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Machine learning-oriented genomic prediction to late blight disease resistance and yield traits in a tropical highland potato breeding program
No full textA requeima (Phytophthora infestans) impõe perdas severas à produção de batata (Solanum tuberosum), exigindo ferramentas de seleção mais rápidas e precisas para desenvolvimento de variedades resistentes e duráveis. Este trabalho objetiva desenvolver e validar metodologias de predição genômica que combinam seleção de marcadores (feature selection - FS) e algoritmos de aprendizado de máquina (ML) para predizer resistência à requeima (rAUDPC) e componentes de rendimento (DM, MTWP, TNTP, TTWP) em batata autotetraploide. Parte-se da hipótese de que painéis reduzidos e informativos, aliados a modelos capazes de captar não linearidades, superam o uso generalizado de polimorfismos de único nucleotídeo (SNPs). Os dados incluem 466 clones em ensaios intermediários (IYT) para treinamento e 177 clones em ensaios avançados (AYT) para validação independente, fenotipados em três e quatro localidades contrastantes, respectivamente, e genotipados por 2.482 SNPs. Os fenótipos derivaram-se de melhores estimativas lineares não-enviesadas (BLUEs) obtidas a partir de modelos lineares mistos; a avaliação usa validação cruzada aninhada com otimização de hiperparâmetros que combinam três seletores (ANOVA, LASSO, RF) e seis regressores (RF, GB, SVR, MLP, Lasso, Ridge). A incorporação de FS apresenta desempenho superior ao uso de todos os marcadores, trazendo mais sinais genéticos importantes, exigindo menos imputações, diminuindo o custo computacional e fornecendo maior estabilidade. Na validação independente, as melhores combinações alcançam máximos de capacidade preditiva (correlação de Pearson) de ~0,605 (DM) e ~0,595 (rAUDPC). Conclui-se que a integração FS+ML produz modelos validados e operacionais para caracteres com forte componente genético, ao passo que a predição de rendimento requer amostras de treino mais representativas e modelagem mais explícita de interação genótipo × ambiente. Em suma, a implementação adequada dessa combinação pode servir de instrumento prático para priorizar genótipos em programas de melhoramento de batata, desde que apoiados por validação independente e amostras representativas, e contribuir para a obtenção de cultivares mais resilientes frente à requeima. Palavras-chave: Solanum tuberosum; Phytophthora infestans; polimorfismo de nucleotídeo único; rendimento; seleção de marcadores.Late blight (Phytophthora infestans) imposes severe losses on potato (Solanum tuberosum) production, demanding faster and more accurate selection tools for the development of resistant and durable varieties. This study aims to develop and validate genomic prediction methodologies that use feature selection (FS) and machine learning (ML) algorithms to predict late blight resistance (rAUDPC) and yield components (DM, MTWP, TNTP, TTWP) in autotetraploid potato. The working hypothesis is that reduced, informative single-nucleotide polymorphism (SNP) panels combined with models capable of capturing nonlinearities outperform generalised use of the SNP set. The data comprises 466 clones from intermediate yield trials (IYT) for training and 177 clones from advanced yield trials (AYT) for independent validation, phenotyped in three or four contrasting locations, respectively, and genotyped for 2,482 SNPs. Phenotypes derive from best linear unbiased estimates (BLUEs) from linear mixed models; evaluation follows nested cross-validation with hyperparameter optimisation across pipelines that combine three selectors (ANOVA, LASSO, RF) and six regressors (RF, GB, SVR, MLP, Lasso, Ridge). Incorporation of FS yields superior performance compared to using all markers, requires fewer imputations, reduces computational cost and provides greater model stability. In independent validation, the best combinations achieve predictive abilities (Pearson correlations) of ~0.605 (DM) and 0.595 (rAUDPC). We conclude that integrating FS and ML produces validated, operational models for traits with a strong genetic component, whereas predicting yield components requires more representative training samples and more explicit modelling of genotype × environment interaction. In summary, appropriate implementation of these combined approaches can serve as a practical tool to prioritise genotypes in potato breeding programs, provide independent validation and representative sampling, and thus contribute to the development of cultivars more resilient to late blight. Keywords: Solanum polymorphism; yield; tuberosum; Phytophthora feature selection infestans; single-nucleotideCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG
Determinantes do funcionamento ecossistêmico em florestas tropicais secundárias: os papéis dos estoques de carbono, das espécies endêmicas e do distúrbio antrópico
Get PDFUnderstanding the mechanisms that structure biodiversity and determine carbon stocks in tropical forests is central in the face of global change, fragmentation, and intensified anthropogenic disturbances. In this thesis, we investigate the functional, phylogenetic, environmental, and anthropogenic determinants of carbon stocks and the functional diversity of endemic and threatened species in secondary forest fragments of the Atlantic Forest, one of the most endangered biomes on the planet. We used data from 23 fragments, where tree communities were sampled with information on functional traits, phylogenetic structure, and biomass, integrated with environmental variables and disturbance history. In Chapter 1, we evaluate how the mechanisms of niche complementarity and mass ratio regulate aboveground carbon stocks (AGC) and how abiotic factors and anthropogenic disturbances modulate these processes. We hypothesize that (1) the mass ratio mechanism will exert a greater influence on AGC; (2) aboveground carbon stocks will be positively related to environmental factors widely associated with increased productivity and biomass accumulation in tropical forests, such as higher temperature, water availability, and soil fertility; and (3) the influence of ecological mechanisms on carbon stocks will depend on levels of anthropogenic disturbance. In areas with low disturbance, we expect that niche complementarity will play a predominant role, since reduced anthropogenic pressure and greater ecological niche availability can support the coexistence of diverse functional strategies that promote biomass accumulation. Conversely, in highly disturbed areas, the mass ratio mechanism may exert a stronger influence on carbon stocks, as disturbance can select for more resilient or tolerant functional strategies. In Chapter 2, we expand the analysis to explore multiple carbon compartments (AGC, root biomass carbon – RC, and soil organic carbon – SOC), aiming to understand how functional diversity, trait dominance, phylogenetic diversity, and environmental and anthropogenic gradients interact to shape these stocks. We hypothesize that aboveground carbon stocks will be primarily influenced by water availability, soil fertility and functional structure of plants, with communities dominated by species with conservative traits storing more biomass and carbon aboveground. In addition, we expect phylogenetic diversity to have a positive effect on AGC through complementarity and niche partitioning. For root carbon, in addition to sharing similarities with environmental conditions favorable for AGC, since it also represents live biomass, we expect stronger associations with acquisitive functional strategies of plants, since fine roots need to cope with resource fluctuations in the soil. For soil organic carbon, we predict stronger associations with climatic seasonality and edaphic factors, since litter decomposition is constrained during dry periods and organic matter stabilization is favored, and it also appears to be reinforced by resource-conserving strategies that promote stabilization and generate more recalcitrant litter inputs. Finally, in Chapter 3, we explore the role of endemic and threatened species in the functional diversity of secondary tropical forests, evaluating their distribution in functional space and the potential consequences of their loss. We hypothesize that these groups occupy restricted subsets of functional space with more conservative strategies, and that their exclusion would reduce functional richness and dispersion, increasing the regularity of trait distribution. Together, the three chapters provide evidence that maintaining diversity and functional structure is fundamental to sustaining carbon stocks and ecosystem functions in Atlantic Forest remnants, highlighting the importance of conservation strategies that integrate biodiversity, key groups, the influence of anthropogenic degradation, and multiple carbon compartments. Keywords: ecosystem functioning; biodiversity conservation; trait-based ecologyA compreensão dos mecanismos que estruturam a biodiversidade e determinam o estoque de carbono em florestas tropicais é central diante das mudanças globais, da fragmentação e da intensificação dos distúrbios antrópicos. Nesta tese, investigamos os determinantes funcionais, filogenéticos, ambientais e antrópicos do estoque de carbono e da diversidade funcional de espécies endêmicas e ameaçadas de extinção em fragmentos florestais secundários da Mata Atlântica, um dos biomas mais ameaçados do planeta. Utilizamos dados de 23 fragmentos, nos quais foram amostradas comunidades arbóreas com informações sobre traços funcionais, estrutura filogenética e biomassa, integradas a variáveis ambientais e históricos de distúrbio. No Capítulo 1, avaliamos como os mecanismos de complementaridade de nicho e razão de massa regulam os estoques de carbono acima do solo (AGC) e de que maneira fatores abióticos e distúrbios antrópicos modulam esses processos. Hipotetizamos que (1) o mecanismo de razão de massa exercerá uma influência maior sobre o AGC; (2) o estoque de carbono acima do solo estará positivamente relacionado a fatores ambientais amplamente associados ao aumento da produtividade e ao acúmulo de biomassa em florestas tropicais, como temperatura mais alta, disponibilidade de água e fertilidade do solo; e (3) a influência dos mecanismos ecológicos sobre o estoque de carbono dependerá dos níveis de distúrbio antrópico. Em áreas com baixos níveis de distúrbio, esperamos que a complementaridade de nicho possa desempenhar um papel predominante, uma vez que a redução da pressão antropogênica e a maior disponibilidade de nichos podem apoiar a coexistência de estratégias funcionais que promovem o acúmulo de biomassa. Em áreas com alto grau de distúrbio, o mecanismo da razão de massa pode exercer uma influência mais pronunciada sobre AGC, uma vez que a perturbação pode selecionar estratégias funcionais mais resilientes ou tolerantes a essas condições desfavoráveis. No Capítulo 2, expandimos a análise para explorar múltiplos compartimentos de carbono (AGC, carbono da biomassa de raízes – RC, e carbono orgânico do solo – SOC), buscando compreender como diversidade funcional, dominância de traços, diversidade filogenética e gradientes ambientais e antrópicos interagem para moldar esses estoques. Nossa hipótese é que AGC seria influenciado principalmente pela disponibilidade de água, fertilidade do solo e espécies com estratégias funcionais conservativas. Além disso, esperamos que a diversidade filogenética tenha um efeito positivo sobre o AGC por meio da complementaridade de nicho. Para o carbono radicular, além de esperarmos similaridades com as condições ambientais favoráveis para AGC, visto que também representa a biomassa viva, esperamos maiores associações com estratégias funcionais aquisitivas, uma vez que as raízes finas precisam lidar com flutuações de recursos no solo. Para o carbono orgânico do solo, prevemos associações mais fortes com a sazonalidade climática e fatores edáficos, visto que a decomposição é restringida durante os períodos secos e a estabilização da matéria orgânica é favorecida. Por fim, no Capítulo 3, exploramos o papel das espécies endêmicas e ameaçadas na diversidade funcional das florestas tropicais secundárias, avaliando sua distribuição no espaço funcional e as consequências potenciais de sua perda. Hipotetizamos que esses grupos ocupam subconjuntos restritos do espaço funcional e com estratégias mais conservativas e que sua exclusão levaria à redução da riqueza e da dispersão funcional, aumentando a regularidade na distribuição dos traços. Em conjunto, os três capítulos oferecem evidências de que a manutenção da diversidade e da estrutura funcional são fundamentais para sustentar estoques de carbono e funções ecossistêmicas nos remanescentes da Mata Atlântica, ressaltando a importância de estratégias de conservação que integrem grupos-chave, a influência da degradação antrópica e múltiplos compartimentos de carbono. Palavras-chave: funcionamento ecossistêmico; conservação da biodiversidade; ecologia baseada em traçosCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Antioxidant system plasticity and pigment-driven photoprotection in high-pigment Solanum lycopersicum mutants
No full textA crescente escassez hídrica impõe desafios significativos à produtividade agrícola, demandando a elucidação de mecanismos fisiológicos, bioquímicos e metabólicos associados à tolerância à deficiência hídrica. Neste estudo, investigou- se a influência das mutações high-pigment (hp1 e hp2) sobre o desempenho de plantas de tomateiro (Solanum lycopersicum L. cv. Micro-Tom) sob condições de déficit hídrico. Foram avaliadas variáveis fisiológicas, bioquímicas e metabólicas, incluindo trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, parâmetros antioxidantes, perfis de metabólitos primários e relações redox. As plantas hp1 e hp2 apresentaram maior estabilidade fisiológica frente ao estresse, evidenciada pela manutenção da atividade fotossintética, maior eficiência no uso da água, acúmulo de osmólitos e maior estabilidade do sistema antioxidante enzimático, com destaque para a superóxido dismutase. A análise do perfil metabólico indicou que os mutantes hp1 e hp2 apresentam uma configuração bioquímica basal semelhante àquela induzida pelo déficit hídrico no genótipo selvagem, sugerindo um possível "pré- condicionamento" metabólico conferido pela mutação. No entanto, a imposição do déficit hídrico levou à homogeneização das respostas entre os genótipos e não resultou em diferenças significativas no rendimento de frutos. Registre-se que, embora os mutantes tenham apresentado respostas fisiológicas e bioquímicas mais favoráveis sob déficit hídrico, esses benefícios não se traduziram em maior produtividade. Os resultados desse trabalho contribuem, portanto, para a compreensão dos mecanismos de tolerância ao déficit hídrico mediados por mutações que afetam a fotomorfogênese e apontam potenciais alvos para estratégias de melhoramento genético em contextos agrícolas com limitação hídrica. Palavras-chave: Solanum lycopersicum; equilíbrio redox; espécies reativas de oxigênio; sistemas antioxidantes; pré-condicionamento metabólico.The increasing scarcity of water presents major challenges to agricultural productivity, underscoring the need to better understand the physiological, biochemical, and metabolic mechanisms underlying drought tolerance. In this study, we investigated the effects of high-pigment mutations (hp1 and hp2) on the performance of tomato plants (Solanum lycopersicum L. cv. Micro-Tom) under water limitation conditions. Physiological, biochemical, and metabolic traits were evaluated, including gas exchange, chlorophyll a fluorescence, antioxidant activity, primary metabolite profiles, and redox balance. Both hp1 and hp2 mutants exhibited greater physiological stability under stress, maintaining photosynthetic activity, enhancing water use efficiency, accumulating osmolytes, and preserving the activity of enzymatic antioxidants, particularly superoxide dismutase. Metabolite profiling indicated that hp1 and hp2 mutants possess a basal biochemical state resembling the drought-induced profile of wild-type plants, suggesting a potential mutation-driven metabolic "preconditioning". Nonetheless, water deficit exposure led to convergent responses among genotypes and did significantly affect fruit yield. Although the mutants showed more favorable physiological and biochemical responses following water deficit, these advantages did not translate into increased productivity. Overall, these findings provide new insights into drought tolerance mechanisms associated with photomorphogenesis-related mutations and identify potential targets for crop improvement under water-limited agricultural systems. Keywords: Solanum lycopersicum; redox balance; reactive oxygen species; antioxidant systems; metabolic preconditioningCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES/PROEX)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Padrões temporais de resposta ao playback em saguis ameaçados da Mata Atlântica: Callithrix aurita (É. Geoffroy, 1812) E Callithrix flaviceps (Thomas, 1903)
Get PDFO sagui-da-serra (Callithrix flaviceps) e sagui-da-serra-escuro (Callithrix aurita), estão classificadas como “Criticamente em Perigo” e “Em Perigo”, respectivamente, pelo ICMBio e pela IUCN. A perda e fragmentação de seus habitats, aliadas à competição e hibridação com congêneres invasores são algumas das suas principais ameaças. Neste cenário, o levantamento de populações remanescentes é uma das estratégias usadas para subsidiar a conservação dessas espécies, sendo a técnica de playback, juntamente com a busca ativa, comumente utilizada para essa finalidade. Com base nisso, o objetivo deste trabalho foi verificar os horários de maior resposta dos animais e quanto tempo demoraram para responder ao playback para tornar a técnica mais assertiva. Foram vistoriadas as regiões de Alto e Médio Rio Doce e o Parque Estadual de Sete Salões, que compõem a bacia do Rio Doce e foram afetadas pelo rompimento da barragem de Fundão na cidade de Mariana em 2015. Os dados foram coletados de janeiro de 2024 a junho de 2025 e fazem parte do projeto “Conservação e manejo de espécies da fauna ameaçadas de extinção na bacia do rio Doce, Minas Gerais” financiado pela Samarco, em parceria com a Universidade Federal de Viçosa, Minas Gerais. Para os playbacks foram utilizadas vocalizações “phee” ou long-calls das duas espécies tocadas a cada dois minutos, seguidos pelo mesmo tempo de silêncio, até totalizar 12 minutos em cada ponto. Os resultados mostraram uma maior taxa de respostas durante a manhã, embora C. flaviceps tenha apresentado um pico de respostas na parte da tarde. Em relação ao tempo de respostas, de maneira geral, o sagui-da-serra-escuro respondeu mais rapidamente (quatro minutos) do que o sagui-da-serra (seis minutos), provavelmente devido à área de vida de cada espécie e a estrutura da vegetação onde se encontram. De acordo com os resultados encontrados, sugere-se que para aumentar a assertividade da técnica de playback, sua aplicação deva coincidir com os horários de maior taxa de resposta desses animais. O presente estudo traz dados relevantes para a conservação de C. flaviceps e C. aurita, uma vez que inclui uma área não estudada anteriormente e contribui com o aprimoramento de um método já utilizado. Palavras-chave: Saguis-da-Serra; Levantamento; Bacia do Rio DoceThe buffy-tufted-ear marmoset (Callithrix flaviceps) and the buffy-tufted marmoset (Callithrix aurita) are classified as "Critically Endangered" and "Endangered," respectively, by ICMBio and the IUCN. Habitat loss and fragmentation, combined with competition and hybridization with invasive congeneric species, are among their main threats. In this scenario, the survey of remnant populations is a key strategy to support the conservation of these species, with the playback technique, together with active searching, commonly used for this purpose. Based on this, the objective of this work was to determine the times of day when the animals are most responsive and how long they took to respond to playback, in order to make the technique more effective. The study surveyed the Upper and Middle Rio Doce regions and the Sete Salões State Park, all located within the Doce river basin, which was affected by the 2019 Fundão dam collapse in the city of Mariana. Data were collected from January 2024 to June 2025 and are part of the project "Conservation and Management of Endangered Fauna Species in the Doce River Basin, Minas Gerais," funded by Samarco. For the playbacks, "phee" or long-call vocalizations from both species were used, played every two minutes, followed by an equal period of silence, totaling 12 minutes at each point. The results showed a higher response rate during the morning, although C. flaviceps exhibited a response peak in the afternoon. Regarding the response time, overall, the buffy-tufted marmoset (C. aurita) responded more quickly (four minutes) than the buffy-tufted-ear marmoset (C. flaviceps) (six minutes), likely due to differences in the home range of each species and the structure of the vegetation where they are found. According to the results, it is suggested that to increase the effectiveness of the playback technique, its application should coincide with the times of highest response rates for these animals. This study provides relevant data for the conservation of C. flaviceps and C. aurita, as it includes a previously unstudied area and contributes to the refinement of an already established method. Keywords: Atlantic Forest Marmosets; Atlantic Forest; Population Survey; Rio Doce Basi
Avaliação do potencial de Pseudomonas mediterranea UFV no controle de doenças bacterianas do tomateiro
No full textStudies report the potential of Pseudomonas species as biological control agents. Given the limited availability of biological-based products to control bacterial diseases of tomato, the focus of this work was to generate information on the potential of P. mediterranea UFV (Pm UFV) and the compounds produced by this strain in controlling tomato diseases caused by bacteria. The content of chapter 1 includes in vivo trials conducted to evaluate the best conditions for the development of bacterial spot of tomato (BST) symptoms caused by Xanthomonas euvesicatoria pv. perforans (Xep), to evaluate the effect of the preventive application of Pm UFV cell suspension on the development of BST caused by Xep and to determine the pathogenicity of the Pm UFV on different commercial tomato cultivars and the experimental model Micro-Tom. Also, the presence of gene clusters coding for the biosynthesis of phytotoxins in the Pm UFV genome was bioinformatically predicted. All tomato cultivars tested exhibited BST symptoms when inoculated with Xep under the different environments tested, the temperature that best favored the development of BST symptoms was 25 °C, and the application of Pm UFV cell suspension to tomato leaves inhibited BST symptoms. Interrogation of the Pm UFV draft genome sequence unveiled gene clusters for the biosynthesis of several phytotoxins, reinforcing the notion that Pm UFV has a high phytopathogenic potential. In chapter 2, it is described in vitro experiments aimed to determine the culture medium and growth phase of the Pm UFV strain most favorable for obtaining cell-free filtrate (CFF) with antibacterial activity, to evaluate the in vitro inhibitory effect of Pm UFV CFF against bacterial strains virulent to tomato plants, to obtain acid precipitate and supernatant fractions (APF and ASF, respectively) with antimicrobial activity, and to detect peptides present in these fractions. Our findings indicated culture media 3 and 4 as promoting the synthesis of antimicrobial compounds by Pm UFV. Virulent isolates of Ralstonia solanacearum (Rs) were sensitive to the CFF prepared from Pm UFV cultures in medium 3, however, it exhibited phytotoxicity when applied to the soil at a 50X concentration. Matrix-assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry coupled to mass spectrometry (MALDI-TOF/MS) analysis indicated several peptides present in the APF and ASF obtained from Pm UFV cultures. In chapter 3, results are presented on the preparation of crude extracts from Pm UFV cultures using solvents of different polarity and assessing their growth inhibitory effect on virulent Xep and Rs strains. The crude extract in dichloromethane (Pm/dichloromethane) exhibited antimicrobial activity against Rs whereas the Pm/ethanol caused growth inhibition of both Xep and Rs. When applied to tomato plants, Pm/ethanol caused reduction of BST symptoms. Using gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC/MS) and bioinformatics predictions, compounds (potentially) produced by Pm UFV and putatively involved in the antimicrobial activity were partially identified. Further in vivo studies are necessary to determine the real potential of APF, ASF, crude extracts and/or partially purified compounds obtained from Pm UFV cultures in the control of Xep or Rs. Keywords: Antibiosis. Biocontrol. Bacterial Spot of Tomato. Bacterial wilt. Solanum lycopersicum. Ralstonia solanacearum. Xanthomonas euvesicatoria pv. perforans.Estudos relatam o potencial das espécies de Pseudomonas como agentes de controle biológico. Dada a limitada disponibilidade de produtos de base biológica para o controle de doenças bacterianas do tomateiro, o foco deste trabalho foi gerar informação sobre o potencial de P. mediterranea UFV (Pm UFV) e dos compostos produzidos por esta cepa no controle de doenças do tomateiro causadas por bactérias. O conteúdo do capítulo 1 inclui ensaios in vivo realizados para avaliar as melhores condições para o desenvolvimento dos sintomas da mancha bacteriana do tomate (BST) causada por Xanthomonas euvesicatoria pv. perforans (Xep), avaliar o efeito da aplicação preventiva de suspensão de células de Pm UFV no desenvolvimento de BST causada por Xep e determinar a patogenicidade de Pm UFV em diferentes cultivares comerciais de tomate e no modelo experimental Micro-Tom. Além disso, a presença de agrupamentos de genes que codificam a biossíntese de fitotoxinas no genoma de Pm UFV foi predita usando bioinformática. Todas as cultivares de tomate testadas apresentaram sintomas de BST quando inoculadas com Xep nos diferentes ambientes testados, a temperatura que melhor favoreceu o desenvolvimento dos sintomas de BST foi de 25 °C, e a aplicação de suspensão de células de Pm UFV em folhas de tomateiro inibiu os sintomas de BST. As análises da sequência rascunho do genoma de Pm UFV revelaram agrupamentos de genes para a biossíntese de diversas fitotoxinas, reforçando a noção de que Pm UFV possui alto potencial fitopatogênico. No capítulo 2 são descritos experimentos in vitro com o objetivo de determinar o meio de cultura e a fase de crescimento da cepa Pm UFV mais favoráveis à obtenção de filtrado livre de células (CFF) com atividade antibacteriana, para avaliar o efeito inibitório in vitro do CFF de Pm UFV contra cepas bacterianas virulentas ao tomateiro, obter frações ácidas de precipitado e sobrenadante (APF e ASF, respectivamente) com atividade antimicrobiana, e detectar peptídeos presentes nessas frações. Nossos achados indicaram os meios de cultura 3 e 4 como promotores da síntese de compostos antimicrobianos por Pm UFV. Isolados virulentos de Ralstonia solanacearum (Rs) foram sensíveis ao CFF preparado a partir de culturas de Pm UFV em meio 3, porém apresentaram fitotoxicidade quando aplicado ao solo na concentração de 50X. A análise de Ionização por dessorção a laser assistida por matriz com analisador por tempo de voo acoplado a espectrometria de massas (MALDI-TOF/MS) indicou vários peptídeos presentes no APF e ASF obtidos de culturas de Pm UFV. No capítulo 3 são apresentados resultados sobre a preparação de extratos brutos de culturas de Pm UFV utilizando solventes de diferentes polaridades e a avaliação do seu efeito inibitório do crescimento de cepas virulentas de Xep e Rs. O extrato bruto em diclorometano (Pm/diclorometano) exibiu atividade antimicrobiana contra Rs enquanto o Pm/etanol causou inibição do crescimento tanto de Xep quanto de Rs. Quando aplicado em tomateiro, Pm/etanol causou redução dos sintomas de BST. Utilizando cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC/MS) e predições bioinformáticas, compostos (potencialmente) produzidos por Pm UFV e com potencial de estarem envolvidos na atividade antimicrobiana foram parcialmente identificados. Mais estudos in vivo são necessários para determinar o real potencial de APF, ASF, extratos brutos e/ou compostos parcialmente purificados obtidos de culturas de Pm UFV no controle de Xep ou Rs. Palavras-chave: Antibioses. Biocontrole. Mancha Foliar do Tomateiro. Murcha Bacteriana. Solanum lycopersicum. euvesicatoria pv. perforans. Ralstonia solanacearum. Xanthomonas.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES
Uma abordagem para hyperlapses semânticos e musicais
Get PDFWith the growing prevalence of portable cameras—such as smartphones, action cameras, and smart glasses—recording first-person videos of daily activities has become increasingly common. However, these recordings often suffer from shaky footage caused by the wearer's continuous movements, making them physically uncomfortable to watch, and include repetitive or irrelevant segments that make them tedious to watch. To address these challenges, hyperlapse methods fast-forward egocentric videos while stabilizing camera motion, and semantic hyperlapse methods additionally preserve the most important segments. Although audio is an important part of watching videos, it is often overlooked in hyperlapse creation, leaving the choice of soundtrack to the user. In this dissertation, we introduce a multimodal hyperlapse algorithm that jointly optimizes semantic content retention, visual stability, and playback alignment with a user-chosen song's loudness. Specifically, the hyperlapse slows down during quiet parts of the song to highlight important frames and speeds up during louder segments to de-emphasize less critical content. We also propose strategies to select songs that best complement the hyperlapse. Our experiments show that this approach outperforms existing methods in semantic retention and loudness–speed correlation, while maintaining comparable camera stability and temporal continuity. Keywords: video summarization; semantic fast-forward; egocentric videos; hyperlapse; loudnessCom a crescente prevalência de câmeras portáteis—como smartphones, câmeras de ação e óculos inteligentes—gravar vídeos em primeira pessoa das atividades diárias tornou-se cada vez mais comum. No entanto, essas gravações frequentemente sofrem com filmagens tremidas causadas pelos movimentos contínuos do usuário, tornando-as fisicamente desconfortáveis de assistir, além de incluírem segmentos repetitivos ou irrelevantes que as tornam tediosas de acompanhar. Para lidar com esses desafios, os métodos de hyperlapse aceleram vídeos egocêntricos enquanto estabilizam o movimento da câmera, e os métodos de hyperlapse semântico preservam adicionalmente os segmentos mais importantes. Embora o áudio seja uma parte importante da experiência de assistir vídeos, ele é frequentemente negligenciado na criação de hyperlapses, deixando a escolha da trilha sonora para o usuário. Nesta dissertação, apresentamos um algoritmo multimodal de hyperlapse que otimiza conjuntamente a retenção de conteúdo semântico, a estabilidade visual e o alinhamento da reprodução com o volume de uma música escolhida pelo usuário. Especificamente, o hyperlapse desacelera durante as partes silenciosas da música para destacar quadros importantes e acelera durante os segmentos mais altos para minimizar a ênfase em conteúdos menos críticos. Além disso, propomos estratégias para selecionar músicas que melhor complementem o hyperlapse. Nossos experimentos mostram que essa abordagem supera os métodos existentes em retenção semântica e na correlação entre intensidade sonora e velocidade, enquanto mantém níveis comparáveis de estabilidade de câmera e continuidade temporal. Palavras-chave: resumo de vídeo; aceleração semântica; vídeos egocêntricos; hyperlapse; intensidade sonoraCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
Application of a didactic sequence for a blind student: focus on learning the content of chemistry’s solutions
Get PDFA formação educacional da Pessoa com Deficiência perpassa por uma trajetória que revela a adoção de práticas pedagógicas e de reabilitação, com base nas singularidades de cada pessoa. No entanto, os aspectos inclusivos têm sido incorporados à educação das pessoas cegas, considerando que se verifica um aumento desses estudantes nas escolas regulares. Isso leva a alterações nas metodologias de ensino, buscando contemplar as demandas educacionais de maneira justa e equânime. Assim, esta pesquisa apresenta uma proposta didática para o ensino de Química voltado a estudantes cegos, centrando-se na aprendizagem do conteúdo de Soluções Químicas. O objetivo foi apresentar uma proposta didática para o ensino de Química a estudantes cegos, com abordagem multissensorial. Buscou-se, para tanto, explorar os sentidos remanescentes do estudante para desenvolver conceitos científicos e avaliar as contribuições da intervenção. Em termos metodológicos, temos uma abordagem qualitativa, com uma pesquisa de caráter exploratório e descritivo, que permitiu análises detalhadas das interações entre o estudante e os recursos inclusivos. Além disso, os métodos adotados evidenciam o caráter de um estudo de caso. Dessa forma, fizemos uma sequência didática adaptada para um estudante cego congênito no Ensino Médio, com recursos multissensoriais, tal como modelos táteis, sensações palatáveis e materiais em Braille. Durante a intervenção foram explorados conceitos relativos à concentração, soluto, solvente, além da distinção entre sistemas homogêneos e heterogêneos com exemplos contextuais. A pesquisa contou com a participação ativa do estudante, cuja interação com os recursos revelou avanços na compreensão conceitual. Além disso, destacamos a importância da apostila em Braille como recurso educacional para desenvolver uma aprendizagem adaptada e autônoma. Os resultados demonstraram que as práticas pedagógicas inclusivas instituídas nas aulas foram capazes de superar barreiras comunicacionais e educacionais, promovendo a equidade e a participação efetiva do estudante cego nas aulas de Química. Dessa forma, concluímos que a inclusão demanda de um planejamento pedagógico criterioso e a criação de recursos adaptados, que atendam as singularidades do estudante e favoreça a sua autonomia e protagonismo no processo de ensino e aprendizagem de uma Química que seja mais inclusiva. Palavras-chave: Educação de Cegos; Química; Soluções; Exploração Multissensorial.The educational training of people with disabilities has been historically erased. However, nowadays, inclusive aspects are incorporated into social practices, especially in the education of blind people, considering that there is an increase in the number of these students in regular schools. This leads to changes in the teaching methodologies used, seeking to meet the educational demands of students in a fair and equitable manner. Thus, this research presents a didactic proposal for teaching Chemistry to blind students, focusing on learning the content of chemical solutions. To this end, we seek to explore the various senses, with emphasis on touch, taste, hearing and smell. In methodological terms, we have a qualitative approach, with exploratory and descriptive research, allowing detailed analyses of the interactions between the student and the inclusive resources used. In addition, the methods adopted in the work demonstrate the nature of a case study. To this end, we developed and applied a teaching sequence adapted for a congenitally blind high school student, using multisensory resources, such as tactile models, palatable sensations and Braille materials. During the intervention, fundamental concepts of chemical solutions were explored, such as concentration, solute, solvent and the distinction between homogeneous and heterogeneous systems, connecting the concepts to the student's daily life. The research included the active participation of the student, whose interaction with the materials developed revealed significant advances in conceptual understanding and engagement with the content. In addition, we highlight the importance of the Braille handout as a fundamental tool for the development of adapted and autonomous learning. Thus, the results demonstrated that the inclusive pedagogical practices instituted in the classes were able to overcome communication and educational barriers, promoting equity and the effective participation of the blind student in Chemistry classes. Thus, we conclude that inclusion demands careful pedagogical planning and the creation of adapted resources that meet the student's singularities and favor their autonomy and protagonism in the teaching and learning process of inclusive Chemistry. Keywords: Education of the Blind; Chemistry; Solutions; Multisensory Exploration.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq
ACERVO - Disciplina QUI112 - Aula04 Parte01
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Persistence and bioremediation of the herbicide indaziflam in soils
No full textO uso de herbicidas com período residual prolongado, a exemplo do indaziflam, pode favorecer o controle de plantas daninhas em culturas com taxa de crescimento inicial lenta, como a cana-de-açúcar, de modo a reduzir o número de aplicações. Todavia, a presença do indaziflam no solo por tempo prolongado pode impactar negativamente os organismos não alvo, elevar os riscos de lixiviação e contaminação do solo e de águas superficiais e subterrâneas e causar danos às culturas sensíveis cultivadas em sucessão e, ou rotação (carryover) à cana-de- acúçar, como a soja e o amendoim. Desse modo, a biorremediação surge como abordagem promissora, visando explorar agentes biológicos, como micro- organismos e, ou plantas, na transformação ou degradação desses compostos, reduzindo os riscos de contaminação do solo e de águas subterrâneas e superficiais, além da disponibilização da área para o cultivo de culturas sensíveis mais rapidamente. Neste trabalho foram apresentados três capítulos. No capítulo 1 foram analisados o período residual do indaziflam para o cultivo seguro da soja e do amendoim em sucessão à cultura da cana-de-açúcar, além da sua mobilidade no solo, por meio de ensaios biológicos e por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Constatou-se que o indaziflam foi detectado até 20 cm de profundidade e que recomenda-se aguardar o período de aproximadamente um ano e meio após a aplicação do mesmo para o semeio seguro da soja e do amendoim. No capítulo 2, avaliou-se o potencial de degradação do indaziflam no solo, por meio da inoculação de isolados bacterianos IN4, IN43, IN50, IN54, IN59 e consórcio de todos os isolados por bioensaio e por CLAE. Como resultados desta pesquisa, verificou-se na avaliação realizada por CLAE, que todos os isolados bacterianos reduziram o tempo de meia-vida (t1/2) do indaziflam para períodos entre 11 e 27 dias a depender dos isolados e que o tratamento sem a inoculação dos isolados o t1/2 foi de 250 dias. Apesar dessa degradação, foi constatada ação residual do indaziflam e, ou de seus metabólitos por meio de bioensaio até 360 dias após inoculação das bactérias. Por fim, no capítulo 3, avaliou-se o potencial de biorremediação de solos contaminados com o indaziflam por consórcio bacteriano, por Canavalia ensiformis e pela associação desses, onde foi realizado avaliação de crescimento e intoxicação das plantas de Canavalia ensiformis e avaliação do resíduo de indaziflam no solo por CLAE e por bioensaio, constatando que o indaziflam causou severos sintomas de intoxicação na Canavalia ensiformis nas avaliações iniciais em todas as doses avaliadas, porém, houve recuperação das plantas, demonstrando tolerância da espécie ao herbicida. E que a Canavalia ensiformis, o consórcio dos isolados bacterianos e a associação desses, possuem capacidade para biorremediação de solos contaminados com o indaziflam, reduzindo a persistência desse herbicida no ambiente. Palavras-chave: Soja; Amendoim; Cana-de-açúcar; Mobilidade; Degradação; Micro-organismos; Bactérias; Fitorremediação; Canavalia ensiformis.The use of herbicides with prolonged residual activity, such as indaziflam, can enhance weed control in crops with slow initial growth rates, such as sugarcane, thereby reducing the number of required applications. However, the persistence of indaziflam in the soil over extended periods may negatively affect non-target organisms, increase the risks of leaching and contamination of soil, surface water, and groundwater, and cause injury to sensitive crops grown in succession or rotation with sugarcane (carryover), such as soybean and peanut. In this context, bioremediation emerges as a promising approach, aiming to exploit biological agents, such as microorganisms and/or plants, to transform or degrade these compounds, thereby reducing the risk of soil and water contamination and enabling earlier cultivation of sensitive crops. This study comprises three chapters. In Chapter 1, the residual period of indaziflam for the safe cultivation of soybean and peanut following sugarcane was assessed, as well as its mobility in the soil, using bioassays and high- performance liquid chromatography (HPLC). Indaziflam was detected up to a depth of 20 cm, and it is recommended to wait approximately one and a half years after its application before safely sowing soybean and peanut. In Chapter 2, the degradation potential of indaziflam in soil was evaluated through the inoculation of bacterial isolates IN4, IN43, IN50, IN54, IN59, and a consortium of all isolates, using both bioassays and HPLC analysis. According to HPLC results, all bacterial isolates reduced the half-life (t1/2) of indaziflam to periods ranging from 11 to 27 days, depending on the isolate, whereas in the non-inoculated treatment, the t1/2 was 250 days. Despite this degradation, residual activity of indaziflam and/or its metabolites was detected through bioassays up to 360 days after bacterial inoculation. Finally, in Chapter 3, the bioremediation potential of soils contaminated with indaziflam was assessed using a bacterial consortium, Canavalia ensiformis, and their combination. Plant growth and phytotoxicity symptoms in Canavalia ensiformis were evaluated, along with indaziflam residues in the soil through HPLC and bioassays. Indaziflam caused severe phytotoxic symptoms in Canavalia ensiformis during the initial evaluations at all tested doses. However, the plants recovered over time, indicating a degree of tolerance to the herbicide. Results showed that Canavalia ensiformis, the bacterial consortium, and their combination possess the capacity to bioremediate indaziflam-contaminated soils, reducing the environmental persistence of this herbicide. Keywords: Soybean; Peanut; Sugarcane; Mobility; Degradation; Microorganisms; Bacteria; Phytoremediation; Canavalia ensiformis.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG