Nucleic Acids Res. 2009, in press).

Ativação de defesa em cacaueiro contra a murcha-de-verticílio por extratos naturais e acibenzolar-S-metil

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de extratos fúngicos e vegetais na redução da murcha-de-verticílio do cacaueiro, as atividades da peroxidase e polifenoloxidase e o conteúdo de lignina. Mudas de cacaueiro foram pulverizadas com filtrado de micélio de Rhizopus sp. (FMR), quitosana de Rhizopus sp. (QMR) e Trichoderma sp. (QMT), extratos de casca in natura e seca de maracujá, extrato metanólico de casca seca de frutos de maracujá (MMS) e acibenzolar-S-metil (ASM - 0.2 mg mL-1) e sete dias depois, submetidas à inoculação de Verticillium dahliae. O ASM reduziu a murcha-de-verticílio em 38,0%, seguido dos extratos FMR, QMT, MMS e QMR, que apresentaram reduções em 22,8, 20,1, 19,2 e 15,7%, respectivamente, em relação à testemunha. Plantas pulverizadas com ASM ou FMR seguidas de inoculação apresentaram aumento da atividade de peroxidase aos oito dias após a pulverização, comparadas às respectivas testemunhas, com pico aos 18 dias após a pulverização. ASM e FMR aumentaram a atividade de polifenoloxidase aos quatro dias após a pulverização. Maiores concentrações de lignina foram obtidas em plantas tratadas com FMR e FMR seguido de inoculação. FMR é um potencial indutor de resistência para manejo de murcha-de-verticílio em cacaueiro.