Genome sequence of Ensifer arboris strain LMG 14919T, a microsymbiont of the legume Prosopis chilensis growing in Kosti, Sudan

Ensifer arboris LMG 14919T is an aerobic, motile, Gram-negative, non-spore-forming rod that can exist as a soil saprophyte or as a legume microsymbiont of several species of legume trees. LMG 14919T was isolated in 1987 from a nodule recovered from the roots of the tree Prosopis chilensis growing in Kosti, Sudan. LMG 14919T is highly effective at fixing nitrogen with P. chilensis (Chilean mesquite) and Acacia senegal (gum Arabic tree or gum acacia). LMG 14919T does not nodulate the tree Leucena leucocephala, nor the herbaceous species Macroptilium atropurpureum, Trifolium pratense, Medicago sativa, Lotus corniculatus and Galega orientalis. Here we describe the features of E. arboris LMG 14919T, together with genome sequence information and its annotation. The 6,850,303 bp high-quality-draft genome is arranged into 7 scaffolds of 12 contigs containing 6,461 protein-coding genes and 84 RNA-only encoding genes, and is one of 100 rhizobial genomes sequenced as part of the DOE Joint Genome Institute 2010 Genomic Encyclopedia for Bacteria and Archaea-Root Nodule Bacteria (GEBA-RNB) project.

Desempenho de novilhas expostas à reprodução aos 14/15 meses de idade

Foram conduzidos dois experimentos para avaliar o comportamento reprodutivo de novilhas de corte pertencentes a quatro grupos genéticos (Hereford, ½ Nelore½ Hereford; ¼ Nelore ¾ Hereford; ½ Angus ½ Hereford) acasaladas aos 14/15 meses de idade. No experimento iniciado em 2001 foram utilizadas quatro alternativas de alimentação no outono/inverno: a) suplementação do campo nativo (CN) a 1,5% do peso vivo (PV) com ração comercial (RC) contendo 14% de proteína bruta (PB) e 68% de NDT (S68); b) suplementação do CN a 1,5% do PV com RC contendo 14% de PB e 75% de NDT (S75); c) suplementação em pastagem de azevém (Lolium multiflorum Lan), trevo branco (Trifolium repens) e cornichão (Lotus corniculatus) a 0,5% do PV de milho em grão (SPAS);d) confinamento a céu aberto com silagem de milho e 0,7% do PV de ração (CON). Após, em um só grupo, permaneceram em pastagem de azevém e aveia (Avena sativa) até o início do período reprodutivo. Durante o período de aplicação dos tratamentos alimentares o ganho médio diário (GMD) do tratamento SPAS e CON (0,755 vs 0,784 kg/dia) não apresentou diferença significativa (P>0,05), nem os S68 e S75 (0,511 vs 0,489 kg/dia). Durante o período conjunto em pastagem não foi determinada diferença significativa (P>0,05) no GMD entre S68, S75 e SPAS, nem entre S68, SPAS e CON. O peso ao início do período reprodutivo foi de 233,7 e 232,3 kg para S68 e S75 (P>0,05) e de 260,6 e 254,3 kg para SPAS e CON (P>0,05). As taxas de prenhez do SPAS e COM não apresentaram diferença entre si (62,16% e 53,86%), mas foram significativamente mais elevadas (P<0,05) em relação às S68 e S75 (20,51% e 25,64%) as quais também não diferiram entre si (P>0,05). As novilhas que conceberam foram mais pesadas, apresentaram maiores GMD de peso, condição corporal (CC) e escore trato reprodutivo (ETR) ao início do período reprodutivo em relação às que não conceberam. No experimento iniciado em 2002 foram utilizadas três alternativas de alimentação no outono/inverno: a) suplementação do CN com RC (SUR) a 1% do PV, contendo 14% de PB e 75% de NDT; b) suplementação do CN com farelo de arroz (SUFA) a 0,5% PV; c) pastejo contínuo em pastagem cultivada de azevém (PAST) e aveia. O tratamento PAST (0,478 kg/dia) apresentou GMD de peso mais elevado (P<0,05), seguido do tratamento SUR (0,326 kg/dia) superior (P<0,05) ao tratamento SUFA (0,100 kg/dia). Durante o período em conjunto em pastagem de azevém e aveia os tratamentos SUFA e PAST não apresentaram diferença significativa no GMD de peso (P>0,05) mas, foram superiores (P<0,05) ao tratamento SUR. O peso ao início do período reprodutivo foi de 265,4; 236,7 e 222,6 kg para os tratamentos PAST, SUR e SUFA, respectivamente (P<0,05). A taxa de prenhez do tratamento PAST (61,36%) foi superior (P<0,05) a dos tratamentos SUR e SUFA (20,0 e 22,73%; P>0,05). As novilhas que conceberam foram as mais pesadas e mais velhas, do início dos tratamentos alimentares até o final do período reprodutivo.

Identificação e avaliação de sistemas de produção de leite em pastagens cultivadas na região do Planalto do Rio Grande do Sul

A pecuária leiteira tem uma importante participação na economia do setor primário do Sul do Brasil, porém, custos de produção elevados, impacto ambiental e qualidade dos produtos tem limitado sua viabilidade econômica. Entretanto, na busca por sistemas sustentáveis de produção depara-se com uma grande escassez de informações. Este trabalho pretendeu contribuir com a geração de conhecimentos que possam ser facilmente adotados pelos produtores da Região do Planalto Riograndense, através da condução da pesquisa em duas etapas: inicialmente foi desenvolvido um estudo baseado em procedimentos de pesquisa diagnóstica aplicados em 46 propriedades que incluiu características infra-estruturais, ambientais, sociais e técnico-econômicas. Em um segundo momento, realizou-se a comparação de dois sistemas de condução dos animais em pastagens, propostos a partir de características apontadas como relevantes no diagnóstico realizado, definindo os seguintes tratamentos: T 1: onde os animais tiveram acesso à pastagem por um período de 3 h/dia, e, T 2: onde os animais tiveram livre acesso à pastagem, ambos, mantidos em pastejo sobre sorgo forrageiro (Sorghum vulgare) e trevo branco (Trifolium repens L.) em pastejo rotativo, recebendo suplementação protéica e energética Os resultados do diagnóstico indicaram uma elevada importância das características de infraestrutura e de questões técnicas relativas à exploração leiteira, onde destacam-se variáveis relacionadas à questões de manejo e alimentação do rebanho. Os sistemas de pastejo apresentaram diferença significativa (p<0,01), na produção de leite, produzindo 16,6 e 18,9 L/dia, para T1 e T2, respectivamente. Com a obtenção desses resultados, fica evidenciado que animais de bom potencial genético, proporcionam respostas positivas de produtividade a medida que lhes é permitido maior tempo de permanência em pastagens de qualidade, ofertadas em quantidade suficiente possibilitando a expressão do potencial do animal em selecionar a sua dieta.

Controle de espécies indesejáveis em pastagem nativa

O experimento foi desenvolvido em uma área de pastagem nativa representativa da transição entre a Serra do Sudeste e a Depressão Central do RS. Foram testados os efeitos de diferentes métodos de controle de plantas indesejáveis e adubação, sobre a produção de forragem, dinâmica da vegetação e freqüência das espécies presentes na pastagem. Na primeira etapa avaliou-se o efeito inicial (até 60 dias após aplicação) dos tratamentos: T1 – sem controle (SC), T2 – controle mecânico (roçada de primavera, CMP) e T3 – controle químico (Picloram + 2,4-D, na dosagem de 5 L/ha, CQT), os quais foram arranjados num delineamento em blocos ao acaso, com quatro repetições. Aos 60 dias pós-aplicação dos tratamentos, a eficiência de controle das espécies indesejáveis em termos de participação na matéria seca foi de 100% para o CQ e 44,5% para o CMP quando comparados ao SC. Quando a eficiência foi calculada em termos de freqüência de ocorrência, verificou-se que o tratamento CM não foi eficiente no controle do alecrim no estrato inferior e de caraguatá no estrato superior, os quais aumentaram sua freqüência. Na segunda etapa, incluiu-se o tratamento de roçada de outono (CMO) e adubação ou não de cada tratamento e a avaliação estendeu-se por um ano. O delineamento continuou em blocos, com quatro tratamentos (SC, CMP, CMO e CQT) e as parcelas subdivididas em adubado e não adubado. O CQT proporcionou controle total das espécies indesejáveis, mas deprimiu inicialmente as leguminosas (principalmente Desmodium incanum), cuja participação na massa de forragem foi substituída por gramíneas. O CMO revelou-se mais eficiente que o CMP no controle de espécies indesejáveis apesar deste ter sido aplicado duas vezes. A adubação não afetou a resposta aos métodos de controle em nenhuma das variáveis analisadas, mas propiciou maior massa total e de gramíneas no outono, primavera e verão. As espécies indesejáveis não alteraram sua freqüência em função da adubação (em média 8,2%), mas Trifolium polymorphum foi favorecido, independente dos tratamentos de controle.

Desempenho produtivo e comportamento de vacas holandesas com a utilização de duas fontes protéicas na alimentação

O trabalho experimental foi desenvolvido em uma propriedade de produção leiteira no município de Camargo, na região fisiográfica denominada de Planalto Médio do RS, com o objetivo de estudar e quantificar o efeito da substituição do componente protéico (farelo de soja) da ração, comumente fornecida aos animais, por pastejo controlado de trevo branco (Trifolium repens L.) em animais mantidos em pastagens de azevém (Lolium multiflorum L.), na performance produtiva, comportamento e qualidade do leite de vacas holandesas. Para tal, foram utilizados dois grupos de animais agrupados de forma homogênea após estratificação por produção, período de lactação e peso corporal, em um delineamento experimental completamente casualizado em blocos. Os dois grupos eram mantidos em pastagens de azevém, por um determinado período de tempo durante o dia (aproximadamente 5 horas). Um grupo recebia diariamente 3 kg de suplemento energético constituído de farelo de milho, farelo de trigo, casca de soja e sal mineral (subtraída de farelo de soja) e tinha acesso controlado à pastagem de trevo branco (aproximadamente 2,5 horas), denominado tratamento TB; outro recebia a mesma quantidade de suplemento, adicionada de quantidade de proteína equivalente ao consumo diário no tratamento anterior via trevo, na forma de farelo de soja, denominado tratamento FS. As medições eram realizadas em avaliações quinzenais, procedendo-se controles leiteiros individuais, medidas de perímetro torácico, coletas de amostras de sangue e leite dos animais e registro de atividades dos animais em pastejo. Os resultados demonstraram semelhanças significativas entre os dois tratamentos, para a maioria das variáveis estudadas, com exceção do teor de proteína do leite que foi maior para o tratamento TB, e os valores de teor de lactose, tempo de pastejo e freqüência de bocados maiores para o tratamento FS. Estes resultados indicam que a utilização do trevo branco, como fonte protéica para os animais, foi tecnicamente viável e eficiente.

Metodologia de testes de germinação e de vigor para sementes de leguminosas e gramíneas nativas de importância para o bioma campo

No desenvolvimento das condições ótimas para a avaliação da viabilidade, através da determinação de métodos eficientes na condução dos testes de germinação e de tetrazólio, e do vigor, através do estudo das variáveis que influenciam a realização dos testes de condutividade elétrica e de envelhecimento acelerado, foram utilizadas sementes forrageiras nativas das gramíneas Paspalum dilatatum Poir., P. lividum Trin. ex Schltdl., P. nicorae Parodi, P. notatum Flügge, P. pauciciliatum Parodi Herter, P. plicatulum Michx., P. pumilum Ness, P. regnellii Mez, P. urvillei Steud e das leguminosas Desmodium incanum DC., Trifolium riograndense Burkart, Adesmia latifolia (Spreng.) Vogel. e Desmanthus depressus Humb. & Bonpl. ex Willd. Os trabalhos foram desenvolvidos no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Plantas Forrageiras e Agrometeorologia da Faculdade de Agronomia/Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Os dados em porcentagem de germinação foram transformados em arco-seno√x/100. As médias foram comparadas pelo Teste de Tukey (P<0,05), de Dunnett (P<0,05) e análise de regressão. O delineamento experimental foi o completamente casualizado, com quatro repetições de 25 sementes cada. As condições adequadas de germinação, tipo de substrato, posição e temperatura utilizada, variaram conforme a espécie, mas de um modo geral as sementes de leguminosas mostraram bons resultados sobre substrato papel e em temperaturas alternadas. Nas gramíneas do gênero Paspalum, a condição papel, a posição sobre o substrato e as temperaturas constantes de 20 e 25°C e a alternada de 20-35°C destacaram-se das demais, para a maioria das espécies. A temperatura alta (40°C), o maior período de embebição (24 horas) e a concentração de 0,5%, de uma forma geral, apresentaram-se como as condições mais adequadas para condução do teste de tetrazólio nas espécies trabalhadas. A combinação 24 horas/25°C, para grande parte das leguminosas e gramíneas em questão, levou a uma liberação maior de lixiviados na realização do teste de condutividade elétrica. As condições de temperatura de 45°C e o período de exposição de 96 horas, de modo geral, afetaram de forma mais drástica a porcentagem média de germinação das sementes após o envelhecimento acelerado nas espécies estudadas.

As metodologias de índices de seleção aplicadas ao melhoramento de plantas forrageiras

Existe a necessidade da sustentação da produção vegetal no período de inverno no Rio Grande do Sul para a produção animal, e há duas espécies potenciais para isto, o trevo vermelho e a alfafa. No entanto, vários são os fatores que são necessários para a implantação destas culturas cujo custo, por ser elevado, deve ser justificado. O melhoramento genético vegetal é uma das áreas que pode contribuir na maior produção destas espécies principalmente de matéria seca e de produção de sementes. Especificamente, os índices de seleção que associam diversas características de interesse na seleção são ferramentas importantes. Desta forma, o objetivo deste trabalho é verificar a eficiência da utilização de diferentes metodologias de índices de seleção na escolha das melhores plantas cultivadas à campo. Os dados sobre características agronômicas de duas populações de trezentas plantas, uma de trevo vermelho (Trifolium pratense L.) e outra de alfafa (Medicago sativa L.) avaliadas a campo de forma individualizada, dispostas em seis blocos, com cinqüenta plantas em cada bloco, foram investigadas. Utilizou-se a análise de correlações residuais entre as variáveis analisadas, para se determinar quais seriam as características que seriam incluídas nos índices, eliminando-se uma de cada duas altamente correlacionadas. Foram construídos seis índices de seleção: o multiplicativo de Elston, o base de Baker, os base de Williams via componentes principais e via função discriminante canônica, um índice construído através da correlação canônica e o de soma de postos de Mulamba e Mock. Estudos de concordância, entre os diferentes índices, foram realizados através da correlação de Sperman. A concordância quanto às plantas selecionadas, pelos diferentes índices de seleção, foi procedida sob uma seleção de 20% das plantas. As metodologias de seleção de plantas individuais foram eficientes, na escolha de plantas promissoras, levando em consideração simultaneamente às várias características. Os índices de seleção apresentaram alta concordância em relação às plantas selecionadas.

Biological and molecular characterization of an isolate of Tobacco streak virus obtained from soybeans in Brazil

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Mitigation of N2O emissions from grassland by nitrification inhibitor and actilith F2 applied with fertilizer and cattle slurry

Nitrous oxide (N2O) is involved in both ozone destruction and global warming. In agricultural soils it is produced by nitrification and denitrification mainly after fertilization. Nitrification inhibitors have been proposed as one of the management tools for the reduction of the potential hazards of fertilizer-derived N2O. Addition of nitrification inhibitors to fertilizers maintains soil N in ammonium form, thereby gaseous N losses by nitrification and denitrification are less likely to occur and there is increased N utilization by the sward. We present a study aimed to evaluate the effectiveness of the nitrification inhibitor dicyandiamide (DCD) and of the slurry additive Actilith F2 on N2O emissions following application of calcium ammonium nitrate or cattle slurry to a mixed clover/ryegrass sward in the Basque Country. The results indicate that large differences in N2O emission occur depending on fertilizer type and the presence or absence of a nitrification inhibitor. There is considerable scope for immediate reduction of emissions by applying DCD with calcium ammonium nitrate or cattle slurry. DCD, applied at 25 kg ha-1, reduced the amount of N lost as N2O by 60% and 42% when applied with cattle slurry and calcium ammonium nitrate, respectively. Actilith F2 did not reduce N2O emissions and it produced a long lasting mineralization of previously immobilized added N.

Comportamento ingestivo de cordeiros em terminação a pasto

The objective of this study was to evaluate intake behavior of lambs in pasture systems: (1) lambs kept with their dams in ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) without supplementation; (2) lambs kept with their dams in the same pasture but supplemented in creep feeding; (3) lambs kept with their dams in the same pasture but supplemented in creep grazing with white clover. Three evaluations of intake behavior were performed to check the activities carried out by animals (grazing, rumination, suckling and other activities). Grazing, rumination and other activities times were different (p < 0.05) for non-supplemented lambs. For these lambs, grazing and rumination times were longer than other activities time compared to other systems. Creep feeding reduced grazing time (p < 0.05), probably due to easy access and quality of concentrate. Lambs in creep grazing had reduced (p < 0.05) rumination time. Bite mass in creep grazing was higher (p < 0.05), probably due to easy harvesting of leaves by lambs. It was concluded that the production system affects feeding strategy of lambs and the preference for legumes suggests the use of creep grazing for finishing lambs.

Greenhouse gas balance in the conversion from extensive pasture to other agricultural systems in Andean region of Colombia

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV

Avaliação do potencial antioxidante e antiglicante de fitoterápicos utilizados para os sintomas de climatério

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Phytoremediation of mercury by terrestrial plants

Mercury (Hg) pollution is a global environmental problem. Numerous Hg-contaminated sites exist in the world and new techniques for remediation are urgently needed. Phytoremediation, use of plants to remove pollutants from the environment or to render them harmless, is considered as an environment-friendly method to remediate contaminated soil in-situ and has been applied for some other heavy metals. Whether this approach is suitable for remediation of Hg-contaminated soil is, however, an open question. The aim of this thesis was to study the fate of Hg in terrestrial plants (particularly the high biomass producing willow, Salix spp.) and thus to clarify the potential use of plants to remediate Hg-contaminated soils. Plants used for phytoremediation of Hg must tolerate Hg. A large variation (up to 30-fold difference) was detected among the six investigated clones of willow in their sensitivity to Hg as reflected in their empirical toxicity threshold (TT95b), the maximum unit toxicity (UTmax) and EC50 levels. This gives us a possibility to select Hg-tolerant willow clones to successfully grow in Hgcontaminated soils for phytoremediation. Release of Hg into air by plants is a concern when using phytoremediation in practice. No evidence was found in this study that Hg was released to the air via shoots of willow, garden pea (Pisum sativum L. cv Faenomen), spring wheat (Triticum aestivum L. cv Dragon), sugar beet (Beta vulgaris L. cv Monohill), oil-seed rape (Brassica napus L. cv Paroll) and white clover (Trifolium repens L.). Thus, we conclude that the Hg burden to the atmosphere via phytoremediation is not increased. Phytoremediation processes are based on the ability of plant roots to accumulate Hg and to translocate it to the shoots. Willow roots were shown to be able to efficiently accumulate Hg in hydroponics, however, no variation in the ability to accumulate was found among the eight willow clones using CVAAS to analyze Hg content in plants. The majority of the Hg accumulated remained in the roots and only 0.5-0.6% of the Hg accumulation was translocated to the shoots. Similar results were found for the five common cultivated plant species mentioned above. Moreover, the accumulation of Hg in willow was higher when being cultivated in methyl-Hg solution than in inorganic Hg solution, whereas the translocation of Hg to the shoots did not differ. The low bioavailability of Hg in contaminated soil is a restricting factor for the phytoextraction of Hg. A selected tolerant willow clone was used to study whether iodide addition could increase the plant-accumulation of Hg from contaminated soil. Both pot tests and field trials were carried out. Potassium iodide (KI) addition was found to mobilize Hg in contaminated soil and thus increase the bioavailability of Hg in soils. Addition of KI (0.2–1 mM) increased the Hg concentrations up to about 5, 3 and 8 times in the leaves, branches and roots, respectively. However, too high concentrations of KI were toxic to plants. As the majority of the Hg accumulated in the roots, it might be unrealistic to use willow for phytoextraction of Hg in practice, even though iodide could enhance the phytoextraction efficiency. In order to study the effect of willow on various soil fractions of Hg-contaminated soil, a 5-step sequential soil extraction method was used. Both the largest Hg-contaminated fractions, i.e. the Hg bound to residual organic matter (53%) and sulphides (43%), and the residual fraction (2.5%), were found to remain stable during cultivations of willow. The exchangeable Hg (0.1%) and the Hg bound to humic and fulvic acids (1.1%) decreased in the rhizospheric soil, whereas the plant accumulation of Hg increased with the cultivation time. The sum of the decrease of the two Hg fractions in soils was approximately equal to the amount of the Hg accumulated in plants. Consequently, plants may be suitable for phytostabilization of aged Hg-contaminated soil, in which root systems trap the bioavailable Hg and reduce the leakage of Hg from contaminated soils.

Effects of flooding on coastal vegetation and salt marshes

This thesis examines the effects of flooding on coastal and salt marsh vegetation. I conducted a field experiment in Bellocchio Lagoon to test the effects of different inundation periods (Level 1 = 0.468 or 11.23 hours; Level 2 = 0.351 or 8.42 hours; Level 3 = 0.263 or 6.312 hours; Level 4 = 0.155 or 3.72 hours; Level 5 = 0.082 or 1.963 hours; Level 6 = 0.04 or 0.96 hours) on the growth responses and survival of the salt marsh grass Spartina maritima in summer 2011 and 2012. S. maritima grew better at intermediate inundation times (0,351 hours; 0,263 hours, 0,115 hours; 0,082 hours), while growth and survival were reduced at greater inundation periods (0,468 hours). The differences between the 2011 and 2012 experiment were mainly related to differences in the initial number of shoots (1 and 5, respectively in 2011 and 2012). In the 2011 experiment a significant lower number of plants was present in the levels 1 and 6, the rhizomes reached the max pick in level 4, weights was major in level 4, spike length reached the pick in level 3 while leaf length in level 2. In the 2012 experiment the plants in level 6 all died, the rhizomes were more present in level 3, weights was major in level 3, spike length reached the pick in level 3, as well as leaf length. I also conducted a laboratory experiment which was designed to test the effects of 5 different inundation periods (0 control, 8, 24, 48, 96 hours) on the survival of three coastal vegetation species Agrostis stolonifera, Trifolium repens and Hippopae rhamnoides in summer 2012. The same laboratory experiment was repeated in the Netherlands. In Italy, H. rhamnoides showed a great survival in the controls, a variable performance in the other treatments and a clear decrease in treatment 4. Conversely T. repens and A. stolonifera only survive in the control. In the Netherlands experiment there was a greater variability responses for each species, still at the end of the experiment survival was significantly smaller in treatment 4 (96 h of seawater inundation) for all the three species. The results suggest that increased flooding can affect negatively the survival of both saltmarsh and coastal plants, limiting root system extension and leaf growth. Flooding effect could lead to further decline and fragmentation of the saltmarshes and coastal vegetation, thereby reducing recovery (and thus resilience) of these systems once disturbed. These effects could be amplified by interactions with other co-occurring human impacts in these systems, and it is therefore necessary to identify management options that increase the resilience of these systems.

Protein changes and proteolytic degradation in red and white clover plants subjected to waterlogging

Red (Trifolium pratense L., cv. “Start”) and white clover varieties (Trifolium repens L., cv. “Debut” and cv. “Haifa”) were waterlogged for 14 days and subsequently recovered for the period of 21 days. Physiological and biochemical responses of the clover varieties were distinctive, which suggested different sensitivity toward flooding. The comparative study of morphological and biochemical parameters such as stem length, leaflet area, dry weight, protein content, protein pattern and proteolytic degradation revealed prominent changes under waterlogging conditions. Protease activity in the stressed plants increased significantly, especially in red clover cv. “Start”, which exhibited eightfold higher azocaseinolytic activity compared to the control. Changes in the protein profiles were detected by SDS-PAGE electrophoresis. The specific response of some proteins (Rubisco, Rubisco-binding protein, Rubisco activase, ClpA and ClpP protease subunits) toward the applied stress was assessed by immunoblotting. The results characterized the red clover cultivar “Start” as the most sensitive toward waterlogging, expressing reduced levels of Rubisco large and small subunits, high content of ClpP protease subunits and increased activity of protease isoforms.