Abstract Expression of pectinolytic genes is regulated by catabolic repression limiting the production of pectin lyase (PL) if the natural inducer, pectin, is missing from the growth medium. Here, we report the isolation of Penicillium griseoroseum mutants resistant to 2-deoxy-d-glucose (DG) that show resistance to catabolite repression and overproduce PL. Three spontaneous and nine UV-induced mutants were obtained. Some mutants produced sectors (segments morphologically different) that were also studied. The mutants were analyzed for pectinases production on pectinase-agar plates and five mutants and two sectors showing larger clearing zones than the wild type were selected for quantitative assay. Although PL production higher than the wild type has been found, phenotype instability was observed for most of the mutants and, after transfers to nonselective medium, the DG resistance was no longer present. Only mutants M03 and M04 were stable maintaining the DG-resistance phenotype. When growing for 120 h in liquid medium containing glucose with or without pectin, both mutants showed higher PL production. In the presence of glucose as sole carbon source, the mutant M03 produced 7.8-fold more PL than the wild type. Due its phenotypic stability and PL overproduction, the mutant M03 presents potential for industrial applications.

The OmlA protein is a virulence factor of Actinobacillus pleuropneumoniae, an important pathogen in pigs. The polymorphisms present in the omlA gene sequence of 15 reference serotypes of A. pleuropneumoniae and non-serotypable isolates were assessed to determine the possible evolutionary relationship among them and to validate the importance of this gene as a molecular marker for the characterization of this bacterium. Divergence among the 15 serotypes of A. pleuropneumoniae probably resulted initially from two major evolutionary events that led to subsequent differentiation into nine groups. This differentiation makes it possible to characterize most of the serotypes by using bionformatics, thereby avoiding problems with immunological cross-reactivity. A conserved α-helix common to all the serotypes was most likely involved in connecting the protein to the outer membrane and acting as a signal peptide. A previously unknown gene duplication was also identified and could contribute to the genetic variability that makes it difficult to serotype some isolates. Our data support the importance of the omlA gene in the biology of A. pleuropneumoniae and provide a new area of research into the OmlA protein.

The common bean is one of the most important legumes in the human diet, but little is known about the endophytic bacteria associated with the leaves of this plant. The objective of this study was to characterize the culturable endophytic bacteria of common bean (Phaseolus vulgaris. leaves from three different cultivars (Vermelhinho, Talismã, and Ouro Negro) grown under the same field conditions. The density of endophytic populations varied from 4.5 x 10² to 2.8 x 10³ CFU g-1 of fresh weight. Of the 158 total isolates, 36.7% belonged to the Proteobacteria, 32.9% to Firmicutes, 29.7% to Actinobacteria, and 0.6% to Bacteroidetes. The three P. vulgaris cultivars showed class distribution differences among Actinobacteria, Alphaproteobacteria and Bacilli. Based on 16S rDNA sequences, 23 different genera were isolated comprising bacteria commonly associated with soil and plants. The genera Bacillus, Delftia, Methylobacterium, Microbacterium, Paenibacillus, Staphylococcus and Stenotrophomonas were isolated from all three cultivars. To access and compare the community structure, diversity indices were calculated. The isolates from the Talismã cultivar were less diverse than the isolates derived from the other two cultivars. The results of this work indicate that the cultivar of the plant may contribute to the structure of the endophytic community associated with the common bean. This is the first report of endophytic bacteria from the leaves of P. vulgaris cultivars. Future studies will determine the potential application of these isolates in biological control, growth promotion and enzyme production for biotechnology.

O objetivo deste trabalho foi verificar a existência de loco letal, em uma população hibrída de eucalipto, e quantificar a distorção de segregação no grupo de ligação 3 do genoma de Eucalyptus. Uma população híbrida de E. grandis x E. urophylla, que segrega quanto à resistência à ferrugem, foi genotipada com 19 marcadores microssatélites do grupo de ligação 3 do genoma de Eucalyptus. Para quantificar a distorção de segregação, modelos de máxima verossimilhança (ML), específicos para população exogâmica, foram utilizados. Esses modelos consideram os genótipos dos marcadores observados e o loco letal como parâmetros. As soluções ML foram obtidas por meio do algoritmo de esperança e maximização. Um loco letal, no grupo de ligação 3, foi verificado e mapeado com alta confiabilidade entre os microssatélites EMBRA 189 e EMBRA 122. Este loco letal causa intensa seleção gamética no genitor masculino. Nessa população, sua posição é de 25 cM de distância do loco que controla a resistência à ferrugem.

The objective of this work was to verify the existence of a lethal locus in a eucalyptus hybrid population, and to quantify the segregation distortion in the linkage group 3 of the Eucalyptus genome. A E. grandis x E. urophylla hybrid population, which segregates for rust resistance, was genotyped with 19 microsatellite markers belonging to linkage group 3 of the Eucalyptus genome. To quantify the segregation distortion, maximum likelihood (ML) models, specific to outbreeding populations, were used. These models consider the observed marker genotypes and the lethal locus viability as parameters. The ML solutions were obtained using the expectation‑maximization algorithm. A lethal locus in the linkage group 3 was verified and mapped, with high confidence, between the microssatellites EMBRA 189 e EMBRA 122. This lethal locus causes an intense gametic selection from the male side. Its map position is 25 cM from the locus which controls the rust resistance in this population.

Dezoito basidiocarpos de Pisolithus foram coletados em plantações comerciais de Eucalyptus no Estado de Minas Gerais, no Brasil. Esses basidiocarpos foram caracterizados morfológica e molecularmente. Eles variaram na forma, cor e tamanho. Além disso, um deles foi encontrado abaixo do solo, sugerindo que seja um hipógeo. A principal característica morfológica distintiva foi a ornamentação dos esporos, que foram separados em dois grupos: um apresentou espículas curtas e eretas, e o outro, espículas longas e curvas. Eles foram identificados, respectivamente, como Pisolithus microcarpus e Pisolithus marmoratus, depois da análise do cladograma obtido pela relação filogenética baseada no espaçador interno transcrito (ITS) do DNA ribossomal nuclear desses isolados.

Eighteen Pisolithus basidiomes were collected from Eucalyptus plantations in the state of Minas Gerais, Brazil. These basidiomes were characterized morphologically and molecularly. The basidiomes varied in shape, color and size. One of them was found underground, indicating a hypogeous fungus. The main morphological distinctive characteristic was spore ornamentation, which distinguished two groups. One group with short and erect spines was identified as Pisolithus microcarpus, and the other with long and curved spines as Pisolithus marmoratus, after analyzing the cladogram obtained by phylogenetic relationship based on internal transcribed spacer (ITS) regions of the nuclear ribosomal DNA of these isolates.

No Brasil, a ferrugem causada por Puccinia psidii Winter destaca-se como a mais importante doença do eucalipto. O uso de genótipos resistentes é o principal método de controle, o que torna a detecção de marcadores ligados a resistência à ferrugem essencial para a seleção de genótipos resistentes. Neste estudo, uma progênie F1 composta por 131 plantas derivadas de um cruzamento interespecífico de Eucalyptus.Um mapa integrado foi construído para o grupo de ligação três com base em marcadores microssatélites. Para detecção de QTL foram utilizadas duas metodologias baseadas em alelos idênticos por descendência (IBD): marca simples de Haseman and Elston e mapeamento por intervalo de Fulker and Cardon. Ambas as metodologias evidenciaram associação mais significativa para o marcador Embra 125. O QTL que explicou 42 % da variação fenotípica foi mapeado a 0,02 cM desse marcador pela metodologia de intervalo de Fulker and Cardon. O marcador Embra125 têm potencial utilização em seleção assistida, com conseqüente aumento na eficiência durante a seleção de genótipos resistentes.

In Brazil the rust caused by Puccinia psidii Winter stands out as the most important disease of eucalyptus. The use of resistant genotypes is the main control method, which makes the detection of markers linked to rust resistance essential to the selection of resistant genotypes. In this study, an F1 progeny of 131 plants from interspecific crossings of Eucalyptus was used to identify markers linked to resistance genes for this pathogen. An integrated map was constructed for linkage group three based on microsatellite markers. For QTL mapping two methodologies based on alleles identical-by-descent (IBD) were used: single marker analysis of Haseman and Elston and the interval mapping procedure of Fulker and Cardon. Both methods showed significant association for the Embra 125 marker.The QTL that explained 42 % of the phenotypic variation was mapped to 0.02 cM of this marker by the Fulker and Cardon. Marker Embra 125 has potential use in assisted selection, thus increasing the efficiency of the selection of resistant genotypes.

Características oligogênicas de distribuição discreta e expressão governada por poucos genes de maior efeito têm se mostrado importantes na condução dos programas de melhoramento, com destaque para a resposta de resistência das plantas às doenças. Métodos tradicionais de detecção de QTL's, que pressupõem normalidade e herança governada por múltiplos fatores, não deveriam ser utilizados para mapeamento dessas características de distribuição discreta e interação epistática predominante. O objetivo deste trabalho é avaliar os resultados de um método para mapeamento e detecção de locos controladores da expressão de características oligogênicas, OTL's (Oligogenic Trait Loci). Esse método, definido como MMCO (Método de Mapeamento de Características Oligogênicas), utiliza funções de verossimilhança para obtenção de estimativas de ligação fatorial entre locos marcadores e locos controladores de características oligogênicas. Os resultados indicam que o método foi adequado para detecção de OTL's em populações F2 relativamente pequenas, compostas por 200 indivíduos, e que a determinação a priori do padrão de herança é condição necessária para a utilização dessa estratégia, que se diferencia por atender as pressuposições de análise, não necessitar de informação prévia de ordenamento entre as marcas e por permitir a obtenção de estimativas a partir da informação contida em todas as classes genotípicas.

Oligogenic traits are distinguished by their heritage ruled by higher effect genes and by their importance for cultivated plants, with emphasis to the plant disease resistance inheritance. The qualitative nature and epistatic interaction of these traits results in a heritage pattern that should not be interpreted through traditional QTL detection strategies. The objective of this work was to propose a method for Oligogenic Traits Loci (OTL) detection. This method, defined as Oligogenic Trait Mapping Method (OTMM) uses maximum likehood probability functions to obtain adjusted "r" estimates that express the distance among the molecular markers and the OTL loci. The results show that the method was adequate for OTL detection even in relatively small F2 populations. The prior definition of the oligogenic heritage pattern is one the main requirements of this method that focus in the attainment of the analysis presumptions without previous markers order information.

O objetivo deste trabalho foi padronizar as condições de obtenção e regeneração de protoplastos de Epulorhiza repens e Ceratorhiza sp. Para o fungo E. repens, a maior produção de protoplastos, 8.0 x 10(6) protoplastos/mL, foi obtida em KCl 0.6 M, na presença de 15 mg/mL de "Lysing Enzymes" e micélio fúngico com 2 dias de idade. A maior freqüência de regeneração obtida foi de 8,5 % quando sacarose 0.5 M foi utilizada como estabilizador osmótico. Do total de protoplastos obtidos, 80 % eram nucleados e 20 % anucleados. Para Ceratorhiza sp., a maior produção de protoplastos, 4,0 x 10(7) protoplastos/mL, foi obtida em NaCl 0.6 M, na presença de 15 mg/mL de "Lysing Enzymes" e 15mg/mL de Glucanex, e micélio fúngico com 2 dias de idade. A maior freqüência de regeneração obtida foi de 6.7 % utilizando sacarose 0.5 M como estabilizador osmótico. Do total de protoplastos obtidos, 88.8 % eram nucleados e 1.2 % anucleados. O estabelecimento de protocolo otimizado para obtenção e regeneração de protoplastos dos fungos E. repens e Ceratorhiza sp. é importante, permitindo o estabelecimento de técnicas de transformação genética, o isolamento de mutantes, a determinação de cariótipo eletroforético e o cruzamento de linhagens.

The aim of this work was to study the standardization of conditions to obtain and regenerate Epulorhiza repens and Ceratorhiza sp. protoplasts. For E. repens, the largest number of protoplasts (8.0 × 10(6) protoplasts/mL) was obtained in 0.6 M KCl, using 15 mg/mL of Lysing Enzymes, and 2-day-old fungal mycelium. When 0.5 M sucrose was used as osmotic stabilizer, the highest frequency of regeneration was achieved (8.5 %); 80.0 % of protoplasts were nucleated, and 20.0 % anucleated. For Ceratorhiza sp., the largest number of protoplasts (4.0 × 10(7) protoplasts/mL) was achieved in 0.6 M NaCl, when 15 mg/mL of Lysing Enzymes and 15mg/mL of Glucanex, with 2-day-old fungal mycelium were used. The highest frequency of regeneration was 6.7 % using 0.5 M sucrose as osmotic stabilizer; 88.8 % of protoplasts were nucleated, and 11.2 % anucleated.

We characterized indigenous common bean rhizobia from five districts of the state of Minas Gerais, Brazil. The isolates were trapped by two common bean varieties, the Mineiro Precoce (Andean origin) and Ouro Negro (Mesoamerican origin). Analysis by BOX-PCR of selected isolates detected a high level of genetic diversity.

A presença de enzima de restrição na mistura de transformação aumentou a eficiência da transformação em Moniliophthora perniciosa. A influência da forma do vetor (linear ou circular), o padrão de integração do plasmídeo nos sítios genômicos e a influência do promotor usado para expressar o gene marcador foram também analisados. A adição de BamHI ou NotI aumentou o número de transformantes 3-10 vezes e 3 vezes, respectivamente, em relação ao controle sem a adição da enzima. O uso de plasmídeos pré-linearizados não aumentou a eficiência da transformação quando comparado à eficiência obtida com plasmídeos circulares. No entanto, a freqüência de transformantes multi-cópias aumentou significativamente. Juntos os procedimentos reportados aqui resultaram em processos mais eficientes de produção de protoplastos e transformação, onde o tempo necessário para o aparecimento dos transformantes e o número de inserções múltiplas foi reduzido.

The presence of restriction enzymes in the transformation mixture improved the efficiency of transformation in Moniliophthora perniciosa. The influence of the vector shape (linear or circular), the patterns of plasmid integration in genomic sites and the influence of the promoter used to express the gene marker were also analyzed. The addition of BamHI or NotI increased the number of transformants by 3-10-fold and 3-fold, respectively, over the control without added enzyme. The use of pre-linearized plasmid did not increase the transformation efficiency in comparison with the circular plasmid. However, the frequency of multi-copy transformants increased significantly. The transformation procedure here reported resulted in better production of protoplasts and transformation efficiency. In addition, the time necessary for the detection of the first transformants and the number of insertions were reduced.

Fusões de protoplastos entre linhagens mutantes auxotróficas e morfológicas complementares de Penicillium griseoroseum e P. expansum foram induzidas por polietilenoglicol e íons cálcio (Ca2+). Fusionantes foram obtidos em meio mínimo e uma linhagem prototrófica, possivelmente diplóide, foi selecionada para a haploidização com o fungicida benomil. Diferentes linhagens recombinantes foram isoladas e caracterizadas quanto à presença de mutações auxotróficas e a produção de enzimas pectinolíticas. O fusionante prototrófico não apresentou maior atividade de pectinases em relação às linhagens parentais, entretanto, entre 29 recombinantes analisados, quatro apresentaram maiores atividades enzimáticas. O recombinante RGE27, o qual possui as mesmas mutações auxotróficas e morfológicas que a linhagem parental de P. griseoroseum, apresentou um aumento considerável na produção de poligalacturonase (3 vezes) e de pectina liase (1,2 vezes).

Protoplast fusion between complementary auxotrophic and morphological mutant strains of Penicillium griseoroseum and P. expansum was induced by polyethylene glycol and calcium ions (Ca2+). Fusant strains were obtained in minimal medium and a prototrophic strain, possibly diploid, was chosen for haplodization with the fungicide benomyl. Different recombinant strains were isolated and characterized for occurrence of auxotrophic mutations and pectinolytic enzyme production. The fusant prototrophic did not present higher pectinase production than the parental strains, but among 29 recombinants analyzed, four presented enhanced enzyme activities. The recombinant RGE27, which possesses the same auxotrophic and morphologic mutations as the P. griseoroseum parental strain, presented a considerable increase in polygalacturonase (3-fold) and pectin lyase production (1.2-fold).

Penicillium expansum e P. griseoroseum foram caracterizados morfológica e molecularmente. Variações na morfologia das colônias e coloração dos conídeos foram observadas entre os isolados. A caracterização molecular foi baseada em marcadores RAPD, sequenciamento da região do espaçador interno transcrito do DNA ribossomal e "fingerprinting" telomérico. Foi usado um total de 78 primers RAPD, sendo que 8 apresentaram 54% de fragmentos de DNA polimórficos. Os produtos da amplificação da região ITS de P. expansum e P. griseoroseum foram de 600 e 594 pb, respectivamente. Não foi detectada nenhuma variação na seqüência de nucleotídeos dessa região, comparando-se P. expansum e P. griseoroseum, exceto em relação aos seis nucleotídeos iniciais adicionais. Observou-se a ocorrência de polimorfismo na organização da região subtelomérica no genoma destes fungos e estimou-se um número mínimo de três cromossomos para estas espécies. Este é o primeiro trabalho que descreve a existência de polimorfismo na organização da região subtelomérica do genoma de espécies de fungos pertencentes ao gênero Penicillium, altamente homogêneo, indicando uma possível utilização da abordagem empregada neste estudo para pesquisas filogenéticas futuras.

Two species from the genus Penicillium, Penicillium expansum and P. griseoroseum (Brasilian isolates) were characterized morphologic and molecularlly. Morphological variability was detected among isolates in regard to colony morphology and to conidia coloration. The molecular characterization was based on the RAPD markers, telomeric fingerprinting and ITS sequencing. A total of 78 RAPD primers were used and 8 presented differences in band patterns with 54% of the amplified polymorphic fragments. The monomorphic fragments of 600 bp (P. expansum) and 594 bp (P. griseoroseum) were amplified. The only internal transcribed spacer region variation detected between the two species was the additional six initial nucleotides. The analysis by telomeric fingerprinting showed polymorphism between both species and the chromosome minimal numbers estimated were three. The polymorphism observed in the organization of the subtelomeric region in the genome of two Penicillium species within the high homogeneous Penicillium subgenus is for the first time reported and perhaps can be employed in future phylogenetic studies.

O presente trabalho teve como objetivos a caracterização e identificação de QTLs para características de crescimento e de qualidade da madeira em híbridos de eucalipto derivados do cruzamento entre E. grandis e E. urophylla. Para isso foi desenvolvido um mapa de ligação RAPD pouco saturado (LOD = 3 e r = 0,40) contendo 52 marcas e 12 grupos de ligação. Características de qualidade da madeira e características de crescimento foram avaliadas quanto à presença de QTLs. Foram utilizadas metodologias de mapeamento por marca simples, mapeamento por intervalo simples e mapeamento por intervalo composto para posicionamento e caracterização dos efeitos dos QTLs. Todas as análises geraram resultados consistentes que indicaram a existência de QTLs relacionados com a expressão das características densidade, rendimento de polpa e teor de extrativos confirmados pela metodologia de mapeamento por intervalo simples e pelo mapeamento por intervalo composto e, ainda, outras regiões de menor significância confirmadas apenas pela metodologia de mapeamento por intervalo composto (teor de lignina solúvel, teor de lignina insolúvel, DAP e altura total). A sobreposição de QTLs em determinadas regiões dos grupos de ligação pode ser resultado da existência de regiões do genoma mais importantes para o crescimento e desenvolvimento da planta, indicando a existência de blocos gênicos de maior efeito relacionados com a regulação e controle das características estudadas. Visando comparar o efeito da seleção assistida, marcadores moleculares adjacentes aos QTLs detectados foram considerados como critério para a seleção individual. A comparação dos valores dos diferenciais de seleção evidenciou que a seleção fenotípica aos 7 anos resulta em ganhos superiores à seleção precoce e a combinação das duas estratégias deve contribuir para um aumento na eficiência dos métodos de seleção.

The present work aimed to characterize and identify QTLs for wood quality and growth traits in E. grandis x E. urophylla hybrids. For this purpose a RAPD linkage map was developed for the hybrids (LOD=3 and r=0.40) containing 52 markers and 12 linkage groups. Traits related to wood quality and growth were evaluated in the QTL analyses. QTL analyses were performed using chi-square tests, single-marker, interval mapping and composite interval mapping analyses. All approaches led to the identification of similar QTLs associated with wood density, cellulose pulp yield and percentage of extractives, which were detected and confirmed by both the interval mapping and composite interval mapping methodologies. Some QTLs regions were confirmed only by the composite interval mapping methodology: percentage of soluble lignin, percentage of insoluble lignin, CBH and total height. Overlapping QTLs regions were detected, and these, can be the result of major genes involved in the regulation and control of the growth traits by epistatic interactions. In order to evaluate the effect of early selection using RAPD molecular data, molecular markers adjacent to QTLs were used genotype selection. The analysis of selection differential values suggests that for all the traits the phenotypic selection at seven years should generate larger genetic gains than early selection assisted by molecular markers and the combination of the strategies should elevate the selection efficiency.

Uma xilanase extracelular foi encontrada como a principal proteína na cultura filtrada de Penicillium expansum quando cultivado em farelo de trigo 0,3 %, a qual não mostrou multiplicidade. A enzima foi parcialmente purificada por fracionamento com sulfato de amônia, cromatografia de exclusão molecular, ultrafiltração e cromatografia de troca aniônica. O perfil de eluição das proteínas mostrou uma única forma de xilanase, sendo esta parcialmente caracterizada. A atividade da xilanase purificada foi ótima em pH 5.5 e à temperatura de 40 ºC. A enzima foi estável em pH entre 5,5 e 6,5 e à temperatura entre 20-40ºC. A enzima apresentou Km de 3,03 mM e Vmax de 0,027 mimol min-1 mig-1 de proteína. A atividade enzimática foi aumentada 31 % por Mg+2 e 28 % por Al+3.

An extracellular xylanase was found to be the major protein in the filtrate culture of Penicillium expansum when grown on 0.3 % wheat bran, which showed no xylanase multiplicity. The enzime was partial purified by.ammonium sulfate fractioning, molecular exclusion chromatography, ultrafiltration and anion exchange chromatography. The protein eluation profile showed only one form of xylanase that was partially characterized. The activity of purified xylanase was optimal at pH 5.5 and 40 ºC. The enzyme was stable at pH between 5.5 and 6.5 and temperatures between 20-40 ºC. The enzyme showed a Km of 3.03 mM and Vmax of 0.027 mumol min-1 mug -1 of protein. The enzymatic activity was increased 31 % by Mg2+ and 28 % by Al3+.

Penicillium brevicompactum é um fungo filamentoso que apresenta um potencial para a aplicação industrial devido a sua eficiente produção de enzimas do complexo pectinolítico. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de transformação heterólogo para P. brevicompactum baseado na complementação de um mutante nitrato redutase. Mutantes nitrato redutase foram obtidos pela resistência ao clorato de sódio em uma taxa de 23,24%. O mutante denominado 4457-18X foi escolhido para os experimentos de transformação com o vetor pNH24, que contém o gene da nitrato redutase de Fusarium oxysporum. Uma freqüência de cerca de 3 transformantes/mg de DNA foi obtida utilizando-se o vetor pNH24 na forma circular e um aumento de cerca de 10 vezes nessa freqüência foi alcançado com a utilização desse vetor linearizado com a enzima de restrição Xba I. A análise dos transformantes pela técnica de hibridização revelou uma tendência do vetor linearizado diminuir o número de integrações em relação ao vetor circular. A integração foi aleatória e estável nos transformantes analisados. O estabelecimento de um sistema de transformação para P. brevicompactum é essencial para a manipulação genética desse microrganismo.

Penicillium brevicompactum is a filamentous fungus that presents a potential for industrial use due its efficient pectinase production. A heterologous transformation system was developed for P. brevicompactum based on the complementation of a nitrate reductase mutant. Nitrate reductase mutants were obtained by resistance to chlorate in a rate of 23.24% when compared to other mutations that lead to the chlorate resistance. One mutant named 4457-18X was chosen for the transformation experiments with the pNH24 vector containing de Fusarium oxysporum nitrate reductase gene. A frequency of approximately 3 transformants/µg DNA was obtained using the circular vector pNH24. This frequency was multiplied about 10 fold using the linearized vector with the Xba I restriction enzyme. Southern analysis of the transformants showed a tendency of the linearized vector to diminish the number of integrations compared to the use of the circular vector. The integration was random and stable in the analyzed transformants. The establishment of a transformation system for P. brevicompactum is fundamental for genetic manipulation of this microorganism.