Teses e Dissertações
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Item Genomic identification, gene expression and enzyme activity of CAZymes from biotrophic fungus Hemileia vastatrix during coffee leaf infection(Universidade Federal de Minas Gerais, 2021-02-25) Pereira, Júlia Santos; Mendes, Tiago Antônio de OliveiraCoffee leaf rust, caused by the fungus Hemileia vastatrix, is a major disease that affects many coffee producers around the world, causing a huge economic loss. H. vastatrix is a biotrophic fungus, hence, its growth and reproduction are totally dependent on the cells of the living host. Because of that, they infect the tissue without causing necrosis. Nevertheless, it is known that some fungi during plant interaction can express genes involved in the formation of infectious structures, as well as synthesize enzymes responsible for the degradation of the host cell wall. However, little is known about the importance of cell wall degrading enzymes (CWDE) for biotrophic phytopathogens. In this work, we performed genomic analysis to identify CAZymes (Carbohydrate Active EnZymes) from H. vastatrix and the analysis of expression and enzyme activity during experimental coffee infection. The first step was the ab initio prediction of H. vastatrix genome, using AUGUSTUS program, which was adjusted with H. vastatrix RNA-Seq for model determination. Functional annotation to identify CAZymes was performed using dbCAN2 meta server. Among the 345 CAZymes found, 162 belong to Glycoside Hydrolases (GH) including 34 endoglucanases, xylanases and polygalacturonases from families GH 5, 9, 10, 12 and 28 - which may act during fungal infection degrading the highest prevalent components of cell wall, represented by cellulose, xylan and pectin, respectively. Physico-chemical parameters of these enzymes were checked, including identification of catalytic residues and standard CAZymes motifs. The enzyme structures were also modelled. Moreover, analysis of expression of enzymes were performed using RNA-seq data from a genotype of C. arabica susceptible to infection, therefore presenting compatible interaction with the pathogen, after 0, 12, 24 and 96 hours after inoculation (hai). Enzyme activity assays were carried out in order to verify if these enzymes were also active during the fungal infection. The enzymes showed typical physico-chemical characteristics and structures of active enzymes including conservation of the catalytic sites. Genes encoding endoglucanases and xylanases were expressed during different times of H. vastatrix infection, being the first more expressed at 12 hai and the other at 24 hai. In agreement with expression data, endoglucanases started to be produced early, and were more active at 24 hai, whereas xylanases had greater activity at 96 hai. The results suggest that biotrophic fungus also use active enzymes on carbohydrates during the infection. In relation to H. vastatrix, these enzymes start being produced at the pre-haustorial phase of the fungal infection, but are more active at the post-haustorial phase, when the haustorium begins to be formed in the host membranes and in the plant cell wall.Item Mobilização de carboidratos pelos botões florais de café (Coffea arabica L.) em expansão(Universidade Federal de Viçosa, 1986-12-04) Melotto, Eunice; Barros, Raimundo SantosCom o objetivo de estudar a mobilização de carboidratos pelo botão floral de cafê em expansão após a quebra da dormência, três fontes alternativas de assimilados foram analisadas: a fotossíntese atual nas folhas, os recursos de carboidratos prê-existentes nas folhas e as reservas dos ramos. Dessas, a fotossintese que ocorre nas folhas, concomitantemente ao crescimento dos botões, mostrou ser a fonte mais importante no suprimento de carboidratos. Quando a entrada de carboidratos foi contínua (fotossintese atual), as correlações entre os níveis de carboidratos das folhas ou dos ramos e a expansão dos botões foram baixas, ou mesmo nulas, isto é, as duas variáveis mostraram-se independentes. Os botões florais não exauriram completamente os carboidratos das folhas ou dos ramos, quando estavam conectados a uma ârea foliar fotossinteticamente ativa. Em ausência dessa, houve uma correlação entre a depleção de carboidratos nas folhas ou ramos e a expansão dos botões florais. Ramos despidos de folhas e folhas impedidas de realizar fotossintese, pela cobertura com papel, forneceram amido e açúcares solúveis, resvectivamente, para os botões florais a eles conectados. O amido armazenado nos ramos foi mobilizado a grandes distâncias e pareceu ser mais importante que os açúcares solúveis das folhas, para o crescimento dos botões. Botões florais conectados a folhas cobertas cresceram menos e cairam prematuramente, quando comparados aos botões conectados a ramos.Item Efeito do processamento pós-colheita sobre as frações polissacarídicas dos grãos de café (Coffea arabica) e suas bebidas(Universidade Federal do Paraná, 2010) Tarzia, Andréa; Petkowicz, Carmen Lúcia de OliveiraA bebida de café é consumida mundialmente e sua qualidade final depende da composição química dos grãos. Neste estudo, frutos frescos de C. arabica cultivar IAPAR 59 foram submetidos, em paralelo, a três diferentes tipos de processamento pós-colheita: frutos intactos foram processados utilizando o método natural (CN), frutos descascados foram processados utilizando o método semi-úmido (CD) e frutos despolpados foram processados pelo método úmido (CP). A extração dos polissacarídeos a partir do endosperma isolado dos frutos de café processados e não processados indicou que arabinogalactanas e (galacto)mananas foram os principais polissacarídeos dos grãos verdes de café. Entre os tratamentos, menores quantidades de galactomananas solúveis em água foram obtidas a partir dos grãos CN e CP. De acordo com os resultados, o tratamento pós-colheita pode causar alterações nos polissacarídeos dos grãos verdes. Bebidas foram preparadas por filtração usando os grãos CN, CD e CP e os polissacarídeos solúveis presentes foram precipitados. As frações polissacarídicas obtidas apresentaram diferenças no rendimento percentual e nos teores de carboidrato total e proteínas. Man, Gal e Ara foram os principais carboidratos, sugerindo que a maioria dos polissacarídeos presentes nas bebidas também foram (galacto)mananas e arabinogalactanas-AGPs (confirmado com o teste de difusão radial em gel com reagente Yariv -glucosyl). As galactomananas foram acetiladas, sendo o conteúdo acetil menor para a fração obtida a partir do café natural. Apesar das diferenças encontradas na composição química, não foram observadas diferenças na viscosidade ou na tensão superficial das bebidas de café. O café despolpado apresentou menor atividade seqüestrante de radicais DPPH que os cafés natural e descascado, sugerindo que agentes redutores também foram influenciados pelo método de processamento pós- colheita.Item Modificações ecofisiológicas, bioquímicas e anatômicas em cafeeiro progênie Siriema sob deficiência hídrica(Universidade Federal de Lavras, 2008-07-18) Melo, Emanuelle Ferreira; Chalfun Júnior, AntonioEste estudo teve como objetivo avaliar as modificações ecofisiológicas, bioquímicas e anatômicas em mudas de cafeeiro progênie Siriema submetidas a diferentes períodos de deficiência hídrica e a sua capacidade de recuperação após 24 e 48 horas de re-irrigação. O experimento foi conduzido na área experimental do Setor de Fisiologia Vegetal do Departamento de Biologia da Universidade Federal de Lavras, MG. Quando os tratamentos foram estabelecidos, um grupo de mudas continuou sendo irrigado diariamente, enquanto outro grupo foi submetido à suspensão total da rega até 30 dias. Este grupo foi sub-dividido em três para a avaliação do comportamento das plantas em função do estresse hídrico e sua capacidade de recuperação 24 e 48 horas após a re-irrigação. As avaliações e coletas de folhas e raízes foram realizadas a cada três dias e o experimento montado em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com quatro repetições por período de avaliação. O tratamento não irrigado apresentou uma expressiva redução no potencial hídrico foliar, sendo mais acentuada a partir do nono dia de avaliação. A re-irrigação das mudas promoveu uma recuperação parcial do estado hídrico das plantas. Nas plantas não irrigadas observou-se um aumento na resistência estomática e uma diminuição gradativa da transpiração, com atividade RN nas folhas com maior alteração, sendo que a partir dos 27 dias sua atividade foi nula. Nas raízes, houve um declínio na RN para todos os tratamentos. As modificações na anatomia foliar foram significativas apenas para a espessura da epiderme da face adaxial e parênquima paliçádico, e este parâmetro, foi superior nas plantas controle. Para a densidade estomática e razão diâmetro polar e equatorial os maiores valores foram observados nas plantas sob déficit hídrico. Observou-se um significativo aumento nos teores de açúcares solúveis totais e redutores tanto nas folhas, quanto nas raízes nos tratamentos não irrigados. Os tratamentos re-irrigados apresentaram a mesma tendência dos não-irrigados, porém com teores menores. Houve uma redução expressiva nos teores de amido nas plantas não-irrigadas em folhas e raízes. As enzimas sacarose sintase e as invertases neutra e ácida tiveram a sua atividade aumentada em decorrência do estresse hídrico.