Cytokine gene expression and molecular detection of Mycobacterium avium subspecies paratuberculosisin organs of experimentally infected mice

AbstractMycobacterium avium subspecies paratuberculosis (MAP) can infect ruminants and remain subclinical for long periods within herds. The identification of organs that are more susceptible to infection and the evaluation of cytokine expression at the site of infection are important to understand the pathogenesis of MAP. In this study, the probability of detection of MAP-DNA and the expression of cytokines in organs of C57BL/6 mice infected intraperitoneally for 120 days were evaluated. Among the evaluated organs, the spleen (85%), colon (75%) and liver (60%) had the highest frequency of positivity. When compared these frequencies between organs, it has been found that the spleen had 1.54 times as likely to be positive in relation to the ileum, and 2.0 times more likely in relation to the Peyer's patches. In addition, at 60 days post-infection, the spleen and the liver were responsible for upregulation of IFN-γ , and the ileum by TNF-α and IL-4. The results indicate that the spleen is the best organ for evaluating an experimental infection by MAP, especially in the initial stages of the infection. Moreover, it showed that the spleen, liver and ileum have a direct role in the inflammatory response in experimental models.

Paratuberculose em bovinos de corte na região Sul do Rio Grande do Sul

Resumo:Descrevem-se os aspectos epidemiológicos e clínico-patológicos de paratuberculose diagnosticada no sul do Rio Grande do Sul em uma propriedade de bovinos de corte. Dois bovinos criados extensivamente que apresentavam emagrecimento progressivo e diarreia crônica foram necropsiados. Os linfonodos mesentéricos estavam aumentados e edematosos. A mucosa do intestino estava espessada e enrugada com aspecto cerebroide principalmente na porção final do íleo, válvula íleo-cecal e ceco. Fragmentos dos órgãos foram fixados em formalina 10%, incluídos em parafina, cortados e corados pela técnica de hematoxilina e eosina (HE) e Ziehl-Neelsen (ZN). Fezes foram encaminhadas ao Departamento de Medicina Veterinária, Área de Medicina Veterinária Preventiva da Universidade Federal Rural de Pernambuco para o cultivo de Mycobacterium aviumsubsp.paratuberculosis em meio Lowenstein Jensen com micobactina e para realização da PCR. Histologicamente, havia enterite granulomatosa no jejuno, íleo, ceco e reto, afetando multifocalmente, também, o duodeno e o cólon. Havia, ainda, linfangite e adenite granulomatosa. Pela coloração de ZN foram observados numerosos bacilos álcool-ácido resistentes (BAAR) no interior de macrófagos, células gigantes de Langhans e nos linfonodos mesentéricos no jejuno, íleo ceco e reto. Não houve crescimento bacteriano nas amostras de fezes e cinco amostras amplificaram a sequência genética IS900 específica do Mycobacterium aviumsubesp. paratuberculosis. Pelo presente trabalho pode-se concluir que a paratuberculose apesar dos poucos relatos ocorre também em bovinos de corte criados extensivamente no sul do Rio Grande do Sul e pode ter uma prevalência maior do que se supõe na região. Alerta-se para a necessidade do diagnóstico e da tomada de medidas efetivas de controle para esta doença que, por muitos, ainda é considerada uma doença exótica no Brasil.

Teores de cobre, zinco e ferro no fígado de búfalos (Bubalus bubalis) com paratuberculose

Resumo: Com o objetivo de realizar um estudo dos teores de cobre (Cu), zinco (Zn) e ferro (Fe) em búfalas com paratuberculose (PTB) foram utilizadas 13 búfalas, das raças Murrah, Mediterrâneo e seus mestiços acima de três anos de idade, pertencentes a duas propriedades localizadas nos municípios de São Luiz e São Mateus, no Estado do Maranhão. Os animais foram selecionados de acordo com a presença de sinais clínicos sugestivos de paratuberculose, caracterizados por estado nutricional regular a ruim, diarreia crônica líquida a semi-líquida, desidratação, edema submandibular, anestro prolongado, mastites e verminose gastrintestinal. Foi realizada biópsia retal em todos os animais, para detecção de Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis (Map) por meio da qPCR, e exames histopatológicos (HE e Ziehl-Neelsen). No Grupo1 sete animais foram positivos para presença de Map, e no Grupo 2 seis foram negativos. Todos os búfalos foram eutanasiados e necropsiados para coleta de diversos tecidos. Parte dos fragmentos foram fixados em formol a 10% para histopatologia e fragmentos de tecido hepático foram congelados para as dosagens dos microminerais (Cu, Zn e Fe). À necropsia todos os animais positivos para PTB apresentavam linfonodos mesentéricos de coloração castanha sugestiva de hemossiderose. Adicionalmente, em um animal foram observados pequenos pontos de cor marrom distribuídos difusamente na mucosa do intestino delgado. Na histopatologia foi observada hemossiderose moderada a acentuada no baço dos animais do Grupo 1. Na dosagem dos microminerais todos os animais com PTB apresentaram níveis abaixo dos valores de referência para Cu e Zn. Observou-se que a média dos teores de Cu dos búfalos com PTB foi 18,0ppm e de Zn 68,6ppm. No Grupo 2 a média dos teores de Cu foi 113,7ppm e de Zn 110,0ppm. Os teores de Fe em ambos os grupos foram elevados (>670ppm). Baseado nos achados clínico-patológicos e nas dosagens de minerais realizadas neste estudo, conclui-se que na região estudada, a PTB agravou o quadro clínico de animais com deficiência de Cu e Zn. Em áreas menos deficientes desses minerais sugere-se que a doença seja capaz de induzir quadros de deficiência mineral secundária.

Efeitos de doses e épocas de aplicação do bentazon na produção de duas cultivares de cebola (Allium cepa L.)

Em um solo aluvião eutrófico de classificação textural argilo siltoso, com 2,75% de M.O. foram estudados os efeitos de doses do herbicida bentazon (3 - isopropi l - 2,1,3 - benzotio-diazinona - (4) - 2,2 - dióxido) aplicado em pós-emergência. no controle de plantas daninhas dicotiledôneas na cultura da cebola. O delineamento experimental adotado foi um fatorial 2 x 5 x 2 + 4. constituído por duas cultivares: 'Baia Pe ri forme' e 'Texas Grano': cinco épocas de aplicação do produto: aos 10, 20, 30, 40 e 50 dias após a emergência das plantas daninhas: duas doses de bentazon: 0,46kg. i.a./ha e 0,96 kg. i.a./ha e quatro tratamentos adicionais: 'Baia Periforme' capinada e sem capina e 'Texas Grano'. capinada e sem capina. . As plantas daninhas predominantes no experimento foram: botão -de-ouro (Galinsoga parviflora Cav.), picão-preto (Bidens pilosa L.), amendoim-bravo (Euphorbia prunifoiia Jacq.(, mostarda (Brassica campestris L.), joá (Physalis angulata L.) fedegoso (Cassia tora L.(, serralha falsa (Emilia sonchifolia (L .) DC) e mentruz (Lepidium virginicum L. Nas condições em que foi realizado o ensaio, o herbicida bentazon nas duas doses aplicadas mostrou-se eficiente no controle das plantas daninhas até 60 dias após o transplante. Nas doses empregadas o bentazon não apresentou efeito fitotóxico sobre a produção das cultivares 'Baia Periforme' e 'Texas Grano'.

Efeitos alelopaticos de alguns extratos vegetais na germinação do tomateiro (Lycopersicon esculentum Mill. cv. Santa Cruz)

O presente trabalho teve por finalidade avaliar os possíveis efeitos alelopáticos de três plantas daninhas (Cyperus rotundus, Sorghum halepense e Cynodon dactylon), uma leguminosa (Canavalia ensiformis) e colza (Brassica napus), na germinação das sementes do tomateiro (Lycopersicon esculentum cv. Santa Cruz) utilizado como indicador. Tubérculos de tiririca, rizomas de capim massambará, o sistema radicular de grama seda, além de folhas e raízes de feijão-de-porco e colza, foram homogeneizados em solução aquosa, submetidos a filtração e centrifugação. A aplicação do sobrenadante no substrato de germinação das sementes de tomateiro mostrou afetar o processo germinativo e o desenvolvimento da radícula e do hipocótilo. C. rotundus, S. halepense e raízes de C. ensiformis possuem substâncias altamente inibitórias à germinação do tomateiro 'Santa Cruz'', sendo que a planta indicadora também mostrou-se sensível às substâncias presentes nas folhas de B. napus e em C. dactylon.

Potencial alelopático de extratos aquosos de genótipos de canola sobre Bidens pilosa

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de extratos aquosos de plantas de genótipos de canola na germinação e comprimento da radícula de picão-preto (Bidens pilosa). Os tratamentos estudados foram constituídos dos genótipos de canola Hyola 420, Hyola 401, Hyola 43, Hyola 60, Hyola 61, Y 3000, H 1432, Dln 03-02, Dln 03-04, Sdh 03-01, Sdh 03-07, Sw-2797 e Sw-Eclipse, nas concentrações de extrato aquoso a 100, 75, 50, 25 e 0%. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial com dois fatores 12 x 4 (genótipos e concentração do extrato), com quatro repetições. O experimento foi conduzido em caixas gerbox com papel de germinação embebido nos extratos das plantas de canola, sobre os quais foram dispostos aquênios de picão-preto. Sete dias após a semeadura, avaliou-se o número de aquênios germinados e o comprimento das radículas. Os resultados revelaram que os extratos de canola influenciam negativamente a germinação de aquênios e o comprimento da radícula de Bidens pilosa. Para alguns genótipos, as baixas concentrações de extratos estimularam tanto o crescimento da radícula quanto a porcentagem de germinação dos aquênios; em altas concentrações, os genótipos não diferiram na germinação dos aquênios e no comprimento da radícula.

Effect of crop residues applied isolated or in combination on the germination and seedling growth of horse purslane (Trianthema portulacastrum)

Soil incorporation of crop residues can lead to weed suppression by posing allelopathic and physical effects. Allelopathic potential of the crops sorghum, sunflower, brassica applied as sole or in combination for horse purslane (Trianthema portulacastrum) suppression was evaluated in a pot investigation. Chopped crop residues alone and in combination were incorporated at 6 g kg-1 soil (12 t ha-1), and a weedy check was maintained. Germination traits time to start germination; time to 50% emergence, mean emergence time, emergence index and final germination percentage were negatively influenced by residue incorporation. Crop residues also exerted a pronounced negative influence on the shoot and root length of horse purslane. Significant suppression in leaf and root score and leaf area per plant was also observed. A combination of sorghum and sunflower residues accounted for maximum (71%) seedling mortality. Soil incorporation of allelopathic crop residues can be employed for horse purslane management.

Alelopatia de plantas de cobertura na superfície ou incorporadas ao solo no controle de Digitaria spp.

Os aleloquímicos podem sofrer modificações em diversos tipos de substrato, tanto incorporados quanto na superfície do solo. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes níveis de palha de culturas de cobertura, quando incorporadas ou mantidas na superfície do solo, sobre a emergência e o desenvolvimento inicial de Digitaria spp. (milhã, capim-colchão e capim-de-roça). O delineamento experimental utilizado foi em bloco ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial com os seguintes fatores: (A) - manejo das coberturas (incorporado e na superfície do solo); (B) culturas de cobertura de solo (canola, nabo forrageiro, trevo-vesiculoso e azevém); e (C) níveis de palha (0, 1, 2, 4, 6 e 10 t ha-1). Com o aumento dos níveis de palha de canola e nabo forrageiro incorporados ao solo, há em geral aumento na redução das variáveis IVE e porcentagem de emergência de milhã. A presença de palha de azevém na superfície do solo reduz o crescimento de milhã, comparativamente à incorporação, sendo necessário ao menos 6 t ha-1 de palha.

Weeds occurrence in areas submitted to distinct winter crops

In the Western Region of Brazil, it is usual to have two agricultural harvests in the same cropping season. Usually the first crop is soybean, followed by corn. In areas where corn is not planted due to a delayed harvest of soybean, farmers generally do not use winter crops. For these areas, the planting of winter oilseed crops aiming at the production of bio-fuels is one of the best alternatives; in addition, this would help in reducing the occurrence of weed species at the following summer crop. This study aimed to assessing the weed community in distinct winter crops post soybean crop, in terms of species composition, level of infestation and severity of occurrence. The following treatments were evaluated: agriculture under a no-till system with winter fallow, winter oilseed crops (crambe, radish, rapeseed) with no-till agriculture in the summer, and agriculture under a conventional tillage system with winter fallow. Phytosociological evaluations of all treatments were carried out 75 DAE of the oilseed crops, and the diversity indexes of Margalef, Menhinick, Simpson, and Shannon-Weiner were determined. Areas were also grouped by cluster analysis based on UPGMA applied at Jaccard's similarity matrix. Among the treatments with winter coverage, radish was the most efficient crop in suppressing the occurrence of weed species. The area with conventional tillage agriculture and winter fallow allowed for a higher occurrence of troublesome weeds. On the other hand, the area under fallow showed the highest absolute level of infestation. Overall, oilseed crops in the winter contribute to lower levels of infestation by weed species in these areas.

Allelopathic effect of black mustard tissues and root exudates on some crops and weeds

Laboratory and greenhouse experiments were conducted to evaluate the phytotoxic effect of black mustard extracts and root exudates on two crops: Trifolium alexandrinum and Triticum aestivum, and two weeds: Phalaris paradoxa and Sisymbrium irio. The seeds were treated with aqueous and ethanolic extracts and chloroform for eight days, or subjected to root exudates of just harvested mustard in a greenhouse for five weeks. High-performance liquid chromatography (HPLC) was used to quantify phytotoxins from plant tissues. Seed germination of P. paradoxa was reduced with the lowest concentration of the different extracts. However, the aqueous extract at 4% completely curtailed the germination of all the target species. In general, plant extracts had a concentration-dependent reduction of seedling growth of the target species. However, the ethanolic extract, at the lowest concentration, has stimulated the shoot length of both T. alexandrinum and T. aestivum, and the root length of the former. Mustard root exudates inhibited emergence and growth of the target species throughout the experiment. Ferulic and syringic acids were the dominant allelochemicals found when HPLC was used.

Differential suppression of rice weeds by allelopathic plant aqueous extracts

Herbicidal potential of different plant aqueous extracts was evaluated against early seedling growth of rice weeds in pot studies. Plant aqueous extracts of sorghum (Sorghum bicolor), sunflower (Helianthus annuus), brassica (Brassica compestris), mulberry (Morris alba), eucalyptus (Eucalyptus camaldunensis), and winter cherry (Withania somnifera) at a spray volume of 18 L ha-1 each at the 2-4 leaf stage of rice weeds viz horse purslane (Trianthema portulacastrum) [broad-leaf], jungle rice (Echinochloa colona), and E. crus-galli (barnyard grass) [grasses] and purple nut sedge (Cyperus rotundus) and rice flat sedge (C. iria) [sedges]. The results showed significant interactive effects between plant aqueous extracts and the tested weed species for seedling growth attributes depicting that allelopathic inhibition was species-specific. Shoot and root length, lateral plant spread, biomass accumulation, and leaf chlorophyll contents in test species were all reduced by different extracts. The study suggested the suppressive potential of allelopathic plant aqueous extracts against rice weeds, and offered promise for their usefulness as a tool for weed management under field conditions.

Infestation of weed species in pre-planting of soybean in succession to winter crops

This study aimed to evaluate different crops and plant species planted after soybeans for one year, in terms of their potential to inhibit the occurrence of weed species. The following crops that were planted as second crop after soybeans were evaluated: (1) corn (Zea mays) planted at spacing of 90 cm between rows, intercropped with Brachiaria ruziziensis in the inter-rows; (2) sunflower (Helianthus annuus); (3) crambe (Crambe abyssinica); (4) radish (Raphanus sativus); (5) rapeseed (Brassica napus); and (6) winter fallow - no plantation after soybeans. Phytosociological characterization of weed species was carried out at the pre-planting of soybeans in the following cropping season. Estimations of relative abundance, relative frequence, relative dominance and Importance Value Index were made for each species present. Areas were also intra-characterized by the diversity coefficients of Simpson and modified Shannon-Weiner, and areas were compared using the Jaccard similarity coefficient for presence-only, by multivariate cluster analysis. In the short‑term (a single cropping season), cultivation of winter crops do contribute for lower occurrence of weed species at the pre-planting of soybeans on the subsequent cropping season. The suppressive effects depend both on the species grown in the winter and in the amount of straw left on the soil by these winter crops. Radish was more efficient in inhibiting the occurrence of weed species and rapeseed showed composition of infestation similar to that observed at the area under fallow.

O desenvolvimento de culturas tolerantes ao herbicida diclorofenoxiacetato: revisão de literatura

O composto diclorofenoxiacetato (2,4-D) foi o primeiro herbicida orgânico, sistêmico, seletivo e de aplicação em pós-emergência desenvolvido no mundo. Juntamente com a revolução verde, ele contribuiu para elevar a produção dos cereais nas décadas posteriores a 1950. Esse produto é uma auxina sintética que pode ser utilizada como regulador do crescimento vegetal ou, ainda, como herbicida para o controle de espécies daninhas dicotiledôneas. Várias espécies infestantes dicotiledôneas que apresentam dificuldade de controle com outros herbicidas são suscetíveis ao 2,4-D. Contudo, a utilização desse herbicida fica restrita pela falta de seletividade em algumas culturas agrícolas. Nas últimas décadas, a descoberta de genes relacionados à tolerância ao 2,4-D em bactérias encontradas no solo e a sua transferência para culturas possibilitaram o desenvolvimento de linhagens tolerantes ao produto. Os objetivos desta revisão de literatura foram apresentar os genes e a atividade das enzimas responsáveis pela tolerância ao herbicida 2,4-D; ilustrar os mecanismos envolvidos na seletividade ao 2,4-D e a outros herbicidas; e equacionar algumas implicações para o manejo de plantas daninhas. O primeiro gene de tolerância ao 2,4-D descoberto foi o tfdA, encontrado no plasmídeo pJP4 da bactéria Cupriavidus necator. Este gene codifica a enzima 2,4-D/oxoglutarato dioxigenase, a qual realiza a conversão do 2,4-D em 2,4-diclorofenol e glioxilato. No final da década de 1980, foi realizada a primeira inserção do gene tfdA em plantas de Nicotiana tabacum, mediada por Agrobacterium tumefaciens. Isso conferiu tolerância de plantas de fumo ao 2,4-D. Resultados similares foram obtidos com inserções posteriores deste gene em plantas de Gossypium hirsutum, Brassica juncea e Vitis vinifera. Com a continuidade dos estudos de bactérias de solo, identificaram-se outros dois genes: o gene rdpA de Sphingobium herbicidivorans MH, que codifica a enzima ariloxialcanoato dioxigenase-1 (AAD-1); e o sdpA de Delftia acidovorans MC1, que codifica a enzima ariloxialcanoato dioxigenase-1(AAD-12). Essas duas enzimas são similares, mas têm cinética enzimática diferenciada e são capazes de degradar o 2,4-D e outros herbicidas. A enzima AAD-1 degrada o 2,4-D e, surpreendentemente, alguns herbicidas inibidores da acetil-CoA carboxilase (ACCase) do grupo dos ariloxifenoxipropionatos (FOPs). A enzima AAD-12 apresenta alta afinidade de ligação com os auxínicos 2,4-D, MCPA, triclopyr e fluroxypyr. Atualmente os genes que codificam estas enzimas estão sendo utilizados para o desenvolvimento de cultivares de soja, algodão e milho tolerantes ao 2,4-D e FOPs. Plantas de soja com o transgene sdpA se mostraram tolerantes ao 2,4-D. Plantas de milho contendo o gene rdpA também são tolerantes aos herbicidas FOPs. Trabalhos realizados com as espécies daninhas Conyza bonariensis, Conyza canadensis e Amaranthus palmeri resistentes ao herbicida glyphosate têm mostrado controle adequado com o 2,4-D. Portanto, os genes sdpA e rdpA são bons candidatos no desenvolvimento de culturas tolerantes ao 2,4-D e deverão ampliar as opções de controle de espécies daninhas de difícil manejo com outros herbicidas.

Potential of plant species for bioremediation of soils applied with imidazolinone herbicides

Imidazolinone herbicides present physicochemical characteristics that allow them to persist longer in environment, with increased chances of soil and water contamination, as well as carryover effects on subsequent crops. Phytoremediation is shown as a promising technique to decontaminate soils polluted by herbicides. The aim of this study was to assess the potential of some winter grown species in removing residuals from soils contaminated with imazethapyr + imazapic and imazapic + imazapyr, using pre-emergence to control weeds in summer grown rice fields. The experiment was conducted in a completely randomized design, with four replications. All species were subjected to herbicide application at different doses. Imazethapyr + imazapic and imazapyr + imazapic were applied at doses of 0.0, 1.0 and 2.0 L ha-1, and 0.0, 140 and 280 g ha-1, respectively, in pre-emergence of the species. Brassica napus and Festuca arundinaceae are not tolerant to herbicides, with 100% of phytotoxicity (plant death) for all doses assessed. The herbicide imazapyr + imazapic proved to be less selective, causing the highest phytotoxicity in the species tested. The most tolerant species to the herbicides was Vicia sativa, which may be the most suitable one for phytoremediation programs in areas contaminated with imazethapyr + imazapic and imazapyr + imazapic.

Estimation of weed dry biomass and grain yield as a function of growth and yield traits under allelopathic weed management in maize

Growing concerns about toxicity and development of resistance against synthetic herbicides have demanded looking for alternative weed management approaches. Allelopathy has gained sufficient support and potential for sustainable weed management. Aqueous extracts of six plant species (sunflower, rice, mulberry, maize, brassica and sorghum) in different combinations alone or in mixture with 75% reduced dose of herbicides were evaluated for two consecutive years under field conditions. A weedy check and S-metolachlor with atrazine (pre emergence) and atrazine alone (post emergence) at recommended rates was included for comparison. Weed dynamics, maize growth indices and yield estimation were done by following standard procedures. All aqueous plant extract combinations suppressed weed growth and biomass. Moreover, the suppressive effect was more pronounced when aqueous plant extracts were supplemented with reduced doses of herbicides. Brassica-sunflower-sorghum combination suppressed weeds by 74-80, 78-70, 65-68% during both years of study that was similar with S-metolachlor along half dose of atrazine and full dose of atrazine alone. Crop growth rate and dry matter accumulation attained peak values of 32.68 and 1,502 g m-2 d-1 for brassica-sunflower-sorghum combination at 60 and 75 days after sowing. Curve fitting regression for growth and yield traits predicted strong positive correlation to grain yield and negative correlation to weed dry biomass under allelopathic weed management in maize crop.