Molecular characterization and pathogenicity of Pythium species associated with damping-off in greenhouse cucumber (Cucumis sativus) in Oman

A study was undertaken in 2004 and 2005 to characterize pathogens associated with damping-off of greenhouse-grown cucumber seedlings in 13 districts in Oman. Identification of Pythium to the species level was based on sequences of the internal transcribed spacer (ITS) of the ribosomal DNA. Of the 98 Pythium isolates collected during the survey, Pythium aphanidermatum, P. spinosum, P. splendens and P. oligandrum accounted for 76%, 22%, 1% and 1%, respectively. Pythium aphanidermatum was isolated from all of the districts, while P. spinosum was isolated from seven districts. Pathogenicity tests showed inter- and intraspecific variation in aggressiveness between Pythium species. Pythium aphanidermatum, P. spinosum and P. splendens were found to be highly aggressive at 25°C. However, the aggressiveness of P. spinosum decreased when the temperature was raised to 30°C, which was found to correspond to the lower frequency of isolation of P. spinosum in the warmer seasons, compared to the cooler time of the year. Pythium aphanidermatum exhibited limited intraspecific variation in the sequences of the ITS region of the rDNA and showed 100% similarity to the corresponding P. aphanidermatum sequences from GenBank. The ITS sequence data, as well as morphological characteristics of P. spinosum isolates, showed a high level of similarity within and between P. spinosum and P. kunmingense, and suggested that the two species were synonymous. This study represents the first report of P. spinosum, P. splendens and P. oligandrum in Oman.

Decarboxylation of arginine and ornithine by arginine decarboxylase purified from cucumber (Cucumis sativus) seedlings

A purified preparation of arginine decarboxylase from Cucumis sativus seedlings displayed ornithine decarboxylase activity as well. The two decarboxylase activities associated with the single protein responded differentially to agmatine, putrescine and Pi. While agmatine was inhibitory (50 %) to arginine decarboxylase activity, ornithine decarboxylase activity was stimulated by about 3-fold by the guanido arnine. Agmatine-stimulation of ornithine decarboxylase activity was only observed at higher concentrations of the amine. Inorganic phosphate enhanced arginine decarboxylase activity (2-fold) but ornithine decarboxylase activity was largely uninfluenced. Although both arginine and ornithine decarboxylase activities were inhibited by putrescine, ornithine decarboxylase activity was profoundly curtailed even at 1 mM concentration of the diamine. The enzyme-activated irreversible inhibitor for mammalian ornithine decarboxylase, viz. α-difluoromethyl ornithine, dramatically enhanced arginine decarboxylase activity (3-4 fold), whereas ornithine decarboxylase activity was partially (50%) inhibited by this inhibitor. At substrate level concentrations, the decarboxylation of arginine was not influenced by ornithine and vice-versa. Preliminary evidence for the existence of a specific inhibitor of ornithine decarboxylase activity in the crude extracts of the plant is presented. The above results suggest that these two amino acids could be decarboxylated at two different catalytic sites on a single protein.

Modulation of arginine decarboxylase activity in cucumber (Cucumis sativus) cotyledons in short-term organ culture

Among the various amines administered to excisedCucumis sativus cotyledons in short-term organ culture, agmatine (AGM) inhibited arginine decarboxylase (ADC) activity to around 50%, and putrescine was the most potent entity in this regard. Homoarginine (HARG) dramatically stimulated (3- to 4-fold) the enzyme activity. Both AGM inhibition and HARG stimulation of ADC were transient, the maximum response being elicited at 12 h of culture. Mixing experiments ruled out involvement of a macromolecular effector in the observed modulation of ADC. HARG-stimulated ADC activity was completely abolished by cycloheximide, whereas AGM-mediated inhibition was unaffected. Half-life of the enzyme did not alter on treatment with either HARG or AGM. The observed alterations in ADC activity are accompanied by change in Km of the enzyme. HARG-stimulated ADC activity is additive to that induced by benzyladenine (BA) whereas in presence of KCl, HARG failed to enhance ADC activity, thus demonstrating the overriding influence of K+ on amine metabolism.

Regulation of arginine decarboxylase and putrescine levels in Cucumis sativus cotyledons

Arginine decarboxylase (arginine carboxy-lyase EC 4.1.1.19) of Cucumis sativus cotyledons, has a pH optimum of 8.3 and a temperature optimum of 40°. Among the various plant hormones administered to excised cotyledons in culture, benzyladenine and its riboside were most effective in increasing the arginine decarboxylase activity and putrescine content. The enzyme activity and putrescine content were significantly increased on acid feeding of the cotyledons and decreased by KCl treatment. The KCl effect could be only partially reversed by benzyladenine. Abscisic acid inhibited cotyledon growth and also reduced arginine decarboxylase and putrescine levels. This effect was overcome by cytokinins. The half life of the enzyme using cycloheximide was 3.7 hr. Dibutyryl cyclic AMP and 5′-AMP also marginally stimulated the enzyme and putrescine levels. Mixing experiments indicate that there is neither a non-dialysable activator nor inhibitor of the enzyme.

Isolation Of A Cytokinin-Binding Protein From Cucumis-Sativus Cotyledons

A cytokinin-binding protein which exists as monomer and dimer was isolated from cucumber (Cucumis sativus L. var Guntur) cotyledons by affinity chromatography on AH-Sepharose-pi6 Ap /s> column. The protein bound to [3H]-N6-(Δ2-isopentenyl) adenosine trialcohol. On Sephadex G-50 chromatography it gave 2 peaks corresponding to molecular weight 4000 and 8000 daltons. On sodium dodecyl sulphate-polyacrylamide gel electrophoresis, it gave only one band with an apparent molecular weight of 4000 daltons.

Jakojuuriviljelyn vaikutus kasvihuonekurkun (Cucumis sativus L.) kasvuun ja kehitykseen

Kasvit ottavat vettä parhaiten kasteluravinneliuoksesta, jonka ravinnepitoisuus on pieni. Intensiivisessä kasvihuonetuotannossa käytetään silti kastelulannoituksessa usein korkeita ravinnepitoisuuksia ravinnepuutosten ja satotappioiden välttämiseksi. Jakojuuriviljelyssä kasvin juuriston annetaan kasvaa kahteen erilliseen kasvualustaosioon. Tällöin toiselle puolelle annetaan johtokyvyltään väkevää ja toiselle puolelle laimeaa ravinneliuosta. Erityisesti kasvihuonekurkun, joka on herkkä kasvualustan suolaisuuden aiheuttamille vedensaantiongelmille, on todettu hyötyvän tästä tekniikasta, mikä näkyy kasvaneina satoina. Tämän MTT Piikkiössä toteutetun kasvihuonekurkun jakojuuriviljelytutkimuksen tavoitteena oli tarkentaa tekniikkaa erityisesti kasteluliuosten johtokyvyn osalta. Yhtenäisjuuriviljelyn ja perinteisen jakojuuriviljelyn lisäksi kokeessa oli kaksi jakojuuriviljelykäsittelyä, joissa ravinneliuosväkevyyksiä vaihdettiin väliajoin juuriston toimintakyvyn parantamiseksi. Erillisessä osakokeessa tutkittiin erilaisten johtokyky-yhdistelmien vaikutusta kasvihuonekurkun vegetatiiviseen kasvuun maanpäällisten ja -alaisten kasvinosien välillä sekä juurten morfologiaan ja anatomiaan. Tulokset osoittivat, että jakojuuriviljely lisäsi kasvihuonekurkun sadontuottoa jopa 16 %, mutta ei vaikuttanut koko viljelykauden veden tai ravinteiden ottoon. Yhtenäisjuuriviljelyssä muodostui eniten piikkikärkisiä hedelmiä, mikä viittaa vedensaantiongelmiin haihdutustarpeen ollessa suurin. Viljelytekniikalla ei ollut vaikutusta kasvien vegetatiiviseen kasvuun tai kasvuston rakenteeseen. Lehtiruodeista tehdyt nitraatti- ja kaliummittaukset osoittivat, ettei kasteluliuosten ravinnepitoisuuksilla ollut vaikutusta juurten ravinteiden ottoon. Erilaisilla johtokyky-yhdistelmillä oli huomattavampi vaikutus kasvihuonekurkun juurten painoon kuin verson painoon tai varren pituuskasvuun. Lehtiruotianalyysit viittasivat ravinteiden erilaiseen allokointiin eri johtokyky-yhdistelmissä. Korkeiden johtokykyjen aiheuttama osmoottinen stressi johti muutoksiin juurten morfologiassa ja anatomiassa. Tulosten perusteella jakojuuriviljely paransi kehittyvien hedelmien kohdevahvuutta suhteessa muihin kohteisiin vaikuttamatta vegetatiiviseen kasvuun. Kun laimean ja väkevän ravinneliuoksen puolia vaihdettiin, juuristo otti joustavasti vettä ja ravinteita olosuhteiden määräämästä edullisemmasta johtokyvystä, jolloin kasvihuonekurkun viljelyssä saavutettiin merkittävä satoetu. Juuriston jakaminen vaikuttanee kasvien hormoniaineenvaihduntaan ja voi heikentää juuriston kasvua heikentämättä sen toimintakykyä, jolloin yhteyttämistuotteita kohdennetaan tehokkaammin maanpäällisten osien kasvuun.

The requirements for Ca2+, protein phosphorylation and concurrent protein synthesis for zeatin signaling of acidic chitinase transcript accumulation in Cucumis sativus L

We have previously reported that both Ca2+ and staurosporine-sensitive protein kinase(s) are involved in the cytokinin zeatin induction of cucumber chitinase activity and its protein content (Barwe et al. 2001). To further characterize signal transduction events involved in this cytokinin induction of chitinase gene expression, Northern hybridizations of total RNAs prepared from excised, dark-grown cucumber cotyledons treated with cytokinins and/or various agonists and antagonists of signal transduction components, were carried out using a cucumber acidic chitinase (CACHT) cDNA probe (Metraux et al. 1989). CACHT mRNA increased by approximately 5- to 6-fold in response to exogenous zeatin (Z), zeatin riboside (ZR), and benzyladenine (BA) treatment, but failed to accumulate in response to kinetin (K). Among the cytokinins tested, Z was most effective. The Z-induced accumulation of CACHT mRNA was inhibited by a plasma membrane Ca2+ channel blocker verapamil. Treatment of cotyledons with exogenous CaCl2 and calcium ionophore A23187 in the presence and absence of cytokinin enhanced CACHT mRNA accumulation. These two observations suggest the participation of extracellular calcium in signaling Z-induction. Furthermore, the presence of staurosporine (an inhibitor of protein kinase) in Z treatment reduced CACHT mRNA, suggesting the involvement of phosphorylation of one or more cellular proteins. In addition, we provide evidence that the Z-induction of CACHT mRNA is blocked by protein synthesis inhibitor cycloheximide treatment. Taken together, these results suggest that Ca2+ influx from extracellular space, protein phosphorylation, and concurrent protein synthesis events participate in cytokinin signaling during Z-induced CACHT transcript accumulation.

Influencia de rotación de cultivos y métodos de control sobre la dinámica de las malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor L.) y pepino (Cucumis sativus L.)

En el presente estudio se analizó la influencia que tienen los cultivos antecesores y diferentes métodos de control sobre lo cenosis de malezas y su influencia en el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos de sorgo, maíz y pepino. Dicho trabajo se estableció en la época de primera (1990) en la hacienda “Las mercedes”, en un diseño de parcelas divididas en bloques completos el azar con cuatro repeticiones. Las rotaciones en estudio fueron sorgo – sorgo, sorgo - maíz, soya -maíz, soya - pepino y sorgo - pepino; los métodos de control químico, control por período crítico y limpia periódica. La especie Rottboellia cochichinesis, se presentó como maleza de mayor abundancia en todas las rotaciones a excepción de la rotación soya - repino, que la mayor abundancia la reflejó Cyperus rotundus al momento de la cosecha. Los diferentes controles mostraron un comportamiento similar para los cultivos sorgo y maíz en el número de Individuos para R. Cochichinesis. La rotación soya – pepino presentó) la mayor cobertura a la cosecha y el control químico, atribuyéndose a que no hubo una competencia interespecífica con el cultivo. R. Cochichinesis, se encontró con mayor biomasa, en todas las rotaciones. El cultivo de pepino acumuló la mayor biomasa en el químico para la especie R. Cochininesis, demostrándose un cambio en la asociación de especies donde las poáceas reflejaron la mayor biomasa. La menor diversidad total a la cosecha se presentó en la rotación sorgo – sorgo y la mayor en soya –maíz. En sorgo, los controles período crítico y limpia periódica demostraron la menor diversidad a la cosecha. En maíz la menor diversidad se obtuvo en el control por limpia periódica, ese mismo efecto se observó para el control químico en el cultivo de pepino a la cosecha. En el cultivo del sorgo no reflejó diferencias estadísticas significativas para las variables del crecimiento, desarrollo y rendimiento, al igual en el cultivo de maíz excepto en los diferentes controles, para la variable peso de la mazorca. En el cultivo de pepino existe significancia estadística para la variable longitud de guía, con respecto a los controles a los 54 dds, y en las rotaciones soya –pepino, sorgo – pepino para el diámetro, longitud del fruto y número de frutos.

Efectos de rotación de cultivos y métodos de control de malezas sobre la cenosis de malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L.) moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

El presente trabajo experimental se estableció en primera de 1992 en la hacienda "Las Mercedes" Managua. La siembra se realizó el 15 de mayo, se utilizó un diseño de parcelas divididas, siendo el factor A: Rotación de cultivo (tomando como cultivo antecesor Sorgo y Soya) y el factor B: métodos de control de maleza (control químico, control por periodo crítico y control limpia periódica). Se evaluó la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivo, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Los resultados nos reflejan que el cultivo antecedente Sorgo, y el control limpia periódica reflejan los mejores efectos de control de malezas en el cultivo do Maíz, de igual forma el sorgo como cultivo previo y el control químico, mostraron efectos positivos sobre la reducción de malezas en el cultivo de Pepino, mientras que el cultivo antecedente Soya y el control en periodo crítico presentan mayor enmalezamiento. El nivel de enmalezamiento fue menor en las rotaciones Sorgo-Sorgo y Sorgo-Maíz que en las demás rotaciones. En todas éstas predominó la especie Rottboellia cochinchinensis; en mayor grado cuando se utilizó Soya como cultivo antecesor. En cuanto a rendimiento, la rotación Sorgo-Sorgo presentó los mayores rendimientos, cuando el control de malezas se realizó durante el periodo crítico. En el cultivo de Maíz y Pepino, los mayores rendimientos se obtuvieron cuando se utilizó Sorgo como cultivo antecesor y el control químico como medio de lucha contra las malezas.

Influencia de cultivos antecesores y métodos de control en malezas sobre la cenosis de las malezas, crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos de maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

El presente trabajo estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas y diferentes rotaciones de cultivos sobre la dinámica de la cenósis de malezas así también el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en la época de primera de 1992 en el huerto escolar del Instituto "Rigoberto López Pérez" en Managua. Se utilizó un diseño de parcelas divididas, siendo el factor A: Rotación de cultivos (Sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino). Factor B: Control de malezas (control químico, control por período crítico y control limpia periódica). Los resultados demuestran que el control limpia periódica redujo la cenósis de las malezas. El control químico disminuyó en menor grado a las malezas; mientras el control por período crítico resultó ser insuficiente debido al alto grado de enmalezamiento. Las especies que más predominaron fueron las Monocotiledóneas como Cenchrus sp. y Panicum hurticaule. Entre las rotaciones el nivel de enmalezamiento fue menor en las rotaciones sorgo-sorgo y sorgo-pepino, cuando se ejerció el control limpia periódica en relación a las demás rotaciones. En sorgo el mayor rendimiento se obtuvo en los controles control químico y limpia periódica. En el maíz no hubo diferencias significativas ni por cultivo antecedente, ni por métodos de control. En el cultivo de pepino tampoco se detectó diferencia significativa por cultivo antecedente superando numéricamente la soya del sorgo como cultivo antecedente.

Efecto de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis de malezas en los cultivos maíz (Zea mays L), sorgo (Sorghum bicolor L. Moench) y pepino (Cucumis sativus L)

En este trabajo se estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivos, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en primera de 1991 en la Hacienda "Las Mercedes", Managua considerando en este trabajo los resultados de la siembra de postrera de 1990 se estudió las rotaciones sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino, y los métodos de control químico, control por período crítico y control por limpia periódica. Los resultados demuestran que el control limpia periódica efectuó un control satisfactorio de las malezas, mientras los controles período crítico y químico fueron insuficientes debido a la predominancia de especies monocotiledóneas como; R cachinchinensis de competividad alargada y tardía así como C. rotundos y de especies dicotiledóneas como K. máxima C. viscosa. Las rotaciones influyen sobre el nivel de enmalezamiento, siendo más bajo en le rotación sorgo-sorgo y sorgo-maíz que en las de más rotaciones. En cuento a rendimiento los mejores resultados se obtuvieron en la rotación sorgo-maíz y sorgo-pepino, debido a que el cultivo ejerció un mayor control sobre las malezas.

Efecto de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis de malezas en los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L) moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

En este trabajo se estudia la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivos, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de loe cultivos. El ensayo se inició en la postrera 1987 en la Estación Experimental de cultivos no tradicionales "Campos Azules" en Masatepe, Masaya, considerando en este trabajo los resultados de la siembra de primera 1990. Se estudió las rotaciones sorgo-sorgo, sorgo-maíz, soya-maíz, soya-pepino y sorgo-pepino, y los métodos de control químico, control por período crítico y control por limpio periódica. Los resultados demuestran que los controles químicos y limpias periódicas efectuaron un control satisfactorio de las malezas, mientras el control por período crítico (con 1 pase de azadón) quedé insuficiente, debido a la predominancia de especies dicotiledóneas como Richardia scabra y Baltimora recta, de competitividad alargada y tardía. Las rotaciones influyeron sobre el nivel del enmalezamiento, siendo más bajo en sorgo-sorgo y sorgo-maíz que en las demás rotaciones con participación de cultivos dicotiledóneas (soya, pepino). En cuanto a rendimiento los mejores resultados se obtuvieron con sorgo-maíz y soya-pepino.