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Background Pisolithus microcarpus (Cooke & Massee) G. Cunn is a gasteromycete that produces closed basidiocarps in symbiosis with eucalypts and acacias. The fungus produces a complex basidiocarp composed of peridioles at different developmental stages and an upper layer of basidiospores free of the hyphae and ready for wind dispersal upon the rupture of the basidiocarp pellis. During basidiosporogenesis, a process that takes place inside the basidiocarp peridioles, a conspicuous reserve of fatty acids is present throughout development. While several previous studies have described basidiosporogenesis inside peridioles, very little is known about gene expression changes that may occur during this part of the fungal life cycle. The objective of this work was to analyze gene transcription during peridiole and basidiospore development, while focusing specifically on cell cycle progression and lipid metabolism.[br/] Results Throughout different developmental stages of the peridioles we analyzed, 737 genes were regulated between adjacent compartments (>5 fold, FDR-corrected p-value

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The rust caused by the basidiomycete Puccinia psidii is one of the most destructive diseases of eucalipty plantations in Brazil, and cause for sanitary barriers where this disease does not occur in Asia and Oceania. During the interaction with the host the biotrophic fungi, such as rusts, secrete effector proteins involved in the suppression of the defense response and in the manipulation of the host metabolism. A strategy that can be used to discovery of these proteins is the in silico prediction of cellular sequences export in open reading frames deduced from cDNA sequencing. This study aimed to identify and characterize cDNA sequences of P. psidii that encode secreted proteins through sequence analysis of a cDNA library constructed from mRNA isolated from Eucalyptus grandis leaves infected by P. psidii. We analyzed 9,864 expressed sequence tags (ESTs). From 1,675 transcripts that encode proteins with no similarity to protein sequences of non-redundant GenBank/NCBI database and lacked identity to cDNA or genome sequences deposited in the eucalipty databases, 173 ORFs that showed positive prediction in five or more parameters of the export signal sequence prediction algorithm SignalP were obtained. A subgroup of 31 clones with better predictive value of cell export in different algorithms was selected for characterization. Twenty-nine of the clones had the ORF amplified from the genome of P. psidii generating equal or larger fragments than those amplified from the cDNA. Eight clones showed sequences similarity to Puccinia graminis and five Melampsora laricis sequences, among which, four have similar in both banks. The selected clones were also compared with each other using the program BlastP, and presented similarity, ranging from small motifs shared to extensive identity. Secretion of proteins encoded for 24 clones was confirmed in vitro by the yeast secretion trap (YST). Twenty clones had their ORF cloned into a vector for Agrobacterium-mediated transient expression. Analysis of transient expression and expression monitoring of secreted proteins are being optimized to investigate the effector role of hypothetical proteins identified. A ferrugem causada pelo basidiomiceto Puccinia psidii é uma das doenças mais destrutivas da cultura do eucalipto no Brasil, e motivo de restrições sanitárias onde a doença ainda não ocorre na Ásia e Oceania. Durante a interação com o hospedeiro os fungos biotróficos, como as ferrugens, secretam proteínas efetoras envolvidas na supressão da resposta de defesa e na manipulação do metabolismo do hospedeiro. Uma estratégia que pode ser utilizada para descoberta dessas proteínas é a predição in silico de sequências de exportação celular em sequências abertas de leitura deduzidas a partir do sequenciamento de cDNAs. O presente trabalho teve por objetivo identificar e caracterizar sequências de cDNAs de P. psidii que codificam proteínas secretadas por meio da análise de seqüências de uma biblioteca de cDNA construída a partir de mRNA isolado de folhas de Eucalyptus grandis infectadas por P. psidii. Foram analisadas 9864 etiquetas de seqüências expressas (ESTs). A partir de 1675 transcritos que codificam proteínas sem similaridade a sequências protéicas do banco não redundante do GenBank/NCBI e que não possuíam identidade a sequências de cDNA ou sequências genômicas depositadas em bancos de dados de eucalipto, foram obtidas 173 ORFs que apresentaram predição positiva em cinco ou mais parâmetros do algoritmo de predição de sequências sinal de exportação SignalP. Foi selecionado um subgrupo de 31 clones com melhores valores de predição de exportação celular em diferentes algoritmos para caracterização. Vinte e nove dos clones selecionados tiveram a região da ORF amplificada do genoma de P. psidii, gerando fragmentos iguais ou maiores aos amplificados a partir do cDNA. Oito clones apresentaram similaridade a seqüências de Puccinia graminis e cinco a sequências de Melampsora laricis, dentre as quais, quatro têm similares em ambos os bancos. Os clones selecionados também foram comparados entre si utilizando o programa BlastP, e apresentaram similaridade, variando desde pequenos motivos compartilhados a extensa identidade. Foi confirmada a secreção in vitro das proteínas codificadas por 24 clones pelo sistema de armadilha de sinal de secreção em levedura (YST). Vinte clones tiveram sua ORF clonada em um vetor para expressão transiente mediada por Agrobacterium. Análises de expressão transiente e do monitoramento da expressão das proteínas secretadas estão sendo otimizados para investigação do papel efetor das proteínas hipotéticas identificadas.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Eucalypt is the most planted tree in Brazil and to maintain a sustainable forest production it is fundamental do understand the processes of litter decomposition and the impact of eucalypt cultivation on soil organic matter (SOM) fractions. The conversion of planted pastures in eucalypt plantations alters the labile and humified pools of SOM, but little is known about the effects of eucalypt plantations in those fractions in Argisols of Brazilian Coastal Plain. Thus, in the first two chapters of this work it was investigated the changes caused by eucalypt cultivation on carbon (C) and nitrogen (N) stocks in SOM fractions. The selected soils were sampled in the 0- 10, 10-20, 20-40, 40-60 and 60-100 cm depths in areas previously under planted pasture, and currently cultivated with short-rotation eucalypt at the end of the first rotation (implantation eucalypt); eucalypt in the second rotation, as a new stand (reformed eucalypt); planted pasture and, native vegetation (Atlantic Forest), used as a reference. The study was in a completely randomized block design with six replicates, and treatments analyzed as split-plot. The substitution of the native forest for planting pasture, and the implantation of the eucalypt in pasture land reduced total organic carbon (TOC), labile carbon (LC), free light fraction C (FLL) and humic substance (HS) C stocks. However, in the second rotation, when eucalypt was cultivated under reform, there was a recover in C stocks of those SOM fractions, which returned to values similar to those under the native forest soil. The pasture was the soil use that maintained the largest N stocks in all SOM fractions. Similarly to C, most of the N in the soil under pasture is associated to the humin fraction. The analysis of C in HS was sensitive to detect differences among the different soil uses, but the effects were more evident in the labile and intermediate SOM fractions. The soil microbial biomass (BMS) C stocks showed no significant difference among soil uses in surface layers, and significant differences were detected only when C stocks of deeper soil layers were taken into account. The adoption of reduced tillage, the on site debarking, and the increase of fertilization, especially with N, in plantation eucalypt is believed to produce plant residues of better quality and faster cycling rates. However, reports on the decomposition rate of different residue components and how it is influenced by their N content are scarce. In the third chapter, it is presented results on the dynamics of decomposition of individual eucalypt residue components (with and without bark) with distinct initial N content, under different climatic conditions in southern Bahia state, Brazil. The residues (leaves, branches) used in the decomposition study were collected in a nitrogen fertilization experiment, from three year-old clonal Eucalyptus grandis x E. urophylla trees not fertilized with N and from trees that were fertilized with high doses of N (320 kg ha-1). The bark used was from a nearby clonal 7,4 year-old eucalypt plantation that had been recently harvested with a harvester. Leaves, branches and barks were dried, weighed, combined and put inside litter bags, which were then were taken to the field. Each litter bag contained 40 g of residue. The litter bags were allocated in five regions (West, Central A, North, Central B and South) with increasing rainfall. Litter bags were collected at five periods (0, 1, 3, 6 and 12 months) after installation. The treatments consisted of two residue compositions (leaves + branches, with and without bark), two residue nutritional qualities (low and high N content), and five sampling periods (0, 1, 3, 6 and 12 months), in the five geographic regions with distinct rainfall. The experiment was in a completely randomized block design with five replicates (regions), and treatments arranged in a split-split plot design. The residues with higher initial N content and in regions with higher rainfall were more rapidly decomposed. The time required for 50 % of mass loss of the whole combined residue (leaf + branch + bark) (t0,5) varied from 248 to 388 days for residues with high initial N content, and from 322 to 459 days for residues with lower initial N content. However, with exception of the drier, West region, the presence of bark led to smaller decomposition constants (k) and larger t0,5 values for the combined residues that had greater initial N content. Of the individual components of the litter, the leaves were more rapidly decomposed. The decomposition of branches was stimulated by the presence of the bark, the greater initial N content and precipitation. Conversely, the bark that was in the presence of residues with greater initial content was less decomposed. The mass remaining of individual components of residue correlated negatively with N and lignin content. For branches and bark, the C:N and lignin:N ratios were important indicators of the resistance decomposition, because higher ration resulted in smaller mass loss and longer t0,5. The release of N from leaves followed the decomposition dynamics, while in more recalcitrant materials, with lower N initial content (branches and bark) it was observed a temporary net N immobilization. O eucalipto é a essência florestal mais plantada no Brasil e, quando se visa manter a sustentabilidade da produção florestal, é imprescindível entender os processos de decomposição de litter e o impacto do cultivo do eucalipto nas frações da matéria orgânica do solo (MOS). A conversão de pastagens em florestas plantadas de eucalipto modifica as frações lábeis e humificadas da MOS, mas a magnitude destas alterações é pouco conhecida no bioma da Mata Atlântica de Tabuleiros Costeiros. Assim, nos dois primeiros capítulos deste trabalho são relatadas as mudanças causadas pelo cultivo do eucalipto nos estoques de C e N nessas frações. Os solos selecionados foram amostrados nas profundidades em 0-10, 10-20, 20-40, 40-60 e 60-100 cm, de áreas anteriormente ocupadas por pastagem e, atualmente, cultivadas com eucalipto no final da primeira rotação - eucalipto implantação; eucalipto na segunda rotação cultivado em sistema de reforma eucalipto reformado; pastagem e, mata nativa, esta última tomada como referência. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com seis repetições, sendo os tratamentos analisados em parcelas subdivididas (usos do solo na parcela e profundidades na subparcela). A substituição da mata nativa pela pastagem, e a implantação do eucalipto em área de pastagem ocasionaram reduções nos estoques de C orgânico total (COT), C lábil, C da matéria orgânica leve livre (MOLL) e, substâncias húmicas (SH). No entanto, quando cultivado sob reforma, em 2ª rotação, houve recuperação do estoque de C nestas frações, retornando aos valores similares àqueles do solo sob mata nativa. A pastagem foi o uso do solo que manteve os maiores estoques de nitrogênio (N) em todas as frações da MOS. Assim como o C, a maior parte deste N no solo sob pastagem está associada à fração humina. A análise do C nas SH foi sensível para detectar diferenças entre os diferentes usos do solo, porém, a magnitude dos efeitos são maiores nas frações mais lábeis e de labilidades intermediárias da MOS. O estoque de C da fração mais lábil (biomassa microbiana do solo) não foi diferente estatisticamente nas camadas mais superficiais e somente se detectou diferença significativa quando os estoques foram analisados juntamente com aqueles em maiores profundidades. A adoção do cultivo mínimo, o descascamento do tronco na área de plantio, e o aumento da adubação, especialmente com N, em áreas plantadas com eucalipto, têm gerado resíduos que se acredita serem de melhor qualidade. Todavia, não se têm relatos sobre o tempo de ciclagem dos diferentes componentes do resíduo da colheita e como esta é influenciada pelo teor de N do tecido vegetal. No terceiro capítulo, são apresentados resultados de estudo sobre a dinâmica da decomposição de resíduos de eucalipto, com diferentes composições (com e sem a presença de casca) e teores iniciais de N, em condições climáticas distintas na Bahia. Os resíduos folha e galho utilizados nesse estudo de decomposição foram provenientes de um mesmo local, oriundos de um experimento de adubação nitrogenada. Árvores clonais de híbridos de Eucalyptus grandis com E. urophylla não fertilizadas com N e, árvores que foram submetidas a altas doses de N (320 kg ha-1), com cerca de três anos de idade, foram abatidas e separadas em folha e galho. A casca foi oriunda de um povoamento de clones do mesmo híbrido com 7,4 anos de idade recém colhido. Folhas, galhos e cascas foram secos, pesados e colocados dentro dos litter bags, na forma mais similar àquela encontrada no campo após a colheita, sendo que cada litter bag continha 40 g de resíduo homogeneizado. Os litter bags foram alocados em cinco regiões (Oeste, Central A, Norte, Central B e Sul - listadas em ordem crescente de pluviosidade). Os tratamentos consistiram de: duas composições de resíduo (folha + galho, com ou sem casca), duas qualidades nutricionais (maior ou menor teor inicial de N); cinco épocas de coleta (0, 1, 3, 6 e 12 meses), dispostas em cinco regiões do Estado da Bahia. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com cinco repetições, e os tratamentos dispostos em parcelas sub-sub-divididas (parcelas = tratamentos, subparcelas = regiões e sub-sub-parcelas = tempo). Os resíduos com maiores teores iniciais de N e em regiões com maiores precipitações pluviais foram mais rapidamente decompostos. O tempo necessário para a decomposição de 50 % de todo o resíduo combinado (folha + galho + casca) da colheita (t0,5) variou de 248 a 388 dias para resíduos com maiores teores iniciais de N e, de 322 a 459 dias para resíduos com menores teores iniciais de N. Todavia, com exceção da região Oeste, na presença de casca, os resíduos combinados com maiores teores de N reduziram a constante de decomposição (k) e aumentaram o valor de t0,5. Dos componentes individuais do litter, as folhas foram mais rapidamente decompostas e as taxas de decomposição variaram em função das condições ambientais, sendo mais elevada em regiões de maiores precipitações pluviais. A decomposição do galho foi estimulada pela presença da casca e pelo teor inicial mais elevado de N. Para casca, observou-se comportamento inverso, pois na presença de resíduos com maiores teores iniciais de N, houve menor decomposição. Para galho e casca, a relação C:N e lignina:N foram importantes indicadores da resistência do material à decomposição, pois quanto maior essas relações maior foi a permanência do resíduo na área. Na folha a liberação de N foi similar à dinâmica de decomposição do litter, enquanto que em materiais mais recalcitrantes (galho e casca) foi observada imobilização líquida de N.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico O objetivo deste trabalho foi estudar a formação de ectomicorrizas por isolados monocarióticos e dicarióticos de Pisolithus sp.em Eucalyptus grandis, sob condições de casa-de-vegetação, e investigar as relações entre o estabelecimento da associação e o crescimento e a absorção de P, Ca, Mg, K, Cu e Zn pelas plantas. Caracterizou-se, também, a produção de massa seca micelial e a absorção de nutrientes pelos isolados fúngicos cultivados por 30 dias, a 25°C, em 50 mL de solução Melin-Norkrans modificada. Os isolados fúngicos apresentaram grande variação na produção de massa seca micelial e na capacidade de absorção de macro- e micronutrientes. Em geral, os isolados monocarióticos apresentaram maiores índices de eficiência de utilização de nutrientes do que os dicários. Todos os isolados monocarióticos e dicarióticos de Pisolithus sp. testados foram capazes de formar ectomicorrizas típicas quando associados com E. grandis. As ectomicorrizas formadas pelos isolados monocarióticos apresentaram manto ao redor das raízes laterais e rede de Hartig limitada aos espaços intercelulares da epiderme radicular, evidenciando a compatibilidade entre os monocários e a planta hospedeira. A espessura do manto fúngico variou de 24 a 30 μm para ambos os tipos de isolados. A presença dos isolados fúngicos monocarióticos associados às raízes laterais de E. grandis resultou em aumento do diâmetro radial das células da epiderme radicular, característico das ectomicorrizas, indicando que os monocários são capazes de produzir os mesmos reguladores de crescimento que os dicários. O comprimento radial das células da epiderme radicular nas ectomicorrizas variou de 26 a 38 μm e a largura de 11 a 17 μm. As médias de percentagem de colonização radicular para os isolados monocarióticos e dicarióticos foram semelhantes (p