Bioassays against pinewood nematode: assessment of a suitable dilution agent and screening for bioactive essential oils

Acetone was investigated and found to be an appropriate alternative to Triton X-100 as a solvent of essential oils in bioassays aimed to investigate their effects on pinewood nematode (Bursaphelenchus xylophilus) mortality. Therefore it was used as dilution agent to screen the effectiveness of fifty two essential oils against this pest. Thirteen essential oils were highly effective, resulting in more than 90% pinewood nematode mortality at 2 mg/mL, with six of them resulting in 100% mortality. LC100 values ranged between 0.50 mg/mL and 0.83 mg/mL for the essential oils of Origanum vulgare and Satureja montana, respectively. Essential oils were submitted to gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry analysis and their chemical composition established. Data from essential oils with 100% mortality at 2 mg/mL and other essential oils previously found to have LC100 ≤ 2 mg/mL was combined, their chemical profiles investigated by correspondences analysis plus automatic classification.

Understanding the role of auxins and oxidative enzymes on adventitious root formation in olive (olea europaea L.) cultivars

Olive (Olea europaea L.), one of the main crops in the Mediterranean basin, is mainly propagated by cuttings, a classical propagation method that relies on the ability of the cuttings to form adventitious roots. While some cultivars are easily propagated by this technique, some of the most interesting olive cultivars are considered difficult-to-root which poses a challenge for their preservation and commercialization. Therefore, increasing the current knowledge on adventitious root formation is extremely important for species like olive. This research focuses on evaluating the role of free auxins and oxidative enzymes on adventitious root formation of two olive cultivars with different rooting ability - ‘Galega vulgar’ (difficult-to-root) and ‘Cobrançosa’ (easy-to-root). In this context, free auxin levels and enzyme activities were determined in in vitro-cultured ‘Galega vulgar’ microshoots and in semi-hardwood cuttings of cvs. ‘Galega vulgar’ and ‘Cobrançosa’. To attain this goal, an analytical method for the quantification of free indole-3-acetic acid (IAA) and indole-3-butyric acid (IBA) was developed, which is based on dispersive liquid-liquid microextraction followed by microwave derivatization (DLLME-MAD) and gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) analysis. The developed method was validated in terms of linearity, recovery, limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) and proved to be useful in the analysis of two very different types of plant tissues. The results from auxin quantification in olive samples point at a relationship between free auxin levels and rooting ability of both microshoots and semihardwood cuttings. A defective IBA-IAA conversion, resulting in a peak of free IAA during initiation phase, seems to be associated with low rooting ability. Likewise, differences in the activity of oxidative enzymes also appear to be related with rooting ability. Higher polyphenol oxidases (PPO) activity is likely related with an easyto- root behavior, while the opposite is true for peroxidases (POX) (including IAA oxidase (IAAox)) activity. A possible hypothesis for adventitious root formation in olive microcuttings is presented herein for the first time. Free auxins, oxidative enzymes, alternative oxidase (AOX) and reactive oxygen species (ROS) are some of the factors that may be involved in this highly complex physiological process. Interestingly, while temporal changes in auxin levels were similar between microshoots and semihardwood cuttings, the conclusions obtained from enzyme activity results in microshoots didn’t translate to semi-hardwood tissues, showing the emerging need for adaptation of classical agronomical research studies to modern techniques; Resumo: Procurando compreender o papel das auxinas e enzimas oxidativas na formação de raízes adventícias em cultivares de oliveira (Olea europaea L.) A oliveira (Olea europaea L.) é uma das principais culturas da bacia Mediterrânica e é propagada maioritariamente por estacaria, um processo altamente dependente da capacidade das estacas para formar raízes adventícias. Enquanto algumas cultivares são fáceis de propagar desta forma, algumas das cultivares de oliveira mais interessantes são consideradas difíceis de enraizar, o que dificulta a sua preservação e comercialização e torna extremamente importante aprofundar o conhecimento sobre o enraizamento adventício desta espécie. Este trabalho foca-se na avaliação do papel das auxinas livres e das enzimas oxidativas na formação de raízes adventícias em duas cultivares de oliveira com diferente capacidade de enraizamento - ‘Galega vulgar’ (difícil de enraizar) e ‘Cobrançosa’ (fácil de enraizar). Neste contexto, determinaram-se os níveis de auxinas livres e as actividades de enzimas oxidativas em microestacas de ‘Galega vulgar’ cultivadas in vitro bem como em estacas semi-lenhosas das cvs. ‘Galega vulgar’ e ‘Cobrançosa’. Para tal foi necessário desenvolver uma metodologia analítica para a quantificação de ácido indol-3-acético (IAA) e ácido indol-3-butírico (IBA), baseada em microextracção dispersiva líquido-líquido (DLLME) seguida de derivatização em microondas (MAD) e análise por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC/MS). O método desenvolvido foi validado em termos de linearidade, recuperação, limite de detecção (LOD) e limite de quantificação (LOQ), e mostrou-se eficaz na análise de dois tipos de tecidos vegetais bastante diferentes. Os resultados da análise de auxinas em amostras de oliveira apontam para uma possível relação entre os níveis de auxinas livres e a capacidade de enraizamento, tanto em microestacas como em estacas semi-lenhosas. Uma conversão IBA-IAA deficiente, que resulta num pico de IAA durante a fase de iniciação, parece estar associada à baixa capacidade de enraizamento. Por outro lado, a capacidade de enraizamento também parece estar relacionada com diferenças na actividade de enzimas oxidativas. Comportamentos fáceis de enraizar estão associados a actividade mais elevada das polifenoloxidases (PPO), enquanto o oposto é verdade para a actividade das peroxidases (POX) (incluindo a IAA oxidase (IAAox)). Neste trabalho propõe-se pela primeira vez uma possível explicação para o enraizamento adventício em microestacas de oliveira. Auxinas livres, enzimas oxidativas, oxidase alternativa (AOX) e espécies reactivas de oxigénio (ROS) são alguns dos factores envolvidos neste processo fisiológico altamente complexo. Curiosamente, enquanto as alterações temporais nos níveis de auxinas foram semelhantes entre microestacas e estacas semi-lenhosas, o mesmo não se observou relativamente à actividade enzimática, o que mostra a necessidade de adaptação dos estudos agronómicos tradicionais às técnicas correntes.

Quantification of free auxins in semi-hardwood plant cuttings and microshoots by dispersive liquid–liquid microextraction/microwave derivatization and GC/MS analysis

Several studies have suggested that differences in the natural rooting ability of plant cuttings could be attributed to differences in endogenous auxin levels. Hence, during rooting experiments, it is important to be able to routinely monitor the evolution of endogenous levels of plant hormones. This work reports the development of a new method for the quantification of free auxins in auxin-treated Olea europaea (L.) explants, using dispersive liquid–liquid microextraction (DLLME) and microwave assisted derivatization (MAD) followed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) analysis. Linear ranges of 0.5–500 ng mL 1 and 1–500 mg mL 1 were used for the quantification of indole-3-acetic acid (IAA) and indole-3-butyric acid (IBA), respectively. Determined by serial dilutions, the limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) were 0.05 ng mL 1 and 0.25 ng mL 1, respectively for both compounds. When using the calibration curve for determination, the LOQ corresponded to 0.5 ng mL 1 (IAA) and 0.5 mg mL 1 (IBA). The proposed method proved to be substantially faster than other alternatives, and allowed free auxin quantification in real samples of semi-hardwood cuttings and microshoots of two olive cultivars. The concentrations found in the analyzed samples are in the range of 0.131–0.342 mg g 1 (IAA) and 20–264 mg g 1 (IBA).

Variedades e estilos na obra atribuída a Frei Carlos: novas perspetivas

Este trabalho de investigação centra-se no contributo dos exames de superfície e nas análises micro-analíticas no estudo de vinte e uma pinturas atribuídas à oficina de Frei Carlos, um dos grandes Mestres Luso-Flamengos ativos em território Nacional durante a primeira metade do século XVI. A "Pintura Luso-Flamenga" é uma expressão comummente usada na história da pintura Portuguesa do primeiro terço do século XVI e no seu sentido mais básico designa o trabalho de mestres flamengos que se instalaram em Portugal durante o reinado de D. Manuel I (1495- 1521) contribuindo decisivamente para o processo de renovação da pintura Portuguesa na época. O estudo integrado combina a pesquisa histórica em fontes documentais com exames de superfície e de caracterização material das obras de arte. O estudo material das pinturas foi realizado através de microscopia ótica, microscopia de infravermelhos com transformada de Fourier, espectroscopia de micro-Raman, microscopia eletrónica de varrimento acoplada com espectrometria de energia dispersiva de raios X, micro- difração de raios-X, cromatografia líquida de alta eficiência e pirólise acoplada à cromatografia gasosa /espectrometria de massa. Esta investigação envolveu técnicas complementares de análise de superfície e de ponto no estudo técnico e material das preparações, imprimitura, desenho subjacente, camadas pictóricas e sucessões estratigráficas, dando a conhecer os materiais utilizados na execução técnica das pinturas e evidenciando especificidades técnicas da produção artística. Este estudo pretende inclusivamente evidenciar alguns detalhes técnicos do artista que possivelmente estão relacionados com a herança das práticas Flamengas. O conhecimento de algumas particularidades da técnica deste Mestre também permitiu estabelecer comparações com duas pinturas que haviam sido atribuídas, com algumas reservas, a esta oficina de pintura Luso-Flamenga. Mais recentemente, como resultado de um estudo colaborativo, foi realizada uma ampla campanha de reflectografia infravermelhos, introduzindo novos dados acerca da execução técnica do desenho subjacente, o que contribuiu para diferenciar, nestas duas pinturas, outra "mão", atribuída então a um seguidor de Frei Carlos. Esta investigação introduz um novo e profundo conhecimento sobre a Oficina de Frei Carlos, permitindo estabelecer comparações com a obra do seu seguidor e com uma pintura também atribuída a esta oficina e que incorpora o Museu da National Gallery (NG5594), evidenciando os materiais utilizados na técnica de produção artística e especificidades técnicas aliadas aos processos criativos/ construtivos que permitem estabelecer os pontos de contacto e de diferenciação entre estas obras; Varieties and styles in the works attributed to Frei Carlos - new perspectives Abstract: This investigation is focused on the contributions of surface exams and micro-analytical research in the study of twenty one paintings attributed to Frei Carlos workshop, one of the most important Portuguese-Flemish painters active in our country during the first half of sixteen Century. "Portuguese-Flemish Painting" is a common expression used in the history of Portuguese painting of the first third of the sixteenth century and in its most basic meaning designates the work of Flemish masters who settled in Portugal during the reign of King Manuel I (1495-1521) contributing decisively to the process of renewal of Portuguese painting at the time. The integrated approach combines historical research on documental sources with surface examination and material characterization of the paintings by using state-of-art analytical techniques. Microanalysis was carried out by optical microscopy, micro-Fourier-transform infrared-spectroscopy, micro-Raman spectroscopy, scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectrometry, micro-X-ray diffraction analysis, high performance liquid chromatography and Pyrolysis gas chromatography mass spectrometry. This complementary surface and analytical research was involved in the technical and material characterization of grounds, underdrawings, primings, paint layers and its multi-layered build-up, providing access to the painter´s materials used in the technical execution of the paintings and details of the technique of artistic production. This study also intends to expose some usual details of the artist’s technique which are possibly related to the Master´s Flemish influence. The knowledge of some particularities of the Master´s technique also allowed a new comparison with two paintings that had been attributed with some reserves to this Portuguese-Flemish workshop. More recently, as a result of a collaborative study, an extensive infrared reflectography campaign was made, giving new data concerning underdrawings technical execution and contributing to differentiate, in these two paintings, another “hand”, attributed to a follower of Frei Carlos. Complementary analytical research also added a new and deep insight into Frei Carlos workshop, his follower and a panel that still attributed to Frei Carlos workshop that integrates the National Gallery´s Museum (NG5594), evidencing the materials used in technical production, their models and sources of artistic inspiration, techniques and pictorial construction procedures that could specifically relate or distinguish between them.

Analytical evaluation of paper degradation

The aim of this work was in first place to define a methodology for the use of Py-GC/MS as a characterization technique for the organic compounds present in paper samples containing foxing stains, paper have a complex structure and mostly consist with cellulose fibers. Additionally, it was intent to characterize paper samples containing foxing stains with a batch of non-destructive analytical techniques. The work intent to deepen our knowledge on foxing stains, its chemical nature and morphological aspects. For characterization of the morphology of paper samples and foxing stains was used photography under different illuminations and optical microscopy. The presence of fibers disruption was observed with scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS), and also the nature of the fillers that is present in different areas. Attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) was used for identification of the sizing agents, determination of the chemical composition of additives that were used for production of paper, and comparison between foxing stains and unfoxed areas was allowed. Micro X-ray diffraction was used to evaluate the crystalline fillers in the sample. Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectrometry (Py-GC/MS was used for chemical analysis to identify the organic components and different classes of organic compounds; Resumo: O objetivo deste trabalho foi definir, em primeiro lugar, uma metodologia para o uso de Py-GC / MS como técnica de caracterização dos compostos orgânicos presentes em amostras de papel contendo manchas de foxing, o papel tem uma estrutura complexa e consiste principalmente com fibras de celulose. Além disso, pretendia caracterizar amostras de papel contendo manchas de raposas com técnicas analíticas não destrutivas. Para a caracterização da morfologia das amostras de papel e das manchas de foxing foi usada fotografia sob diferentes iluminações e microscopia óptica. A presença de fibras de ruptura foi observada por microscopia electrónica de varrimento juntamente com espectroscopia dispersiva de energia (EDS-SEM), assim como a natureza dos materiais de enchimento que está presente em diferentes áreas. Espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier em modo de reflexão total atenuada (ATR-FTIR) foi utilizada na identificação dos agentes de colagem, e na determinação da composição química de aditivos usados na produção de papel, e a comparação entre foxing manchas e áreas unfoxed foi deixada. Micro difracção de raios X foi usada para avaliar o enchimentos cristalinos na amostra. Cromatografia pirólise-gasosa / espectrometria de massa (Py-GC / MS) foi utilizada para análise química para identificar os componentes orgânicos e diferentes classes de compostos orgânicos.