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The following supporting information can be downloaded at: www.mdpi.com/xxx/s1, Figure S1. SnapGene map of the SCMVCpaj405-pET28 (a+) expression construct for E. coli. Figure S2. Transformation, ligation and restriction digestion analysis. Figure S3. 6XHis-SCMVCpaj405 recombinantly expressed protein subcellular localization in E. coli BL21C+ Figure S4. Optimization of indirect ELISA test for the detection of SCMV. Figure S5. RT-PCR-based confirmation of SCMV infection in sugarcane leaves. (a) Photograph of sugarcane leaves with and without symptoms (1= symptomatic; 2= non-symptomatic); (b) Total RNA extraction from sugarcane leaves (1= symptomatic; 2= non-symptomatic); (c) RT-PCR amplification of SCMVCpaj405 protein gene (1= symptomatic leaves, 2= healthy leaves), and M= 1kb DNA ladder. Figure S6. The graphical user interface for BepiPred-3.0 on Cp-SCMV protein. Figure S7. 3D model structures of SCMVCpaj405 protein constructed through I-TASSER (a) and SWISS-MODEL (b) Figure S8. Graphical representation of signal peptide for SCMVCpaj405 protein by Signal-5.0 prediction Figure S9. Multiple sequence alignment (amino acid) of the SCMV coat protein and SrMV coat protein. The red box indicates the common epitope with one amino acid difference at the 5th position between SCMV and SrMV. Table S1 Predicted antigenic epitopes of SCMVCpaj405 fusion protein by GenScript “OptimumAntigen Design Tool. Table S2 Predicted subcellular localization site of SCMVCpaj405 native and fusion proteins by SOSUIGramN. Table S3. Signal peptide score summary of SCMVCpaj405 predicted by SignalP-5.0 for Gram-negative bacteria. Table S4 All predicted antigenic epitopes located in the SCMVCp, SrMVCp, and SCSMV. Table S5 Common predicted antigenic epitopes located in the SCMVCp, SrMVCp, and SCSMVCp &nbsp

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cultura da cana-de-açúcar (Saccharum spp) está entre as mais importantes do Brasil, tendo o setor sucroalcooleiro grande importância econômica no país devido ao crescente consumo de álcool e açúcar. A fase de maturação no desenvolvimento da cana-de-açúcar é especialmente interessante, pois está diretamente relacionada com o teor de sacarose. O hormônio etileno está envolvido em muitos aspectos do ciclo de vida da planta, incluindo a maturação. Como primeira parte deste projeto, o objetivo foi avaliar a relação entre etileno e maturação de cana-de-açúcar pela caracterização da expressão dos genes que codificam as isoformas da enzima ACC sintase, responsável por uma das vias da biossíntese desse hormônio. Assim, dois genes (Scacs1 e Scacs2) que codificam para a enzima ACC sintase foram identificados no projeto SUCEST e caracterizados. Nossos resultados de localização subcelular confirmaram estudos anteriores sobre a localização citoplasmática das proteínas ACS. Todavia, nós identificamos por análise in silico a presença de um peptídeo sinal na região N-terminal da proteína ScACS2. Ensaios de duplo-híbrido com bibliotecas de cDNAs a partir de tecidos de folha +1 e entrenó 5, nos revelaram novas interações putativas com a proteína ScACS2, sendo uma delas, a proteína denominada sinaptotagmina envolvida no mecanismo de reparo da membrana celular. Ao contrário do que foi observado em Arabidopsis, nossos resultados de heterodimerização não identificaram uma interação entre as isoformas de cana-de-açúcar. Análise de expressão por PCR quantitativo em duas variedades contrastantes ao teor de sacarose, identificaram uma maior expressão nos entrenós madurados quando comparados aos entrenós jovens para os dois genes ACS. Em uma estudo in situ da expressão, o gene Scacs1 apresentou uma expressão nas células do parenquima e nas células da bainha do feixe vascular, entretanto, não mostrou expressão nos feixes vasculares. Por outro lado, o gene Scacs2 apresentou expressão constitutiva nos diferentes tipos celulares e, inclusive, nos feixes vasculares. Os resultados apresentados nesse trabalho, abrem novas perspectivas e perguntas para os diversos mecanismos fisiológicos e celulares realizados pelo hormônio etileno nas plantas. Todavia, uma prática comum antes da colheita da cana é a aplicação de precursores do hormônio etileno, como o etefon (ácido 2-cloroetil fosfônico) para acelerar o amadurecimento final das plantas, inibir o florescimento e consequentemente aumentar o teor de sacarose. Assim, a manipulação da biossíntese desse hormônio tem o potencial para aumentar a produtividade em cana. Desta forma, um segundo objetivo deste projeto foi desenvolver uma estratégia para promover o amadurecimento controlado da cana-de-açúcar no final da safra, usando o etanol em substituição aos análogos químicos do etileno. Para tal, foi avaliado o uso de um promotor ativado por etanol (sistema de expressão alc de Aspergillus nidulans) controlando a expressão do gene que codifica a ACC sintase, enzima chave na biossíntese de etileno. Nossos resultados foram condizentes com o esperado, mostrando claramente um aumento na produção do hormônio etileno quando plantas transgênicas de tabaco foram induzidas por spray foliar com 5% (v/v) de etanol. Esses resultados demonstram a possível utilização de ferramentas biotecnológicas no controle da expressão de genes envolvidos em características agrícolas interessantes, tais como na cultura de cana-de-açúcar. Abstract: Sugarcane crop (Saccharum spp) is among the most important of Brazil, due to its economic importance in the country with the increasingly consume of its by-products such as the ethanol and sugar. Throughout development of the sugarcane, the maturation phase is especially interesting, whereas it is highly related to sucrose accumulate. The ethylene hormone is involved in several physiological processes of plants, including the maturation. As first part of this project, the goal was evaluated the correlation between ethylene hormone and sugarcane maturation through characterization of the genes expression encoded ACS enzymes, involved in biosynthesis pathway of this hormone. Thus, two genes (Scacs1 and Scacs2), which encoding the ACS enzyme, were identified in SUCEST project and characterized. Our results of subcellular localization confirmed previous studies regarding to cytoplasmic localization of ACS proteins. Nonetheless, we identify through in silico analyses the presence of a signal peptide in the N-terminal region of the ScACS2 protein. Yeast two-hybrid assay using cDNAs libraries from leaf +1 and internode 5 tissues, revealed putative interactions with the ScACS2 protein, being one of them, a protein called plant synaptotagmin involved in the mechanism of cell membrane repair. Different from Arabidopsis, our results about heterodimerization did not identify an interaction between sugarcane ACS isoenzymes. Expression analyses of quantitative PCR in two sugarcane varieties contrasting to Brix content presented a higher expression of ACS genes in mature internodes than young internodes. In situ analyses for Scacs1 gene showed an expression in parenchyma cells and bundles sheath, however, none expression was observed in vascular bundles. On the other hand, the Scacs2 gene presented an ubiquitous expression in the different cell types and, including in vascular bundles. Our results presented in this work, open further perspectives and issues about the underlying mechanisms by ethylene hormone in plants. Nevertheless, a common practice before harvest of sugarcane is the application of precursors of ethylene hormone, such as ethephon (2-chloroethyl- dioxido-oxophosphorane) to accelerate plants ripening, delay opening of the inflorescence and to increase sucrose accumulate. As a result, the manipulation of biosynthetic pathway of this hormone is a potential tool to increase the productivity in sugarcane. Thus, other goal of this work was develop a strategy to promote a controlled ripening of sugarcane at the end of harvest, using the inductor ethanol instead of ethylene precursor. To achieve this goal, an ethanol-inducible system based on alc switch of the ascomycete fungus Aspergillus nidulans were evaluated controlling gene expression of ACS and consequently the production of the ethylene hormone. Our results were consistent with the expected, showing clearly an increase in the production of ethylene hormone when transgenic tobacco plants were induced for the leaf spray with 5% (v/v) ethanol. This result shows the possible utilization of biotechnology tools in the control of gene expression involved in important agricultural traits, such as in the sugarcane culture. Mestrado Genética Vegetal e Melhoramento Mestre em Genética e Biologia Molecular

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) The sugar and alcohol sector introduces a big potential to expand the production lines of ethanol, sugar and clean electric energy with a profitable harnessing of its residues and sub products, like sugar cane bagasse. The gasification is a thermo chemical process that converts carbonaceous matter in a gas with attractive energetic properties which is composed of H2 and CO mainly. The objective of this work is to analyze the sugar cane bagasse gasification aiming at the production of a syngas rich in H2 and CO, searching process conditions that maximize its concentrations. Therefore, it was used a continuous fluidized bed reactor applying experimental planning to investigate the effect of the equivalent ratio (ER) and the steam/biomass relation (S/B) in the H2 content. The results show that these variables impact the production of H2. The maximum experimental H2 concentration obtained was equal to 16.97% v/v using ER=0.23 and S/B=0.92; whereas the maximum of the model was equal to 17.38% v/v. For CO, the maximum experimental concentration was 36.13 % v/v using ER = 0.31 and SB = 0.92. Mass balances in some regions show that the gasification with the smallest ER produces the highest H2 and CO concentrations, but with bigger tar formation that can be bad to syngas quality. Moreover, inside the analyzed region the presence of other compounds like Benzene (C6H6) and Toluene (C7H8) was observed. O setor sucroalcooleiro apresenta grande potencial para expandir as linhas de produção de etanol, açúcar e energia elétrica de forma limpa com um aproveitamento rentável de seus resíduos e subprodutos, como o bagaço de cana-de-açúcar. A gaseificação é um processo termoquímico que converte materiais carbonáceos em um gás com propriedades energéticas atrativas, composto principalmente de H2 e CO. Esse trabalho teve como objetivo analisar a gaseificação do bagaço de cana-de-açúcar visando a produção de um gás de síntese rico em H2 e CO, buscando condições de processo que maximizem suas concentrações. Para tanto, foi utilizado um reator de leito fluidizado continuo aplicando um planejamento experimental para investigar o efeito da razão de equivalência (ER) e da relação vapor de água/biomassa (S/B) no teor de H2. Os resultados mostram que essas variáveis impactam a produção de H2. A concentração máxima experimental obtida de H2 foi igual a 16,97% v/v utilizando ER=0,23 e S/B=0,92 enquanto a máxima do modelo igual a 17,38% v/v. Para o CO a máxima concentração experimental foi de 36,13% v/v utilizando ER=0,31 e S/B=0,92. Os balanços de massa em algumas regiões mostram que a gaseificação com menor ER forma mais H2 e CO, porém com maior formação de alcatrão o que pode ser prejudicial para a qualidade do gás de síntese. Além disso, dentro da região analisada, foi constatada a presença de outros compostos no gás como Benzeno (C6H6) e Tolueno (C7H8). CAPES: Código de Financiamento 001

Maintenance and management have substantial importance in the search of the company’s competitive advantages. In this direction, a reliability analysis of equipments is very important for the definition of the most suitable maintenance strategy. The main goal of this paper is to assess the reliability-centered maintenance of the industrial reliability curve of a sugar cane department of an industry located in São Paulo State, Brazil. The proposed research method was based on the application of existing statistical modeling for the times between failures (TBF) of all reported equipment failures or the interruption times in the production line. These times were modeled by standard lifetime probability distributions as log-normal and Weibull distributions. The results showed that the company's strategy for preventive maintenance during the off-season is not adequate and the statistical analysis also identified important factors that affect the company's maintenance strategy. These results could be of great interest for the company and for engineering applications in general.

Submitted by Clayton Luis Baravelli de Oliveira (claytonbaravelli@hotmail.com) on 2020-01-31T16:50:19Z No. of bitstreams: 1 003-2020-Clayton Luís Baravelli de Oliveira.docx: 21828286 bytes, checksum: c99f9102657c368d2964c21532dad731 (MD5) Rejected by Fabio Sampaio Rosas null (fabio@dracena.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: * O arquivo precisa estar no formato PDF * Incluir folha de aprovação na dissertação na página posterior à ficha catalográfica. Agradecemos a compreensão. on 2020-02-04T12:13:27Z (GMT) Submitted by Clayton Luis Baravelli de Oliveira (claytonbaravelli@hotmail.com) on 2020-02-04T18:05:42Z No. of bitstreams: 1 007-2020-Clayton Luís Baravelli de Oliveira.pdf: 4685564 bytes, checksum: 4293e40c820f878869ea5918c14cbb0b (MD5) Rejected by Fabio Sampaio Rosas null (fabio@dracena.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: *Precisa anexar após a ficha catalográfica o "Certificado de Aprovação" e não a Ata, como foi colocado. Agradecemos a compreensão. on 2020-02-04T20:30:22Z (GMT) Submitted by Clayton Luis Baravelli de Oliveira (claytonbaravelli@hotmail.com) on 2020-02-05T18:02:18Z No. of bitstreams: 1 003-2020-Clayton Luís Baravelli de Oliveira.pdf: 4699514 bytes, checksum: c01f14c830a56170891eabcdd6d36041 (MD5) Approved for entry into archive by Fabio Sampaio Rosas null (fabio@dracena.unesp.br) on 2020-02-06T12:39:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Oliveira_clb_me_dra.pdf: 4699514 bytes, checksum: c01f14c830a56170891eabcdd6d36041 (MD5) Made available in DSpace on 2020-02-06T12:39:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_clb_me_dra.pdf: 4699514 bytes, checksum: c01f14c830a56170891eabcdd6d36041 (MD5) Previous issue date: 2019-12-03 Outra A cultura da cana-de-açúcar é exigente em relação a fertilidade do solo, sendo o fósforo um elemento essencial para as plantas, entretanto, se encontra em baixa disponibilidade nos solos brasileiros junto com os baixos teores de matéria orgânica e solos ácidos. Com isso o objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos da adubação com fertilizante fosfatado protegido com polímeros em soqueira de cana-de-açúcar, na dinâmica do fracionamento de fósforo no solo, estado nutricional das plantas, qualidade tecnológica e colmos. O experimento foi conduzido a campo, em Argissolo Vermelho Amarelo distrófico, com baixo teor de fósforo disponível, na região Oeste do Estado de São Paulo. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições. Os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 2x4+1, composto por duas fontes de fósforo (fosfato monoamônio e fosfato monoamônio protegido por polímeros) e quatro doses de fósforo (20, 40, 60, 80 kg ha-1 de P2O5), acrescido de um tratamento controle de dose zero de fósforo. A adubação com fosfato monoamônio com e sem polímeros na soqueira de cana-de-açúcar contribuiu para o aumento de fósforo disponível no solo. O extrator P-resina quantificou a presença do polímero no fertilizante fosfatado, enquanto pelo método Mehlich 1 não foi observado diferença entre as fontes. O fertilizante fosfatado com polímeros apresentou maior disponibilidade de fósforo nas frações lábil e moderadamente lábil em relação a ausência do polímero no fertilizante. A adubação fosfatada aumentou 13 t ha-1 na produção de colmos e não alterou as concentrações de macro e micronutrientes foliares. A qualidade tecnológica da cana-de-açúcar no terceiro corte não variou com a adubação fosfatada. The sugarcane crop is demanding in relation to soil fertility, and phosphorus is an essential element for plants, however, it is in low availability in Brazilian soils along with low levels of organic matter and acidic soils. Thus the objective of this work was to evaluate the fertilization with phosphate fertilizer protected with polymers in sugarcane ratoon, in the availability and fractionation of phosphorus in the soil, nutritional status of plants, technological quality and forage production and Culms. The experiment was conducted in a field, in a ultisol, with low phosphorus content, in the western region of the state of São Paulo. The experimental design was randomized blocks with four replications. The treatments were arranged in a 2x4 + 1 factorial scheme, consisting of two phosphorus sources (monoammonium phosphate and polymer-protected monoammonium phosphate) and four phosphorus doses (20, 40, 60, 80 kg ago-1 of P2O5), plus a dose control treatment Zero phosphorus. The fertilization with monoammonium phosphate with and without polymers in the sugar cane ratoon contributed to the increase of available phosphorus in the soil. The P-resin extractor quantified the effect of the polymer presence on the phosphate fertilizer, while the Mehlich 1 method did not observe any difference between the sources. The phosphate fertilizer with polymers showed higher phosphorus availability in the labile and moderately labile fractions in relation to the absence of the polymer in the fertilizer. The phosphate fertilization increased 13 t ha-1 in the production of stalks and did not alter the concentrations of leaf macro and micronutrients. The technological quality of sugarcane in the third cut did not varied with phosphate fertilization.

Ce numéro est constitué d’articles de synthèse des projets DEPHY EXPE publiés à l’occasion du Colloque National DEPHY EXPE, qui s’est déroulé le 28 mai 2019 à l'Assemblée Permanente des Chambres d'Agriculture (Paris).; Le projet DEPHY EXPE Guadeloupe cherche à expérimenter des techniques de gestion del’enherbement adaptées aux exploitations guadeloupéennes en polyculture élevage dans le but deréduire de plus de 50 % l’usage des herbicides dans les cultures, et notamment en canne à sucre quireprésente la plus importante culture en termes de surfaces sur le territoire. Pour atteindre cet objectif,l’accent a été porté sur la mécanisation des leviers permettant de lutter contre les adventices. Ledéveloppement d’un itinéraire technique mécanisé permettant un sarclage mécanique et la mise enplace d’un couvert végétal dans l’inter-rang d’une culture de canne à sucre plantée a permis deconduire une parcelle sans herbicides. L’implantation de la plante de service Crotalaria juncea a permisde limiter très fortement le développement des adventices, d’augmenter la biodiversité dans la parcelle,et ceci sans concurrencer la culture de canne. Toutefois des solutions mécaniques restent à développerpour lutter contre l’enherbement sur le rang de canne.

Orientador: Renato Vicentini dos Santos Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Em vista das mudanças climáticas, estão previstas mudanças no regime pluviométrico de todo o globo, causando seca em determinadas regiões e aumento de chuvas em outras. Nesse sentido, plantas de grande interesse comercial como a cana-de-açúcar devem ser alvo de pesquisas em busca de maior produtividade e de maiores condições de adaptação frente às futuras alterações do clima. É sabido que os microrganismos que se desenvolvem próximos à raiz das plantas, ou na chamada rizosfera, podem influenciar o crescimento e desenvolvimento destas através de uma variedade de mecanismos, como por exemplo a promoção da mobilização de nutrientes, aumento da absorção de minerais, estímulo ao crescimento vegetal e supressão de patógenos. Dessa forma, esse estudo utilizou métodos de bioinformática para analisar os dados gerados no sequenciamento em larga escala do metatranscriptoma da rizosfera de cana-de-açúcar submetida ao estresse hídrico. Ademais, foi caracterizado o perfil taxonômico e funcional da microbiota ativa, além de ter-se caracterizado a expressão gênica diferencial induzida pelo estresse hídrico e, finalmente, foram geradas redes de co-expressão gênica a partir dos dados obtidos. A montagem de novo do metatranscriptoma resultou em 316.958 contigs a partir dos quais foram preditas 405.547 ORFs. As análises da composição taxonômica do metatranscriptoma revelaram uma predominância dos filos Proteobacteria (52,2%), Actinobacteria (15,1%) e Bacteroidetes (10,6%). Os quatro gêneros mais abundantes que tiveram abundância relativa aumentada após a aplicação do estresse hídrico foram Actinomadura, Dongia, Sphingomonas e Vulgatibacter. A anotação funcional no SEED foi capaz de anotar 208.816 transcritos (51.5%) em 40 categorias funcionais diferentes. As categorias funcionais que apresentaram maior abundância no SEED foram aquelas responsáveis por processos essenciais dos micro-organismos, como por exemplo metabolismo de carboidratos, proteínas, aminoácidos, vitaminas e RNA. Foram descobertas três categorias do SEED com aumento de abundância após a aplicação do estresse hídrico, sendo elas relacionadas a degradação de proteínas para obtenção de energia (degradação de arginina e ornitina) e enzimas oxirredutases atuantes na cadeia respiratória aeróbia (succinato desidrogenase) e em processos fermentativos (cetoisovalerato oxirredutase). A análise da expressão gênica diferencial resultou em 43.716 transcritos diferencialmente expressos e demonstrou que foram down-regulados termos GO relacionados a regulação da respiração celular, biogênese de ribossomo, dobramento de proteína, endocitose, resposta ao estresse e tradução. Por outro lado, os principais termos GO enriquecidos nos transcritos up-regulados foram catabolismo de benzoato, montagem de flagelo e síntese de tRNA de pseudouridina. Além disso, foi gerada uma rede de co-expressão gênica a partir dos transcritos diferencialmente expressos que foi composta por 582 clusters e, através das análises dessa rede, pode-se observar que com a aplicação do estresse hídrico, houve um aumento da expressão de transcritos relacionados, por exemplo a auto proteólise, degradação de ácidos nucléicos e transporte de sideróforos. Os resultados obtidos nesse trabalho auxiliam na compreensão da diversidade taxonômica e funcional da rizosfera de cana-de-açúcar e os efeitos causados pelo estresse hídrico. Finalmente, este trabalho pode servir de base para o desenvolvimento de aplicações para o conhecimento aqui gerado, visando a adaptação e aumento da produtividade da cana-de-açúcar frente às previstas mudanças climáticas globais Abstract: In view of climate changes, the pluviometric regime of the whole globe is expected to change, causing drought in certain regions and rainfall increase in others. In this sense, plants of great commercial interest such as sugarcane should be the subject of research in porsue of greater productivity and better adaptation conditions in the face of future climate changes. It is known that microorganisms that develop near the root of plants, or in the so-called rhizosphere, can influence the growth and development of plants through a variety of mechanisms, such as promoting the mobilization of nutrients, increasing mineral absorption, stimulating plant growth and suppressing pathogens. Thus, this study used bioinformatics methods to analyze data generated in large-scale sequencing of the sugarcane rhizosphere metatranscriptome subjected to water stress. In addition, the taxonomic and functional profile of the active microbiota was characterized, the differential gene expression induced by water stress was revealed, and finally, co-expression gene networks were generated from the data obtained. De novo assembly of the metatranscriptome resulted in 316,958 contigs from which 405,547 ORFs were predicted. The analysis of the taxonomic composition of the metatranscriptome revealed a predominance of the phyla Proteobacteria (52,2%), Actinobacteria (15,1%) and Bacteroidetes (10,6%). The four most abundant genera that had increased relative abundance after application of water stress were Actinomadura, Dongia, Sphingomonas and Vulgatibacter. The functional annotation in SEED was able to annotate 208,816 transcripts (51.5%) in 40 different functional categories. The functional categories that presented greater abundance in SEED were those responsible for essential microorganism¿s processes, such as carbohydrate, protein, amino acids, vitamins and RNA metabolism. Three SEED categories with an increase in abundance after the application of water stress were discovered, being related to the degradation of proteins to obtain energy (degradation of arginine and ornithine) and oxidizing enzymes acting in the aerobic respiratory chain (succinate dehydrogenase) and in fermentation processes (ketoisovalerate oxirreductase). Analysis of differential gene expression resulted in 43,716 differentially expressed transcripts and demonstrated that GO terms related to regulation of cellular respiration, ribosome biogenesis, protein folding, endocytosis, stress response and translation were down-regulated. On the other hand, the major GO terms enriched in up-regulated transcripts were benzoate catabolism, flagellum assembly, and pseudouridine tRNA synthesis. In addition, a gene co-expression network was generated from the differentially expressed transcripts which was composed of 582 clusters and, through the analyzes of this network, it could be observed that with the application of water stress, there was an increase in the expression of transcripts related to, for example, auto proteolysis, degradation of nucleic acids and transport of siderophores. The results obtained in this work help to understand the taxonomic and functional diversity of sugarcane rhizosphere and the effects caused by water stress. Finally, this work can be used as a basis for the development of applications for the knowledge generated here, aiming to adapt and increase the productivity of sugarcane in anticipation of global climate change Mestrado Bioinformática Mestre em Genética e Biologia Molecular FAPESP 2016/08994-3

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cana-de-açúcar é uma cultura de importância econômica mundial, atuando como matéria-prima principalmente na produção de açúcar e etanol. A cultura de cana é afetada por vários tipos de estresses bióticos e abióticos, sendo a seca um dos principais fatores que reduzem a sua produtividade. A seca atua sobre as variedades vegetais de diversas formas, provocando alterações na parte aérea e no sistema radicular. As raízes desempenham um papel importante na manutenção das funções da planta em condições de estresse, de modo que suas propriedades exercem grande influência na resposta à escassez hídrica. Entretanto, o conhecimento acerca das alterações da expressão gênica em raízes de cana sujeitas à seca ainda é muito restrito, embora seja uma etapa importante para a identificação de genes com potencial para a produção de plantas mais tolerantes ao deficit hídrico. Deste modo, este projeto objetivou a identificação de genes modulados por seca em raízes de cana para estudos funcionais empregando plantas transgênicas de Arabidosis thaliana e cana-de-açúcar. Utilizando dados de RNA-Seq de dois cultivares de cana (RB92579 e RB72454) foram selecionados 10 genes potencialmente relevantes nas respostas radiculares frente à condições de seca. Testes de estresse severo e moderado utilizando plantas transgênicas de Arabidopsis e cana-de-açúcar superexpressando alguns desses genes apontaram o envolvimento no mecanismo de tolerância à seca Abstract: Sugarcane is a crop of global economic importance, acting as raw material especially in the production of sugar and ethanol. Sugarcane is affected by various types of biotic and abiotic stresses, and drought is one of the main factors reducing sugarcane productivity. Drought acts on the plant varieties of several ways, causing alterations in shoots and roots. Roots play an important role in the maintenance of plant functions under stress conditions, and their properties have great influence on responses to water scarcity. However, the knowledge on gene expression changes in plant roots subject to drought is still very restricted, although it is an important step for the identification of genes with potential for the production of plants more tolerant to water deficit. Therefore, this project aims to identify genes modulated by drought in sugarcane roots for functional studies using Arabidopsis thaliana and sugarcane transgenic plants. Using RNA-Seq data from two sugarcane cultivars (RB92579 and RB72454) we selected 10 potentially relevant genes in root responses in drought conditions. Severe and moderate stress tests using Arabidopsis and sugarcane transgenic plants overexpressing some of these genes indicated the involvement in drought tolerance mechanisms Doutorado Genética Vegetal e Melhoramento Doutora em Genética e Biologia Molecular FAPESP 2014/26521-0

Bacterial cellulose is a strong and ultrapure form of cellulose produced naturally by several species of the Acetobacteraceae. Its high strength, purity and biocompatibility make it of great interest to materials science, however precise control of its biosynthesis has remained a challenge for biotechnology. Here we isolate a new strain of Komagataeibacter rhaeticus (Komagataeibacter rhaeticus iGEM) that can produce cellulose at high yields, grow in low nitrogen conditions, and is highly resistant to toxic chemicals. We achieve external control over its bacterial cellulose production through development of a modular genetic toolkit that enables rational reprogramming of the cell. To further its use as an organism for biotechnology, we sequenced its genome and demonstrate genetic circuits that enable functionalization and patterning of heterologous gene expression within the cellulose matrix. This work lays the foundations for using genetic engineering to produce cellulose-based materials, with numerous applications in basic science, materials engineering and biotechnology.

Orientador: Katia Tannous Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Este trabalho objetivou estudar a influência da torrefação nas propriedades da Saccharum spontaneum Linnaeus e na cinética de decomposição térmica (pirólise) mediante termogravimetria. A caracterização física, química e térmica da biomassa in natura foi realizada para partículas de 500-1000 µm, em função da técnica aplicada, obtendo: massa específica real (?p=1462,6±7,1 kg/m³); esfericidade da partícula (geometria de paralelepípedo, equação de Wadell, ?= 0,473 ±0,071); análise imediata em massa seca (voláteis= 84,72 ± 0,09%; carbono fixo=13,66±0,11 %; cinzas=1,62 ± 0,02%); composição de fibras livre de extrativos em água: hemicelulose= 43,97 ± 1,43 %, celulose= 42,58 ± 1,32%; lignina=11,91 ± 3,62 %, cinzas= 1,44 ± 0,09 %). Mediante planejamento experimental (composto central de faces centradas) aplicado a torrefação em mufla foi selecionada a condição de 230 °C e 45 minutos a fim de evitar perdas excessivas (rendimento mássico acima de 70%) e provocando melhoras significativas no material. Esta condição levou à diminuição de 14 % no teor de materiais voláteis e 15% no teor de oxigênio, indicando a remoção dos componentes menos energéticos, e refletindo no aumento de 14% no poder calorífico superior. Na análise termogravimétrica (taxas de aquecimento de 5, 10 e 15 ºC/min), em atmosfera de nitrogênio, foi verificado que a torrefação da biomassa eliminou os açúcares e hemicelulose. Com isso, houve a diminuição da faixa de temperatura em que ocorre a decomposição do material: de 150-400°C no material in natura, para 270-400 °C na biomassa torrificada. Através dos métodos isoconversionais globais de Kissinger, Ozawa-Flynn-Wall, Kissinger-Akahira-Sunose e Vyazovkin aplicados à faixa de temperatura de 260-400ºC, foram obtidas as energias de ativação para biomassa in natura e torrificada entre 110-200 kJ/mol e 150-190 kJ/mol, respectivamente. A eliminação de parte dos componentes durante a torrefação gerou uma menor energia de ativação global devido à eliminação da etapa inicial referente a decomposição dos açúcares e hemicelulose. Através do método das Master Plots, foi verificado que a função de conversão de difusão tridimensional de Jander e a função de reação de superfície de volume contráctil são as mais indicadas para descrever a decomposição global do material in natura e torrificado, respectivamente, embora estes métodos foram insuficientes para descrever a complexidade de reações envolvidas (ER < 10%). No entanto, essas energias de ativação foram utilizadas como base para aplicação no esquema de reações independentes e paralelas, considerando 4 (in natura) e 3 (torrificada) reações de decomposição, sendo um mecanismo de reação de ordem 1 para os açúcares (somente para in natura), hemicelulose e celulose, e ordem 3 para a lignina. Este esquema de reação obteve melhor ajuste (ER

Orientador: Marcelo Menossi Teixeira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cultura de cana-de-açúcar possui grande importância econômica, principalmente pelo seu caldo, o qual é constituído principalmente por sacarose, a matéria prima na produção de etanol e açúcar refinado. Dessa forma, a maturação é uma fase fisiológica da cana¿de-açúcar de alto valor econômico, pois é nesse período que há o armazenamento de sacarose. Fatores abióticos como o frio e o estresse hídrico moderado são determinantes para a parada do crescimento e início da etapa de maturação. Entretanto, com a finalidade de manejo no tempo da maturação e colheita, uma prática comum na agricultura é a utilização de maturadores (componentes químicos que induzem o amadurecimento da cana, causando a translocação e armazenamento de açúcares). Um dos maturadores utilizado atualmente é o etefon, substância que em contato com a planta libera o hormônio etileno, composto responsável pela maturação. Por isso, com o intuito de compreender melhor o processo de maturação da cana, a via de biossíntese do etileno foi o foco desse estudo. Baseado na literatura, sabe-se que a enzima ACC sintase, (ACS - Aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase) é o principal ponto de regulação transcricional e traducional da via, sendo assim a etapa limitante da produção do etileno pela conversão de S-adenosilmetionina (AdoMet) em ácido 1-carboxilico -1- aminociclopropano (ACC). Estudos desenvolvidos principalmente em Arabidopsis, inferem a função de regulação pós-traducional da enzima ACS pelo processo de fosforilação, realizado pelas enzimas mitógeno ativadas 3 e 6 (AtMAPK3 e AtMAPK6), aumentando sua estabilidade e consequentemente a produção de ix etileno. Dessa forma, nós identificamos e caracterizamos os genes ScMAPK3 e ScMAPK6 (Mitogen Activated Protein Kinases 3 and 6), de cana-de-açúcar. Das duas isoformas da proteína ACS de cana-de-açúcar identificadas em estudos anteriores pelo nosso grupo, somente a ScACS1 apresenta sítios de fosforilação para as proteínas MAPKs. Assim, através de ensaios de duplo híbrido em leveduras, identificamos que a ScACS1 interage com as proteínas kinases ScMAPK3 e ScMAPK6, evidenciando pela primeira vez que essa interação é conservada em cana-de-açúcar. Somado a isso, observamos indícios de aumento da estabilidade da proteína ScACS1 através da expressão transiente em protoplastos de Arabidopsis com as proteínas ScMAPK3, ScMAPK6 e ScACS1. Portanto, estes resultados preliminares sugerem que o acúmulo da ScACS1 é um possível ponto de regulação para o aumento da biossíntese de etileno em cana, abrindo novas possibilidades de regulação e controle da parada do crescimento e consequentemente um melhor manejo no tempo da maturação e acúmulo de sacarose Abstract: Sugarcane is a crop with great economic importance especially due to its capacity of stocking high amounts of sucrose during the maturation stage, the raw material in the production of ethanol and refined sugar. Environmental factors like periods of cold and moderate water stress are crucial to the maturation stage by inhibiting growth and stimulating sucrose accumulation. However, to accelerate maturation and, consequently, anticipate the harvest, a common practice in agriculture is the application of chemical ripeners. The most used ripener is ethephon, an analogue of the hormone ethylene, which is known as a key player during the maturation process. Therefore, ethylene biosynthesis pathway is the focus of this study in order to better understand the cane ripening. Based on the literature, it is known that the enzyme ACC synthase (ACS - Aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase) is the main point of transcriptional and translational regulation of the pathway, so the limiting step of ethylene production is the conversion of S-adenosylmethionine (AdoMet) in 1-carboxylic acid -1- aminocyclopropane (ACC). Previous studies in Arabidopsis infer that the posttranslational regulation by phosphorylation process of the ACS enzyme, increasing the stability and consequently the production of ethylene Thus, we have identified and characterized two genes called, ScMAPK3 and ScMAPK6 (Mitogen Activated Protein Kinases 3 and 6) of sugarcane which are homologues to those described by Arabidopsis.. Of the two isoforms of sugarcane ACS protein, identified in previous studies of our group, only ScACS1 has phosphorylation sites for the MAPK proteins. Yeast xi two-hybrid assays indicated that ScACS1 interacts with the kinases ScMAPK3 and ScMAPK6, showing for the first time that this interaction is conserved in sugarcane. Additionally, by transient expression in Arabidopsis protoplasts transformed with ScMAPK3, ScMAPK6 and ScACS1, we observe evidence of ScACS1 stability promotion by the kinases proteins. Therefore, these preliminary results suggest that ScACS1 stability control is a possible point of regulation for the increase in ethylene biosynthesis in sugarcane, opening new possibilities of regulation of maturation and consequently accumulation of sucrose Mestrado Genética Vegetal e Melhoramento Mestra em Genética e Biologia Molecular CNPQ 132443/2013-9

Orientadores: Anete Pereira de Souza, Monalisa Sampaio Carneiro Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cana-de-açúcar é uma fonte renovável de energia e com potencial para expansão. A complexidade genética da cana-de-açúcar decorrente de seu alto nível de ploidia e aneuploidia, aliada à natureza quantitativa da maioria dos caracteres agronômicos tem dificultado, atualmente, a obtenção de elevados índices de ganho genético através do melhoramento convencional. O desenvolvimento de marcadores moleculares e a construção de mapas genéticos podem auxiliar na elaboração de estratégias a serem introduzidas nos programas de melhoramento de forma a aumentar a eficiência dos processos de seleção e acelerar o desenvolvimento de novas cultivares. Desta forma, a proposta desta tese foi a construção de um mapa genético em cana-de-açúcar visando a identificação de regiões genômicas que controlam características de interesse através do mapeamento de QTL (Quantitative Trait Loci). Uma população de cana-de-açúcar com 153 indivíduos oriundos do cruzamento comercial bi-parental entre as cultivares SP80-3280 e RB835486 foi utilizada para alcançar os objetivos citados. O experimento de campo foi instalado em duas localidades, Araras-SP e Ipaussu-SP, usando o delineamento de blocos aumentados incompletos com 3 repetições. As avaliações fenotípicas foram realizadas ao longo de três anos (2011, 2012 e 2013). Empregou-se a abordagem de modelos mistos para análise das características fenotípicas relacionadas com componentes de produção e resistência à ferrugem marrom. Os dados de severidade à ferrugem marrom foram analisados, como uma primeira abordagem, via modelo misto linear generalizado. As estimativas de herdabilidade das características fenotípicas foram altas, variando de 0.78 (altura de colmos) a 0.92 (diâmetro de colmos), e a análise de severidade à ferrugem marrom mostrou que 66% dos clones possuem, no mínimo, 90% de probabilidade de serem resistentes à doença. Para construção do mapa genético integrado foram utilizados marcadores moleculares do tipo microssatélites (Simple Sequence Repeats, SSR), TRAP (Target Target Region Amplification Polymorphism), além de SNPs (Single Nucleotide Polymorphims) e indels (inserções e deleções) oriundos da técnica de GBS (Genotyping-by-Sequencing). Para descoberta de marcadores baseados em GBS foram utilizadas quatro pseudo-referências: genoma de sorgo (Sorghum bicolor), genoma metil-filtrado da cana-de-açúcar, transcriptoma da cana-de-açúcar (RNAseq) e sequências do projeto SUCEST. A ploidia e dosagem de cada loco bi-alélico foi estimada através do software SUPERMASSA. Utilizando o software Onemap (v. 2.0-4) e empregando-se LOD > 9.0 e fração de recombinação < 0.10 foram mapeados 993 marcadores em dose única. Estes foram agrupados em 223 grupos de ligação e 18 grupos de homo(eo)logia. A extensão total do mapa foi 3,682.04 cM e a densidade de marcadores foi de 3.70 cM. Utilizando mapeamento por intervalo composto (Composite Interval Mapping, CIM) foram mapeados sete QTLs considerando quatro das 11 características fenotípicas avaliadas. Os resultados sugerem a presença de um QTL estável entre locais para conteúdo de sólidos solúveis (BRIX) e para teor de sacarose (POL%C). Além disso, QTLs para BRIX e teor de fibra (FIB) tiveram marcadores associados com genes candidatos com grande potencial de validação e consequente uso no melhoramento molecular de cana-de-açúcar. Este estudo é o primeiro a reportar o uso de GBS para descoberta de variantes em larga escala e genotipagem de uma população de cana-de-açúcar com posterior análise de mapeamento por intervalo composto Abstract: Sugarcane is a renewable source of energy and with potential for expansion. The genetic complexity of sugarcane due to its high level of ploidy and aneuploidy, together with the quantitative nature of most agronomic traits, has hindered currently the achievement of high rates of genetic gain through conventional breeding of this crop. The development of molecular markers and construction of genetic maps can be helpful to establish strategies in breeding programs and increase the efficiency of the selection process and accelerate the development of new cultivars. Therefore, the purpose of this thesis was to construct an integrated genetic map in sugarcane and identify genomic regions that control traits of interest by QTL mapping (Quantitative Trait Loci). To achieve these goals we used an F1 segregating population of sugarcane with 153 individuals from bi-parental commercial cross between cultivars SP80-3280 and RB835486. The field trial was carried out in two locations, Araras-SP and Ipaussu-SP, and the experimental design consisted of an augmented randomized incomplete block, which was fully replicated three times. The phenotypic evaluations were performed over three years (2011, 2012 and 2013). We applied a mixed model approach for the analysis of phenotypic traits related to yield components and resistance to brown rust. The severity data of brown rust was analyzed by generalized linear mixed model. Heritability estimates were high, ranging from 0.78 (stalk height) to 0.92 (stalk diameter), and the brown rust severity analysis showed that 66% of the clones have at least 90% probability of being resistant to disease. To construct an integrated genetic map were used molecular markers microsatellites (Simple Sequence Repeats, SSR), TRAP (Target Target Region Amplification Polymorphism), as well as SNPs (Single Nucleotide Polymorphims) and indels derived from the GBS protocol (Genotyping-by-Sequencing). To GBS-based markers discovery were used four pseudo-references: sorghum genome (Sorghum bicolor), methyl-filtered genome of sugarcane, transcriptome of sugarcane (RNAseq) and sequences of SUCEST project. The ploidy and allelic dosage of each bi-allelic locus was estimated by SUPERMASSA software. Using Onemap software (v. 2.0-4) and employing LOD> 9.0 and recombination fraction

The combined sugar and ethanol production process from sugar cane is a paradigmatic application for energy integration strategies because of the high number of hot and cold streams involved, the external hot utility requirement at two temperature levels for juice evaporation and crystallization, and the electricity demand for juice extraction by milling. These conditions make it convenient to combine the sugar-cane process with a CHP system fuelled by bagasse, the main by-product from juice extraction. The strategies, tools and expertise on energy integration developed separately by the research teams authoring this paper are applied here jointly to optimize the synthesis and the design parameters of the process and of the total site starting from the basic idea of dissociating the heat exchanger network design problem from the total site synthesis problem. At first the minimization of the external heat requirement for the process alone is pursued and results show that a one third reduction can be achieved by optimal heat integration. Then the use of the by-product bagasse for on-site power generation is considered and two bagasse-fuelled CHP systems are optimized along with some parts of the sugar and ethanol production process in order to obtain maximum total site net power. Results show a variety of interesting scenarios of combined sugar, ethanol and electricity production plants with considerably high electricity output.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-03Bitstream added on 2015-05-14T16:58:44Z : No. of bitstreams: 1 000829594.pdf: 1670900 bytes, checksum: 70fda67bcd822885dbc75da8fbb7b4fd (MD5) Os fertilizantes inorgânicos sintéticos possuem elevada dependência de energia externa de fonte não renovável. O uso indiscriminado dessa energia esgotável ameaça a sustentabilidade dos sistemas de produção e colabora para a degradação do meio ambiente. Como forma de minimizar o consumo de energia de fonte fóssil e aumentar a eficiência energética de sistemas agrícolas, a torta de filtro, subproduto do processamento industrial da cana-de-açúcar, pode ser usada para substituição parcial da adubação inorgânica sintética na cultura da cana-de-açúcar. O presente trabalho teve como objetivo analisar os fluxos energéticos envolvidos na aplicação da torta de filtro para fertilização da cultura de cana-de-açúcar na usina São Manoel e compará-los aos mesmos fluxos quando utilizados somente fertilizantes inorgânicos sintéticos sem a aplicação da torta de filtro. Foram utilizados neste estudo dados de fontes primárias e secundárias. As entradas energéticas foram classificadas e quantificadas conforme o seu tipo (energias diretas e energias indiretas), sendo a direta dividida em energia biológica e fóssil e, a indireta, energia industrial. A energia direta de origem biológica foi composta por mão de obra, biodiesel e torta de filtro; como energia direta de origem fóssil foram quantificados óleo diesel, lubrificante e adubo inorgânico sintético nitrogenado; a energia indireta de origem industrial foi obtida para máquinas, implementos, equipamentos e adubos inorgânicos sintéticos (NPK). Parte do custo energético com o adubo inorgânico sintético nitrogenado (34,2%) foi realocado para fonte de origem fóssil para que a classificação das entradas energéticas se tornasse mais próxima da realidade. Os resultados apontaram que o sistema de adubação sem torta de filtro possui menor dependência de combustíveis provenientes de fontes externas ... Synthetic inorganic fertilizers highly depend on external energy from nonrenewable resources. The indiscriminate use of these finite energy resources threatens the sustainability of production systems and contributes to environmental degradation. As a means to minimize fossil fuels consumption and improve energy efficiency of agricultural systems, filter cake, a by-product of sugarcane processing, can be used for the partial substitution of synthetic inorganic fertilizers in sugarcane cultivation. The current work aims at analyzing the energy flows involved in the use of filter cake for sugarcane fertilization at Usina São Manoel and at comparing it with the same flows when only synthetic inorganic fertilizers are used without filter cake. We used primary and secondary data for this study. The energy inputs were classified and quantified according to their types (direct energy or indirect energy), considering that direct energy is divided in biological or fossil and indirect energy as industrial energy. The direct energy from biological origin was composed of manpower, biodiesel and filter cake; as direct energy from fossil origin, we quantified diesel oil, lubricant and synthetic inorganic fertilizers with nitrogen; the indirect energy from industrial origin was obtained for machines, implements, equipment and synthetic inorganic fertilizers (NPK). Part of the energy cost with the synthetic inorganic fertilizers with nitrogen (34.2%) was relocated to a fossil resources for the classification of the energy inputs to become closer to reality. It was obtained as a result that fertilization systems without filter cake depend less on fuels from external fossil resources. For the filter cake fertilization system, some alternatives could be adopted by the factory under study for reducing the use of fossil fuels, specifically diesel oil, which is the biggest contributor to nonrenewable energy inputs in this ...

Orientador: Paulo Mazzafera Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: A cana-de-açúcar é a principal fonte de sacarose para a produção do bioetanol de primeira geração e mais recentemente uma importante fonte de biomassa lignocelulósica para a geração do etanol de segunda geração, obtido a partir da celulose depositada na parede celular vegetal. A lignina, um complexo heteropolímero aromático presente na parede secundária das células vegetais, é o principal fator que confere recalcitrância ao material lignocelulósico e o maior obstáculo encontrado pelas biorrefinarias para a produção viável do etanol de segunda geração. Este biopolímero é formado pela polimerização oxidativa combinatória de principalmente três monômeros de álcool p-hidroxicinamílicos: álcool p-coumarílico, álcool coniferílico e álcool sinapílico. Ao serem incorporados ao polímero de lignina passam a ser chamados, p-hidroxifenil (H), guaiacil (G) e siringil (S), respectivamente, os quais são ligados por diferentes tipos de ligações covalentes. Sabendo que características como o conteúdo de lignina, sua composição e os tipos de ligações existentes entre suas unidades S, G e H são fatores que afetam a recalcitrância da parede celular, este trabalho teve como objetivo obter conhecimento a respeito da composição e biossíntese de lignina em quatro genótipos de cana-de-açúcar cultivados em condições de campo em duas localidades do Estado de São Paulo. Os genótipos foram previamente caracterizados quanto ao teor de lignina e foram contrastantes para essa característica, sendo IACSP04-028 e IACSP04-053, com menor teor (± 4%), e IACSP04-691 e IACSP04-015, com maior teor (± 8%). As regiões do córtex e medula do colmo da cana-de-açúcar, em dois estádios do desenvolvimento vegetativo puderam ser diferenciadas pelo conteúdo de lignina, da mesma forma que a composição da lignina (razão S/G) mostrou diferença entre os tecidos. O perfil dos oligômeros identificou doze compostos fenólicos dentre aldeídos, dímeros e trímeros e evidenciou o efeito de localidade entre os genótipos. Os padrões de expressão relativa de dezenove genes codificadores das enzimas da via de biossíntese de lignina foram obtidos, indicando elevado grau de complexidade na correlação entre os dados moleculares e bioquímicos referentes à lignina. Os resultados aqui apresentados trazem conhecimentos complementares importantes quanto à biossíntese de lignina em cana-de-açúcar, os quais podem contribuir para futuras manipulações de genes envolvidos em processos da biossíntese desse polímero como forma de otimizar a produção de etanol lignicelulósico, tendo a biomassa da cana-de-açúcar como matéria prima Abstract: Sugarcane is the leading source of sucrose for first generation bioethanol production and more recently an important source of lignocellulosic biomass for second-generation ethanol production, obtained from cellulose deposited in plant cell walls. Lignin, a complex aromatic heteropolymer present in the secondary wall of plant cells, is the main factor conferring recalcitrance in lignocellulosic material and a major obstacle encountered by biorefineries for the viable production of second-generation ethanol. This biopolymer is formed by oxidative combinatorial coupling of mainly three p-hydroxycinnamyl alcohol monomers: p-coumaryl, coniferyl and sinapyl alcohols. When incorporated into the lignin polymer, these monomers are called p-hydroxyphenyl (H), guaiacyl (G) and syringyl (S) units, respectively, and are connected by different types of covalent bonds. With the knowledge about content and composition of lignin, and the types of linkages between S, G, and H units that affect the recalcitrance of the cell wall, this study aimed at gaining knowledge regarding lignin composition and biosynthesis in four sugarcane genotypes grown under field conditions in two localities in the State of São Paulo. The genotypes were previously analyzed for lignin content and were contrasting for this characteristic: IACSP04-028 and IACSP04-053 with lower lignin content (± 4%) and IACSP04-691 and IACSP04-015, with higher lignin content (± 8 %). The cortex and medulla regions of the sugarcane stem, at two growth stages, could be distinguished by lignin content in the same way that the composition of lignin (S/G ratio) showed significant differences among these tissues. Oligomer profiling identified twelve phenolic compounds among aldehydes, dimers and trimers showing locality effect between genotypes. The relative expression patterns of nineteen genes encoding enzymes from the lignin biosynthetic pathway indicated a high degree of complexity when correlated with molecular and biochemical data. The results presented here provide an important additional knowledge about lignin biosynthesis in sugarcane, which can contribute to further study and manipulation of genes involved in the biosynthesis process of this polymer in order to optimize the production of lignocellulosic ethanol using sugarcane biomass as raw material Mestrado Biologia Vegetal Mestra em Biologia Vegetal FAPESP 2012/23187-6

Orientador: Marcelo Brocchi Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Atualmente, o maior desafio da indústria de biotecnologia é a produção de combustíveis e compostos de interesse petroquímico, a partir de fontes renováveis, de forma economicamente viável. Dentre estes compostos destaca-se o butanol, um importante precursor químico industrial e com potencial para ser utilizado como combustível. O butanol pode ser produzido a partir de derivados de petróleo ou naturalmente por fermentação de espécies de clostrídio solventogênicas. Este processo fermentativo apresenta como principais produtos acetona, butanol e etanol (ABE), sendo, por isso, conhecido como fermentação ABE. Atualmente, a prática da fermentação ABE em escala industrial apresenta como principais obstáculos o alto custo dos substratos utilizados como matéria-prima e o seu baixo desempenho fermentativo. Neste contexto, o uso de hidrolisado de palha de cana-de-açúcar, um substrato considerado abundante e barato, poderia resolver em parte o problema da viabilidade econômica da fermentação ABE. Porém, para a geração deste hidrolisado, sua fonte de material lignocelulósico deve passar por duas etapas: pré-tratamento e hidrólise. Após este processamento, o hidrolisado gerado se caracteriza por ser uma mistura de hexoses e pentoses, mas também de inibidores de crescimento, o que representa um empecilho para a utilização deste material em uma fermentação. Assim, a busca e seleção de micro-organismos capazes de metabolizar diferentes açúcares e que sejam tolerantes aos inibidores presentes no hidrolisado, é visto como uma estratégia sustentável e barata para viabilizar a utilização de hidrolisados lignocelulósicos para a produção de químicos e combustíveis. Nesse contexto, este projeto visou o estabelecimento de uma condição onde fosse possível a produção microbiológica de n-butanol, a partir de hidrolisado lignocelulósico, com alto rendimento e produtividade. Para isso, o projeto contemplou a seleção de linhagens potenciais, o que resultou na escolha duas linhagens: Clostridium saccharoperbutylacetonicum DSM 14923, devido a sua alta produção de butanol, e Clostridium saccharobutylicum DSM 13864, por mostra-se capaz de co-fermentar glicose e xilose e apresentar maior robustez aos inibidores presentes no hidrolisado lignocelulósico. Além disso, foi realizada a otimização do meio e forma de cultivo para a obtenção de uma maior tolerância aos inibidores dos hidrolisados lignocelulósicos. Através desta abordagem, foi possível atingir uma melhora de 8 e 3,3 vezes na produção de butanol pelas linhagens C. saccharoperbutylacetonicum e C. saccharobutylicum, respectivamente. Além disso, com este meio otimizado foi possível a realização do cultivo das linhagens em maiores concentrações de hidrolisado. Por meio de ensaios fermentativos determinou-se que a linhagem C. saccharobutylicum DSM 13864 se destaca pela sua melhor performance em hidrolisado lignocelulósico, apresentando alto consumo de açúcar inclusive em altas concentrações deste substrato, sendo portanto a linhagem mais adequada para a fermentação neste substrato. Por outro lado, a concentração de butanol produzida ainda tem muito para ser melhorada indicando que o metabolismo desta linhagem em hidrolisado lignocelulósico precisa ser melhor compreendido. Ao final do trabalho, além da indicação da linhagem e o meio de cultivo otimizado para a produção de n-butanol a partir de hidrolisado lignocelulósico, geraram-se dados e resultados básicos que poderão ser empregados na produção de butanol em escala industrial Abstract: Nowadays the production of fuels and petrochemical compounds from renewable sources with high yield and productivity is one of the biggest challenges of the biotechnology industry. Among these petrochemical compounds, butanol stands out as an important industrial chemical and because of its potential to be used as an alternative fuel. Butanol can be produced either from petroleum derivatives, as naturally by anaerobic fermentation using solventogenic clostridia. This fermentation process is known as ABE fermentation because it has as main products acetone, butanol and ethanol (ABE). Currently, the main obstacles to butanol production on industrial scale are the high cost of substrates and the low fermentation performance. In this context, the use of hydrolysate from sugarcane straw, considered an abundant and cheap substrate, could solve in part the problem of the economic viability of the ABE fermentation. However, for the generation of this hydrolyzate, the row material needs a pre-treatment step followed by hydrolysis. After this processing, the generated hydrolyzate is characterized by being a mixture of hexoses and pentoses sugars and by the presence of certain inhibitors of growth, which represents an obstacle to the use of this material in a fermentation. Thus, the search and selection of microorganisms able to metabolize different sugars and tolerant or resistant to the inhibitors present in the hydrolyzate, is seen as an inexpensive and sustainable strategy to enable the use of lignocellulosic hydrolyzates as feedstock for the production of biochemicals and biofuels. Then, the project had as aim the establishment of a condition where the microbiological production of n-butanol is possible, from lignocellulosic hydrolysate, with high yields and productivities. To achieve this objective, the project contemplated the screening of potential strains, resulting in the selection of strains: Clostridium saccharoperbutylacetonicum DSM 14923, outlined by its high butanol production, and Clostridium saccharobutylicum DSM 13864, outlined by its capacity of co-fermenting glucose and xylose. In addition, it was performed the culture medium optimization to obtain a greater tolerance to lignocellulosic hydrolyzate. Through this approach, it was possible to achieve 8 and 3.3-fold improvement in the production of butanol by the strains C. saccharoperbutylacetonicum and C. saccharobutylicum, respectively. Moreover, with this optimized medium, it was possible to perform the cultivation of these strains in higher concentrations of lignocellulosic hydrolysates. Through fermentation tests, it was determined that C. saccharobutylicum DSM 13864, among the others strains tested, has the best performance in lignocellulosic hydrolyzate, with a high sugar consumption even at high concentrations of these substrate, being the most suitable strain for the fermentation at this substrate. On the other hand, the concentration of butanol produced still can be improved, indicating that much remains to be elucidated about the metabolism of this strain in lignocellulosic hydrolyzate. At the end of the work, in addition of the optimization of the culture cultivation and the indication of the most adequate strain for fermentation in lignocellulosic hydrolysates, all the data and basic results generated can be used for the butanol production on industrial scale Mestrado Genética de Microorganismos Mestra em Genética e Biologia Molecular CNPQ FAPESP

Desenvolveu-se um algoritmo para a implantação convencional de lavouras canavieiras e em adição, uma implantação diferenciada com a finalidade de proporcionar produções, em toneladas, iguais nos anos subseqüentes à implantação, visto que, com o passar dos anos, as produtividades da cana-de-açúcar são diferentes; contudo, a nova metodologia fica limitada à área máxima de plantio, sendo que, em alguns casos, a produção anual cai, devido à impossibilidade de aumento da área; ampliou-se então, uma terceira metodologia, na qual a área não se torna fator limitante e, portanto, as produções se mantêm constantes. Para avaliar a viabilidade dos métodos propostos, os cálculos dos custos de implantação da cultura, da manutenção da soqueira, de renda bruta anual e das rendas líquidas, foram trazidas ao Valor Presente. Os resultados apontam que, apesar do maior investimento inicial, os métodos inovadores sempre proporcionam maiores lucratividades reais com o passar do tempo e, ainda, que o tempo de recuperação do capital investido também é menor. Os algoritmos foram transformados no software "canavial.exe", o qual pode ser obtido gratuitamente no endereço da Internet: "http://dl.winsite.com/bin/downl?500000027058".An algorithm was developed for conventional implantation of sugarcane crap. In addition, a differentiated implantation was developed with the purpose of providing same production (tons), in subsequent years of the implantation. Since sugarcane productivities in the following years are different. However the new methodology is limited to the maximum planting area, and in some cases annual production falls due to impossibility to increase planted area. A third methodology was also developed, in which the area does not become a limiting factor, and therefore production remain constant. To evaluate the viability of proposed methods, calculations of the cost of crop implantation, of sugarcane maintenance, annual income and the net incomes were converted later to the Present Value. The results showed that in spite of the higher initial investment, the new methods always provide highest real profit abilities in the time course and that recovery time of the invested capital is also smaller. The algorithms were transformed in the software "canavial.exe", which can be assessed freely at site: "http://dl.winsite.com/bin/downl?500000027058".

Soil fertility decline is perceived to be widespread in the upland soils of the tropics, particularly in sub-Saharan Africa. Most studies have used nutrient balances to assess the degree and extent of nutrient depletion; these have created awareness but suffer methodological problems as several of the nutrient flows and stocks are not measured. This chapter focuses on the assessment of soil fertility decline using soil chemical data (pH, organic C, total N, available P, cation exchange capacity (CEC), and exchangeable cations) that are routinely collected in soil surveys or for the assessment of fertilizer recommendations. Soil fertility decline can be assessed using a set of properties from different periods at the same site or from different land-use systems with the same soils. The former is easier to interpret; the latter can be rapidly collected but differences may be due to inherent differences and not have resulted from soil management. This study provides an analytical framework for the assessment of soil fertility decline and shows pitfalls and how they should be handled. Boundary conditions are presented that could be used in future studies on soil fertility management and crop productivity in the tropics.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-17Bitstream added on 2015-04-09T12:47:59Z : No. of bitstreams: 1 000817686.pdf: 2423344 bytes, checksum: a0990724dc319c10d59c51cad68e0d66 (MD5) A demanda crescente pelo etanol combustível como fonte de energia renovável traz uma série de novos desafios aos programas de melhoramento, uma vez que, atrelado ao aumento da produtividade será necessário o desenvolvimento de novos cultivares de cana-de-açúcar com maior produção de biomassa para sua utilização na produção de energia elétrica e etanol celulósico ou de segunda geração. A incorporação de germoplasma selvagem, como fontes de genes relacionados à fibra, perfilhamento, entre outros, constitui uma das estratégias para promover aumentos significativos de biomassa. Diante deste fato, é de suma importância a caracterização do germoplasma básico, constituído pelos acessos selvagens de cana-de-açúcar (Complexo Saccharum) para a sua utilização como genitores em cruzamentos. O trabalho em questão teve como objetivo a caracterização agronômica, citogenética e molecular de acessos do Complexo Saccharum. Para tanto, foram avaliados os atributos de produção e de qualidade de acessos selvagens de cana, bem como, a magnitude da diversidade genética obtida por marcadores do tipo microssatélites destes acessos e de cultivares comerciais de interesse a serem utilizados no processo de introgressão genética. Paralelamente, foram caracterizados por meio da técnica de citogenética, acessos de cultivares comerciais, citótipos de S.spontaneum e híbridos de indivíduos selecionados de famílias oriundas de cruzamentos entre cultivares comerciais e acessos selvagens. Os resultados aqui obtidos darão suporte ao Programa de Introgressão Genética do Programa de Melhoramento de Cana-de-Açúcar do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), para desenvolvimento de cultivares com níveis maiores de biomassa The growing demand for ethanol fuel as a renewable source of energy brings several new challenges to the breeding programs, since aside to the productivity increase there is a need to develop new sugarcane cultivars with high biomass production to be used in electricity production and cellulosic ethanol from second generation. The introduction of wild germplasm as a source of new genes for fiber, tillering among others constitutes one of the strategies to promote significant increases in biomass. Therefore, it is of imperative importance to characterize the basic germplasm composed by sugarcane wild accessions focusing on their use as parents in crosses. This project had as objective the characterization at the agronomic, cytogenetic and molecular level of accessions from the Saccharum Complex. The biometric and quality atrtributes of the wild accessions were evaluate at field experiments. The magnitude of the genetic variability of the wild accessions and commercial cultivars used as parents in the IAC genetic introgression program were obtain through microsatellite molecular markers. In addition, commercial varieties, cytotypes of S.spontaneum and hybrids selected from families derived from crosses between cultivars and wild accessions were characterizing by cytogenetic techniques. The obtained results will give support to the Genetic Introgression Program from the IAC Sugarcane Breeding Program in the development of high biomass cultivars

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-12Bitstream added on 2015-04-09T12:48:02Z : No. of bitstreams: 1 000817273.pdf: 298948 bytes, checksum: 762ca1d6e7651d637723020aefd757ff (MD5) O uso de bactérias solubilizadores de fósforo pode ser uma alternativa para reduzir a quantidade de fertilizantes fosfatados. O presente trabalho examinou quatro diferentes áreas que recebem tratamentos distintos, sendo: soja como cultura de rotação, vinhaça e torta de filtro, como fertilizantes, comparando com o controle; relacionando o número total de bactérias solubilizadores de fósforo, bactérias totais e alguns parâmetros microbiológicos do solo para cada tratamento. Mesmo a matéria orgânica sendo maior (19,8%) para área de torta de filtro, a umidade apresentando maior valor (18,9%) para a área de vinhaça e as bactérias totais variando de 7,1 log10 de até 7,4 unidades formadoras de colônias, não houve diferença significativa entre as áreas. A desidrogenase (TFF 593.5μg / 24h.g) e o carbono da biomassa microbiana (916.7μg C / g) foram maiores para a área de torta de filtro. A atividade respiratória foi menor (5,23 mg / 100g de CO2) para a área de soja e a concentração de fósforo foi maior (1011,3 g P g-1) para a área da torta de filtro. Em contrapartida, o número total de bactérias solubilizadores de fósforo foi maior (6,03 log10 UFC) para a área de soja e não para a área da torta de filtro ou vinhaça. Estes resultados sugerem que o uso da vinhaça e torta de filtro não melhora as condições para colonização e estabelecimento de bactérias solubilizadores de fósforo e que a utilização de bactérias solubilizadoras de fósforo em torta de filtro melhora a disponibilidade desse nutriente, tratando-se de uma possível alternativa de baixo custo The use of phosphate solubilizing bacteria can be an alternative to reduce the amount of phosphate fertilizers. The present work examined four different areas that receive different treatments, as follows: soybeans as crop rotation, vinasse and filter cake as fertilizer, compared with control; relating the total number of phosphorus solubilizing bacteria, total bacteria and some soil microbiological parameters for each treatment. Even the organic matter was higher (19.8%) to filter cake area, moisture having greater value (18.9%) to the area of vinasse and total bacteria ranging from 7.1 to 7.4 log10 colony forming units, there was no significant difference between the areas. Dehydrogenase (TFF 593.5μg / 24h.g) and microbial biomass carbon (C 916.7μg / g) were higher in the area of filter cake. The respiratory activity was lower (5.23 mg / 100g of CO2) for soybean area and the concentration of phosphorus was higher (1011.3 g P g-1) to the area of the filter cake. However, the total number of phosphorus solubilizing bacteria was higher (6.03 log10 CFU) in the area of soy and not to the area of the filter cake and vinasse. These results suggest that the use of vinasse and filter cake does not improve the conditions for colonization and establishment of phosphorus solubilizing bacteria and the use of phosphorus solubilizing microorganisms in the filter cake improving the availability of this nutrient , in the case of a possible low-cost alternative

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-10Bitstream added on 2015-03-03T12:06:46Z : No. of bitstreams: 1 000813699.pdf: 4732439 bytes, checksum: 2c547f2e72b6b246f0b87a9a9adf87a7 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) cana-de-açúcar é uma cultura energética importante comercialmente devido a sua alta produtividade em biomassa e devido seu excelente equilíbrio de gases de efeito estufa e o uso eficiente dos recursos energéticos. Portanto, é necessário compreender os fatores relacionados à produtividade da cana-de-açúcar. Agricultura de Precisão (AP) apresenta-se como uma ferramenta para auxiliar o agricultor na determinação das melhores estratégias de gestão a ser adotado, a fim de aumentar a eficiência das atividades agrícolas. AP requer o apoio de tecnologias de informação espacial, para definir zonas específicas de manejo, acessando as variações do solo e das culturas no campo. AP é uma abordagem de sistema, onde podem ser aplicadas técnicas de fusão de dados para ajudar os agricultores no manejo da cultura. A abordagem de fusão de dados permite a delimitação das Zonas de Manejo (ZMs) em mapas estimados em alta resolução que podem ser utilizados para prescrever o manejo em taxas variáveis de aplicação. Portanto, através da fusão dos parâmetros de solo com dados espectrais de sensoriamento remoto, por meio de técnicas de geoestatística multivariada, foi possível obter estimativas confiáveis das propriedades do solo em diferentes escalas espaciais, aumentando a eficácia do manejo em locais específicos na cultura da cana-de-açúcar. A análise geoestatística multivariada foi dividida em duas partes: Primeira parte destinou-se a delimitação de duas zonas homogêneas de manejo ... The sugarcane is one of the commercially important energy crop due to its high productivity and biomass due to its excellent balance of greenhouse gas emissions and efficient use of energy resources. Therefore, it is necessary to understand factors related to productivity of sugar cane. Precision Agriculture (PA) is presented as a tool to assist farmers in determining best management strategies to be adopted in order to increase the agricultural activities efficiency. PA requires spatial information technologies support, to define specific areas of site management, accessing soil and crops variations in the field. PA is an approach, where data fusion techniques can be applied to help farmers in crop management. The integration process lead to the delineation of management estimates and zone maps in high resolution which can be used to prescribe management in variables application rates. Therefore, by merging the soil parameters with spectral remote sensing data, using geostatistics multivariate, it was possible to obtain reliable estimates of soil properties at different spatial scales, increasing the effectiveness of management in specific locations in sugarcane cultivation. The complex geostatistical multivariate analysis was divided into two parts: First part was aimed at delineation of two homogeneous management zones through physical and chemical characteristics of the soil and spectral radiance data from the Landsat-8. And second part aimed at showing the potential of fusion between soil data and spectral data from Landsat-8 to improve the delineation of homogeneous management. Three Linear Models Coregionalization (LMC) have been developed: one for soil variables, the second for the spectral data and the third for the fusion of soil data and spectral bands. The spatial data set was analyzed by multivariate: cokriging and multicollocated cokriging to produce study variables thematic maps ...

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-01Bitstream added on 2015-05-14T16:58:46Z : No. of bitstreams: 1 000829242.pdf: 1188008 bytes, checksum: e8313c70630f863d077738ad066ecdea (MD5) Atualmente, tanto no setor de produção agrícola quanto nas diversas áreas da saúde humana, o efeito de subdoses de produtos aplicados, denominado como hormótico, vem sendo amplamente discutido e pesquisado, com o objetivo de compreender o mecanismo de ação estimulante e benéfica de diversas substâncias inicialmente consideradas como tóxicas, quando aplicadas em doses elevadas. O objetivo desta pesquisa foi verificar o efeito hormótico da subdose do herbicida glyphosate nas variáveis morfológicas, fisiológicas e a produção final de cana-de-açúcar. Os experimentos foram plantados em novembro de 2010 na Unidade de Pesquisa e Desenvolvimento de Jaú, SP, da APTA Pólo Centro-Oeste/SAA, conduzidos e avaliados durante o ciclo de cana-de-ano em cana-planta. A variedade utilizada foi a SP80-1842. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação ou não de subdose de glyphosate. A aplicação dos tratamentos foi aos 70 dias após o plantio (DAP) e a subdose utilizada foi de 1,8 g e a ha-1 de glyphosate. No primeiro experimento foi avaliado o crescimento e desenvolvimento da cultura da cana-de-açúcar em parcelas de três linhas de plantio por três metros, nas quais foram coletadas um metro linear para avaliações em oito épocas, isto é, 70, 105, 140, 175, 210, 245, 280 e 315 dias após o plantio, em um delineamento de blocos casualizados com seis repetições. No segundo experimento, avaliou-se produtividade de colmos e de açúcar, foram utilizadas parcelas de cinco linhas de plantio por oito metros foram dispostas blocos casualizados com seis repetições, e coletadas ao final do ciclo da cultura, ou seja, aos 315 DAP. Em cada época de amostragem, do primeiro experimento, foram avaliados conteúdo de ácido chiquímico, ácido quínico, glyphosate e ácido aminometilfosfônico, teores de ... Currently, both in agricultural production and in areas of human health sector, the low dose effect of products applied, termed as hormetic, has been widely debated and researched in order to understand the mechanism of stimulating and beneficial action of several substances initially considered as toxic, when applied in high doses. The objective of this research was to investigate the effect of low dose of glyphosate on growth, phosphorus accumulation in the shoot, the production of shikimic and quinic acid, and final yield of sugarcane. The experiments were planted on November 05, 2010 in Research and Development Unit of Jaú, SP, APTA Polo Midwest / SAA, and carried out and evaluated over the course of the year in sugarcane plant cane. The variety used was SP80-1842. Two experiments were carried out to evaluate the effect hormetic during growth and development of sugarcane and cane yield and sugar. The treatments consisted at application or not of low dose of glyphosate. The spraying was at 70 DAP and the low dose dose used was 1.8 g a e ha-1 glyphosate. In the first experiment evaluated the growth and development of the sugar cane crop in portions of three planting rows of three meters, in which it was collected a linear meter for evaluations in eight times, or , 70, 105, 140, 175, 210, 245, 280 and 315 days after planting, in a randomized block design with six replications. In the second experiment, productivity was evaluated of stalks and sugar, plots were used in five plant lines by eight meters were willing randomized block design with six replications, and collected at the end of the cycle, or, to 315 DAP. At each sampling time, the first experiment examined content of shikimic acid, quinic acid ...

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-11-07Bitstream added on 2015-03-03T12:06:48Z : No. of bitstreams: 1 000813766.pdf: 1607648 bytes, checksum: fe5ce8ee04886939e3d038e4baa90087 (MD5) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Devido a utilização crescente do herbicida diclosulam no controle de plantas daninhas na cultura de cana-de-açúcar e a necessidade de dados mais aprofundados sobre a dinâmica e eficiência desse herbicida, este trabalho teve como objetivos avaliar a dinâmica do diclosulam aplicado na presença da palha de cana-de-açúcar, assim como o efeito da umidade na palha na dinâmica deste, sua disponibilidade do na solução do solo e a seletividade e eficácia do herbicida diclosulam no controle de plantas daninhas importande na cultura da cana-de-açúcar. No primeiro estudo avaliou-se o efeito de quatro doses do herbicida diclosulam (Produto Comercial - Coact*): 70,5 ; 88,3 ; 105,8 e 126 g i.a ha-1 em diferentes períodos de permanência (0; 1; 7 e 14 DAA) em 10 t.ha-1 de palha de cana-de-açúcar em função das precipitações simuladas de 5; 10; 25; 50 e 100 mm. No segundo estudo avaliou-se o efeito da umidade na palha da cana-de-açúcar, utilizando a dose de 105,8 g i.a ha-1. A palha que recebeu o herbicida, foi previamente submetida a uma chuva de 20mm e na sequência após a aplicação, foram realizadas as lâminas de chuvas no momento da aplicação. No terceiro estudo quantificou-se a disponibilidade do diclosulam na solução do solo, o qual foi instalado em áreas de cana crua no munícipio de Barra Bonita, em solo arenoso com a aplicação realizada em área com palha e área sem palha. Foram realizadas amostragens de solo nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-40 cm aos 40, 95 e 140DAA. Nessa mesma área foi realizada o quarto estudo no qual avaliou a seletividade e Due to increasing use of herbicide diclosulam in sugarcane weed control and the need for further data on the dynamics and efficiency of this herbicide, the objective of this study was to evaluate the dynamics of diclosulam applied in sugarcane straw, as well the effect of straw moisture on the dynamics, the availability of diclosulam in the soil solution and the selectivity and efficacy of weed control. The first study evaluated the effect of four doses of the herbicide diclosulam (Trade name: Coact*): 70,5; 88,3; 105,8 and 126 g a.i. ha-1 in different periods (0, 1, 7, 14 Days After Aplication) at 10 t ha-1 straw of cane sugar on the rain simulated of 5, 10, 25, 50 and 100 mm. The second study evaluated the effect of straw moisture on the dynamics; the dose used was 105.8 g a.i. ha-1 of diclosulam. The 4 straw that received the herbicide was previously subjected to a rain of 20 mm. And following after application, the rainfall simulation were made at the time of application. The third study was evaluated the diclosulam availability in the soil solution was carried out in a green area in Barra Bonita/SP, in sandy soil with held in area with straw and area without straw. Soil samples were collected at 0-10, 10-20 and 20-40 cm at 40, 95 and 140 DAA. In the same area in which the fourth study evaluated the efficacy and selectivity of diclosulam at the control of Cyperus rotundus, Ipomoea grandifolia and Brachiaria plantaginea. To carry out the analysis of dynamic studies and quantification of diclosulam in soil was used an LC-MS / MS system consisting of a Liquid Chromatography High Performance (HPLC). The results concluded that the first 20 mm of rainfall, are critical to leaching diclosulam of sugarcane straw to the soil. The removal of diclosulam in straw is reduced by increasing the interval between the application and the first rain, regardless of the dose used. The application on ...

Um protótipo de cortador de base para o seguimento pantográfico do perfil em colhedoras de cana-de-açúcar, foi projetado e construído e seu desempenho de flutuação foi avaliado em função da força normal de reação do perfil (F N). O trabalho foi conduzido em uma caixa de solo, o protótipo montado sobre um carro porta-ferramentas e submetido a ensaios nos quais variaram três tipos de perfil: senoidal, rampa ascendente e rampa descendente, duas amplitudes do perfil, 0,025 e 0,05 m e cinco velocidades de deslocamento: 0,69, 1,12, 1,48, 1,82 e 2,12 m s-1. Os melhores resultados foram verificados para os perfis em rampa, tanto ascendente quanto descendente, independentemente da amplitude do perfil e da velocidade de deslocamento e, também, para perfil senoidal de ambas as amplitudes, com velocidade de deslocamento inferior a 1,48 m s-1. Os resultados demonstraram que o protótipo ainda é passível de ajustes, uma vez que o desempenho de flutuação sobre o perfil pode ser melhorado através da utilização de técnicas de otimização.A prototype of base cutter for sugar-cane harvester was designed and built. The floating performance was evaluated as a function of the profile reaction force (F N). The prototype was tested in a soil box using a carrier car running on sinusoidal and ramp type profiles with amplitudes of 0.025 and 0.05 m. The travel speeds used were of five different levels: 0.69, 1.12, 1.48, 1.82 and 2.12 m s-1. The best results were obtained while running on ramp profiles, both ascending or descending, independent of the profile amplitude or the travel speed. The sinusoidal profile showed good results for the travel speed of 1.48 m s-1, for both the amplitudes tested. The results demonstrated that the prototype may still be adjusted, as the floating action on the profile can be improved through the use of optimization techniques.

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-31Bitstream added on 2015-03-03T12:07:15Z : No. of bitstreams: 1 000813710.pdf: 1116561 bytes, checksum: 2a6ae138743939558c6e51de7eb313ed (MD5) Para o cultivo de culturas como a cana-de-açúcar, na região semiárida, a irrigação localizada deve ser valorizada entre os produtores, já que ela atende a necessidade da cultura e evita desperdícios, principalmente devido a esta cultura apresentar alta demanda hídrica, variando de 1500 a 2500 mm. Neste sentido, objetivou-se com o presente trabalho avaliar o efeito de déficits hídricos nas diferentes fases da cultura, na biometria, na produtividade e na qualidade tecnológica da cana planta e no perfil de distribuição de água no solo da região do Submédio São Francisco. Este experimento foi conduzido num talhão experimental de cana-de-açúcar na Fazenda São Jorge, pertencente à empresa AGROVALE, no município de Juazeiro-BA. A variedade utilizada foi a VAT 90212. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com dez tratamentos e três repetições. Os tratamentos tratam-se da redução das lâminas de irrigação nas diferentes fases de desenvolvimento da cultura (1-164; 164-224; 224-284 e 284-344 dias após o plantio correspondentes, respectivamente, as Fases I, II e III do ciclo da cultura), sendo: T1 a testemunha, com irrigação plena (100% da evapotranspiração da cultura (ETc)) em todo o ciclo; T2, T5 e T8 com lâminas de 85% da ETc, apenas na primeira, segunda e terceira fase, respectivamente; T3, T6 e T9 com lâminas de 70% da ETc, apenas na primeira, segunda e terceira fase, respectivamente; e T4, T7 e T10 com lâminas de 55% da ETc, apenas na primeira, segunda e terceira fase da cultura, respectivamente. O sistema de irrigação utilizado foi gotejamento subsuperficial. Nesse trabalho foram estudados os parâmetros tecnológicos: °BRIX%, POL%, FIBRA%, PZA%, PCC e ATR; os parâmetros morfológicos: número de folhas verdes, comprimento, largura da folha +3, diâmetro e número de colmos, altura da planta, e os efeitos dos tratamentos no teor de água ... For growing crops such as cane sugar, in the semiarid region, drip irrigation should be valued between producers, since it meets the need of culture and avoids waste, mainly due to this culture present high water demand, ranging 1500-2500 mm. In this sense, the objective with this study was to evaluate the effect of water deficits at different stages of culture, biometrics, productivity and technological quality of sugar cane plant and water distribution in the soil of the Lower-middle São Francisco region profile. This experiment was conducted in an experimental field of cane sugar at Farm São Jorge, belonging to the company AGROVALE, in Juazeiro-BA. The variety used was VAT 90212. The experimental design was a randomized complete block with ten treatments and three replications. The treatments dealing is the reduction of irrigation at different stages of crop development (1-164, 164-224, 224-284 and 284-344 days after planting corresponding, respectively, Phases I, II and III of crop cycle), as follows: T1 to witness, with full irrigation (100% of crop evapotranspiration (ETc)) throughout the cycle; T2, T5 and T8 with blades 85% of ETc, only the first, second and third phase, respectively; T3, T6 and T9 with blades 70% of ETc, only the first, second and third phase, respectively; and T4, T7 and T10 blades with 55% of ETc, only the first, second and third phase of the culture, respectively. The irrigation system was used subsurface drip. In this paper the technological parameters were studied:% ° BRIX, POL% FIBER%, PZA%, PCC and ATR; morphological parameters: number of green leaves, length, leaf width +3, diameter and number of stems, plant height, and the effects of treatments on soil water content up to a meter deep during the cultivation cycle. As a general conclusion it can be said that for all treatments, the irrigation ...

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-10-26Bitstream added on 2015-04-09T12:48:25Z : No. of bitstreams: 1 000818295.pdf: 330583 bytes, checksum: d58c5b6cff8b96276f1d9b56b864e716 (MD5) A cana-de-açúcar sofreu uma grande alteração em seu ambiente de produção com a adoção da colheita mecanizada. Uma das mudanças resultantes da presença de palha sobre o solo foi a alteração do perfil de plantas daninhas. Neste cenário Ipomoea hederifolia L. cresceu em importância. A presença desta planta daninha nas áreas de colheita mecanizada pode contribuir para a ocorrência de infestações após a reforma do canavial. Ainda não há informações sobre a interferência que esta espécie de corda-de-viola pode exercer sobre a cana-deaçúcar no ciclo de cana-planta. O objetivo deste trabalho foi determinar o período anterior à interferência (PAI) de uma comunidade infestante que contivesse I. hederifolia como principal planta daninha em relação à cana-de-açúcar variedade ‘SP81-3250” no ciclo de cana-planta. Além disso, houve o objetivo de determinar a possível perda de produtividade e alteração dos parâmetros tecnológicos (Pol e ATR). Foi realizada análise fitossociológica da comunidade de plantas daninhas, com determinação dos parâmetros densidade relativa (Der), frequência relativa (FeR), dominância relativa (DoR), índice de valor de importância (IVI) e importância relativa (IR) tendo por objetivo confirmar a predominância de corda-de-viola. Os tratamentos experimentais constaram de períodos crescentes de convivência no início do ciclo da cana-de-açúcar com uma comunidade de plantas daninhas com predominância de corda-de-viola, a saber: 0, 0-15, 0-30, 0-45, 0-60, 0-75, 0-90, 0- 120, 0-150, 0-180, 0-210, 0-270, 0-330 dias após a emergência. Foi utilizado delineamento blocos ao acaso com quatro repetições. O ensaio foi realizado em campo, recebendo semeadura de I. hederifolia. Ainda, foram realizadas mondas seletivas. A análise fitossociológica demonstrou que a comunidade possuiu predominância de corda-de-viola. Os dados permitiram concluir que o período anterior à interferência ... Sugarcane has undergone a major change in the environment with the adoption of mechanized harvesting. One of the changes resulting from the presence of straw on the ground was the change in weed profile. In this scenario Ipomoea hederifolia L. grown in importance. The presence of this weed in the areas of mechanical harvesting can contribute to the occurrence of infestations after the reform of the sugarcane plantation. There is still no information about the interference that this kind of morningglory can have on cane plant cycle. The aim of this study was to determine the Period Prior to Interference (PAI) of a weed community that contains I. hederifolia as the main weed in relation to sugarcane variety 'SP81-3250’ in the cane plant cycle. Moreover, the goal was to determine the possible loss of productivity change and technological parameters (Pol and ATR). Phytosociological analysis of the weed community was performed with determination of parameters relative density (Der), relative frequency (FeR), relative dominance (DoR), importance value index (IVI) and relative importance (IR) with the objective to confirm the predominance of mornigglory. The experimental treatments consisted of increasing periods of presence in the early sugarcane cycle with a weed community with predominance of mornigglory, namely: 0, 0-15, 0-30, 0-45 , 0-60, 0-75, 0-90, 0- 120, 0-150, 0-180, 0-210, 0-270, 0-330 days after emergence. It was used a randomized block design with four replications. The test was conducted in the field, getting sowing I. hederifolia. Also, selective weeding were performed. The phytosociological analysis showed that the community possessed predominance of mornigglory. The data showed that the PAI of mornigglory (I. hederifolia) relative to sugarcane 'SP81-3250' in the cane plant cycle was 76 days, with a level 5% for acceptable loss. The loss of productivity of industrialized stalks due to ...

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-08-11Bitstream added on 2015-01-26T13:30:45Z : No. of bitstreams: 1 000801536.pdf: 499080 bytes, checksum: 19a1db9fb316e7ff1427900b4eff27b8 (MD5) A cultura da cana-de-açúcar vem se destacando na região do cerrado do centrooeste brasileiro, principalmente, em áreas ocupadas por pastagens degradadas. O cultivo da cana-de-açúcar nestes locais implica em buscar variedades que melhor se ajustem a esses novos ambientes, onde predominam solos com teores de fósforo muito baixos. Assim, a fosfatagem pode ser uma tecnologia promissora. O experimento foi realizado em um LATOSSOLO Vermelho álico, coordenadas 51º15’00 W e 20º12’57 S, no município de Aparecida do Taboado – MS, com o objetivo de avaliar o desempenho de variedades de cana-de-açúcar em função de doses de P2O5 em adubação corretiva com superfosfato simples. O delineamento foi com blocos casualizados em parcelas subdivididas, sendo três tratamentos nas parcelas com as doses de fósforo: 150, 300 e 450 kg ha-1 de P2O5, e nas subparcelas as variedades: RB867515, RB855035, SP84-1431, SP83-2847, RB72454, SP81-3250, SP79-1011, RB835486, IACSP93-6006 e IAC91-5155. O experimento foi conduzido por quatro ciclos onde foram avaliadas as características agroindustriais da cana-de-açúcar. Concluiu-se que as variedades de cana-deaçúcar respondem de modo diferente à adubação fosfatada corretiva, portanto deve ser considerada no planejamento do manejo varietal. As maiores doses de fósforo em adubação corretiva aumentaram a sacarose em variedades de maturação precoce colhidas em maio, e proporcionaram maior produtividade de colmos para a cana-de-açúcar The culture of sugar cane has been highlighted in the savanna of the Brazilian Midwest region, especially in areas occupied by degraded pastures. The growing of sugar cane at these sites implies seeking varieties that are best suited to these new environments that predominate soils with very low levels of phosphorus. Thus, the corrective phosphate may be a promising technology. The experiment was conducted in a Oxisol Alic, coordinates 51º15’00 W and 20º12’57 S, in Aparecida do Taboado city south Mato Grosso state, the objective this research was to evaluate the performance of varieties of sugar cane according to corrective doses of P2O5 fertilization with superphosphate. The design was randomized blocks with split plots, three treatments in plots with phosphorus levels: 150, 300 and 450 kg ha-1 P2O5, and the subplots was the varieties: RB867515, RB855035, SP84-1431, SP83-2847, RB72454, SP81-3250, SP79-1011, RB835486, IACSP93-6006 and IAC91-5155. The experiment was conducted for four cycles in which we evaluated the characteristics agroindustrial of sugar cane. It was concluded that the varieties of cane sugar respond differently to corrective phosphate fertilizer so therefore should be considered in planning the varietal management. Higher doses of corrective phosphate fertilizer increased the sucrose in varieties of early ripening harvested in May, and provided greater yield of stalk in sugar cane