Exploring the environmental diversity of kinetoplastid flagellates in the high-throughput DNA sequencing era

The class Kinetoplastea encompasses both free-living and parasitic species from a wide range of hosts. Several representatives of this group are responsible for severe human diseases and for economic losses in agriculture and livestock. While this group encompasses over 30 genera, most of the available information has been derived from the vertebrate pathogenic genera Leishmaniaand Trypanosoma. Recent studies of the previously neglected groups of Kinetoplastea indicated that the actual diversity is much higher than previously thought. This article discusses the known segment of kinetoplastid diversity and how gene-directed Sanger sequencing and next-generation sequencing methods can help to deepen our knowledge of these interesting protists.

Diversity of the euglossine bee community (Hymenoptera, Apidae) of an Atlantic Forest remnant in southeastern Brazil

Diversity of the euglossine bee community (Hymenoptera, Apidae) of an Atlantic Forest remnant in southeastern Brazil. Euglossine bees, attracted to scent baits of cineole, eugenol and vanillin, were collected with entomological nets, from December 1998 to November 1999. Samplings were carried out once a month simultaneously by two collectors positioned in two different sites in an Atlantic Forest remnant in northeastern São Paulo state, Brazil. A total of 859 male euglossine bees, belonging to 13 species and four Euglossini genera were collected. Of the total sample, 506 (12 species) males were captured at site A and 353 (10 species) were collected at site B.In both sites, Euglossa pleosticta Dressler, 1982 was the most abundant species (45.79%), followed by Eulaema nigrita Lepeletier, 1841 (20.79%). The results of this study supply new information about the diversity of orchid bee fauna in Atlantic Forest remnants as well as show that more than one site is needed to sample these bees in a fragmented landascape.

The effect of nitrogen and sulphur fertilization on yield and quality of kohlrabi (Brassica oleracea, L.)

In a greenhouse pot experiment with kohlrabi, variety Luna, we explored the joint effect of N (0.6 g N per pot = 6 kg of soil) and S in the soil (25-35-45 mg kg-1 of S) on yields, on N, S and NO3- content in tubers and leaves, and on alterations in the amino acids concentration in the tubers. S fertilisation had no effect on tuber yields. The ranges of N content in tubers and leaves were narrow (between 1.42-1.48 % N and 1.21-1.35 % N, respectively) and the effect of S fertilisation was insignificant. S concentration in the tubers ranged between 0.59 and 0.64 % S. S fertilisation had a more pronounced effect on the S concentration in leaf tissues where it increased from 0.50 to 0.58 or to 0.76 % S under the applied dose. The NO3- content was higher in tubers than in leaves. Increasing the S level in the soil significantly reduced NO3- concentrations in the tubers by 42.2-53.6 % and in the leaves by 8.8-21.7 %. Increasing the S content in the soil reduced the concentration of cysteine + methionine by 16-28 %. The values of valine, tyrosine, aspartic acid and serine were constant. In the S0, S1, and S2 treatments the levels of threonine, isoleucine, leucine, arginine, the sum of essential amino acids and alanine decreased from 37 to 9 %. The histidine concentration increased with increasing S fertilisation. S fertilisation of kohlrabi can be recommended to stabilize the yield and reduce the undesirable NO3- contained in the parts used for consumption.

Volatilização de amônia em solos alagados influenciada pela forma de aplicação de ureia

A volatilização de amônia (NH3) e a nitrificação seguida pela desnitrificação são os principais mecanismos de perdas de N nos solos alagados destinados ao cultivo do arroz. Se os fertilizantes nitrogenados não forem manejados adequadamente, os índices de recuperação de N pelas plantas serão muito baixos. O objetivo deste trabalho foi quantificar a volatilização de amônia em solos alagados influenciada pela forma de aplicação de ureia, em casa de vegetação. Foram conduzidos dois experimentos, sendo um em Cambissolo (Thermic Vertic Haplaquepts), no Estado do Mississippi, EUA, e outro em Gleissolo (Entisol Aeric Typic), em Santa Catarina, Brasil. A captação de amônia foi realizada por esponjas acidificadas, colocadas dentro de tubos de PVC (15 cm de diâmetro e 60 cm de altura) encravados dentro de baldes com 15 cm de espessura de solo, sem a presença de plantas. Em cada vaso, foram aplicados 353 mg de N, equivalente a 200 kg ha-1 de N, nas seguintes formas: ureia sólida aplicada sobre a superfície do solo úmido, sem alagamento posterior; ureia solubilizada em água deionizada e aplicada sobre a lâmina de água de alagamento; ureia sólida aplicada sobre a lâmina de água de alagamento; ureia incorporada na lama, seguida de alagamento; ureia aplicada sobre solo seco, seguida de alagamento 48 h depois; e uma testemunha alagada (sem N). As esponjas captadoras de amônia foram trocadas ao serem completados 1, 3, 6, 9, 13, 17 e 22 dias de alagamento, e nelas determinou-se a quantidade de amônia volatilizada. Na água de alagamento do solo, determinaram-se o pH e a concentração de amônio. A emissão de amônia variou com a forma de aplicação da ureia, e o comportamento foi similar nos dois solos. A volatilização de amônia na testemunha foi insignificante. Nos tratamentos com ureia, as menores perdas ocorreram quando ela foi incorporada na lama (com posterior alagamento) seguida pela aplicação em solo seco com alagamento 48 h após, tendo atingido, respectivamente, 4 e 15 % do N aplicado no Cambissolo (CXbe) e 6 e 10 % no Gleissolo (GXbd). As maiores perdas ocorreram quando a ureia foi aplicada na lâmina de água, tanto na forma líquida (34 % no CXbe e 38 % no GXbd) quanto na sólida (29 % no CXbe e 37 % no GXbd), seguida pela ureia aplicada em solo úmido, sem alagamento (26 % no CXbe e 22 % no GXbd). A fim de evitar excessiva volatilização de amônia em solos cultivados com arroz no sistema inundado, a ureia deve ser aplicada na lama ou em condições de solo seco e, em ambos os casos, seguida de alagamento imediato.

Sheep Excreta as Source of Nitrous Oxide in Ryegrass Pasture in Southern Brazil

ABSTRACT Livestock urine and dung are important components of the N cycle in pastures, but little information on its effect on soil nitrous oxide (N2O) emissions is available. We conducted a short-term (39-day) trial to quantify the direct N2O-N emissions from sheep excreta on an experimental area of ryegrass pasture growing on a Typic Paleudult in southern Brazil. Four rates of urine-N (161, 242, 323, and 403 kg ha-1 N) and one of dung-N (13 kg ha-1 N) were applied, as well as a control plot receiving no excreta. The N2O-N emission factor (EF = % of added N released as N2O-N) for urine and dung was calculated, taking into account the N2O fluxes in the field, over a period of 39 days. The EF value of the urine and dung was used to estimate the emissions of N2O-N over a 90-day period of pasture in the winter under two grazing intensities (2.5 or 5.0 times the herbage intake potential of grazing lambs). The soil N2O-N fluxes ranged from 4 to 353 µg m-2h-1. The highest N2O-N fluxes occurred 16 days after application of urine and dung, when the highest soil nitrate content was also recorded and the water-filled pore space exceeded 60 %. The mean EF for urine was 0.25 % of applied N, much higher than that for dung (0.06 %). We found that N2O-N emissions for the 90-day winter pasture period were 0.54 kg ha-1 for low grazing intensity and 0.62 kg ha-1 for moderate grazing intensity. Comparison of the two forms of excreta show that urine was the main contributor to N2O-N emissions (mean of 36 %), whereas dung was responsible for less than 0.1 % of total soil N2O-N emissions.

Genetic linkage maps of 'Pêra' sweet orange and 'Cravo' mandarin with RAPD markers

The objective of this work was to construct linkage maps of 'Pêra' sweet orange [Citrus sinensis (L.) Osbeck] and 'Cravo' mandarin (Citrus reticulata Blanco) using RAPD markers and the pseudo-testcross strategy. The parents were chosen according to the resistance/susceptibility to citrus variegate chlorosis (CVC). The segregation of 176 markers was analyzed in 94 progeny of F1 hybrids, which were obtained from controlled crossings. The linkage map of 'Pêra' sweet orange had 117 markers defined by 12 linkage groups, which spanned 612.1 cM. Only six markers could not be linked to the linkage group and 48.7% of the markers showed segregation distortion. The linkage map of 'Cravo' mandarin had 51 markers defined by 12 linkage groups, which spanned 353.3 cM. Only two markers did not link to the groups and 15.7% showed segregation distortion. The construction of linkage maps is relevant to future mapping studies of the inheritance of CVC, citrus canker and leprosis.

Espectro de gotas de pulverização e controle da ferrugem-asiática-da-soja em cultivares com diferentes arquiteturas de planta

O objetivo deste trabalho foi determinar o espectro de gotas de pulverização ideal para o controle da ferrugem-asiática-da-soja (Phakopsora pachyrhizi), em cultivares com diferentes arquiteturas de planta. O experimento foi conduzido na safra de 2009/2010. A aplicação de fungicida (piraclostrobina + epoxiconazol, com óleo mineral) foi avaliada com quatro espectros de gotas de pulverização - muito fino, <119 μm; fino, 119 a 216 μm; médio, 217 a 352 μm; e grosso, 353 a 464 μm -, em quatro cultivares de soja (BMX Apollo RR, NA 7636 RR, Fcep 53 RR e TMG 4001 RR) contrastantes quanto a índice de área foliar, estatura de plantas e número de ramos por planta. Foram quantificadas as variáveis: número de gotas por cm², diâmetro mediano volumétrico das gotas, área abaixo da curva de progresso da ferrugem-asiática e produtividade da soja. A definição do espectro de gotas a ser utilizado deve considerar a cultivar e as condições ambientais em que a pulverização será realizada. A magnitude da proteção exercida pelo fungicida varia de acordo com a cobertura de plantas e a penetração de gotas no dossel, proporcionada pelos diferentes espectros de gota. O espectro de gotas fino proporciona boa deposição de gotas, controle da doença e produtividade, independentemente da cultivar avaliada.

Índices de vegetação Modis aplicados na discriminação de áreas de soja

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do índice de vegetação realçado (EVI) e do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) - ambos do sensor "moderate resolution imaging spectroradiometer" (Modis) -, para discriminar áreas de soja das áreas de cana‑de‑açúcar, pastagem, cerrado e floresta, no Estado do Mato Grosso. Foram utilizadas imagens adquiridas em dois períodos: durante a entressafra e por ocasião do pleno desenvolvimento da cultura da soja. Para cada classe analisada, foram selecionadas 31 amostras de mapas de referência e avaliadas as diferenças nos valores de cada índice de vegetação, para a classe soja, foram avaliadas frente às demais classes, por meio do teste de Tukey‑Kramer. Em seguida, foram avaliadas as diferenças entre os índices de vegetação, por meio do teste de Wilcoxon pareado. O NDVI apresentou melhor desempenho na discriminação das áreas de soja na entressafra, particularmente com uso das imagens do dia do ano (DA) 161 a 273, enquanto o EVI apresentou melhor desempenho no período de pleno desenvolvimento da cultura, especificamente com uso das imagens de DA 353 a 33. Portanto, o melhor resultado para classificação da soja, no Estado do Mato Grosso, via séries temporais do sensor Modis, pode ser obtida por meio do uso combinado do NDVI na entresssafra e do EVI no pleno desenvolvimento da soja.

Resistance to Fusarium dry root rot disease in cassava accessions

The objective of this work was to identify sources of resistance to dry root rot induced by Fusarium sp. in cassava accessions. A macroconidial suspension (20 µL) of 11 Fusarium sp. isolates was inoculated in cassava roots, from 353 acessions plus seven commercial varieties. Ten days after inoculation, the total area colonized by the pathogen on the root pulp was evaluated by digital image analysis. Cluster analysis revealed the presence of five groups regarding resistance. The root lesion areas ranged from 18.28 to 1,096.07 mm² for the accessions BGM 1518 and BGM 556, respectively. The genotypes BGM 1042, BGM 1552, BGM 1586, BGM 1598, and BGM 1692 present the best agronomical traits.

Endonuclease com incompatibilidade heteroduplex para detectar mutação e variações genéticas de inibidores da tripsina em soja

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variação genética do inibidor de tripsina em variedades cultivadas (Glycine max) e silvestres (Glycine soja) de soja. Foram avaliadas as variações genéticas do inibidor de tripsina Kunitz, representado pela proteína 21-kDa (KTI), e do inibidor de tripsina-quimotripsina Bowman-Birk (BBI), em variedades de soja cultivadas (G. max) e selvagens (G. soja). Ensaios de clivagem foram feitos com endonuclease de incompatibilidade heteroduplex, para a detectar mutações no gene de KTI, com uma única nuclease específica de cadeia simples, obtida a partir de extractos de aipo (CEL I). As variedades de soja estudadas apresentaram baixo nível de variação genética em KTI e BBI. A análise por PCR -RFLP dividiu o BBI-A em A1 e A2 e mostrou que o Tib do KTI é o tipo dominante. A digestão com enzimas de restrição não foi capaz de detectar diferenças entre os tipos de ti-null e outros alelos Ti, enquanto o ensaio com endonucleases com incompatibilidade heteroduplex com CEL I pôde detectar o tipo ti-null. O método de digestão com CEL I fornece uma ferramenta genética simples e útil para a análise de SNP. O método apresentado pode ser utilizado como ferramenta para a triagem rápida e útil de genótipos desejáveis em futuros programas de melhoramento de soja.

Caracterização e identificação de cultivares e seleções de pereiras através de marcadores RAPD

Trinta e seis acessos de pereira representando diversas espécies, híbridos e seleções do banco de germoplasma do Instituto Agronômico (IAC) foram geneticamente caracterizados através de marcadores RAPD. Cada primer originou de 10 a 19 bandas, sendo que 26 deles forneceram 250 bandas polimórficas, de um total de 353. Os primers OPC02, OPC08, OPD02, OPD19, OPD20 e OPE06 revelaram bandas específicas para as peras orientais e OPA01, OPA11, OPC08, OPD04, OPD09 e OPD15 para as ocidentais. O dendograma obtido foi confirmado pela análise de coordenada principal, originando três principais agrupamentos: 1) Todas as pereiras lançadas pelo IAC, como 'Seleta', 'Triunfo', 'Primorosa', 'Tenra', IAC 16-41, 'Centenária', além de 'William's', 'Packham's Triumph', 'D'água', 'Hood', 'M. Sieboldt', 'Kieffer','Branca Francesa' e 'Schimidt'. 2) As pereiras asiáticas, como 'Okusankichi', 'Shinseiki', 'Atago', 'Hakko', 'Hosui', 'Nijiseiki', 'Kosui' e 'Ya-li', além de 'Nodji', 'Limeira' e todas as seleções IAC das séries 193; 293 e 393. 3) Todas as pereiras porta-enxertos da série Taiwan (P. calleryana D.), além de 'Manshu Mamenashi' (P. betulaefolia B.). Evidenciou-se que os cultivares IAC possuem maior proximidade genética com as peras ocidentais (Pyrus communis L.), mesmo sendo descendentes de 'Hood', material suspeito de ser híbrido interespecífico entre P. communis e P. serotina R.. Os resultados ratificaram a importância dos marcadores RAPD para a identificação de cultivares, seleções e híbridos pertencentes aos diferentes grupos botânicos, mostrando ser ferramenta de apoio adequada a programas de melhoramento genético de fruteiras.

DETECTION AND QUANTIFICATION OF PHYTOCHEMICAL MARKERS OF Ilex paraguariensis BY LIQUID CHROMATOGRAPHY

Ilex paraguariensis (yerba-mate) is used as a beverage, and its extract requires adequate quality control methods in order to guarantee quality and safe use. Strategies to develop and optimize a chromatographic method to quantify theobromine, caffeine, and chlorogenic acid in I. paraguariensis extracts were evaluated by applying a quality by design (QbD) model and ultra high-performance liquid chromatography (UHPLC). The presence of these three phytochemical markers in the extracts was evaluated using UHPLC-MS and was confirmed by the chromatographic bands in the total ion current traces (m/z of 181.1 [M+H]+, 195.0 [M+H]+, and 353.0 [M−H]−, respectively). The developed method was then transferred to a high-performance liquid chromatography (HPLC) platform, and the three phytochemical markers were used as external standards in the validation of a method for analyses of these compounds in extracts using a diode array detector (DAD). The validated method was applied to quantify the chlorogenic acid, caffeine, and theobromine in the samples. HPLC-DAD chromatographic fingerprinting was also used in a multivariate approach to process the entire data and to separate the I. paraguariensis extracts into two groups. The developed method is very useful for qualifying and quantifying I. paraguariensis extracts.

Electrochemical and physical characterization of Ni-Cu-Fe alloy for chlor-alkali hydrogen cathodes

This work describes the development of an alternative acetate bath for the electrochemical codeposition of Ni-Cu-Fe electrodes at low pH that is stable for several weeks and produces electrodes with good performance for chlor-alkali electrolysis. Physical characterization of the electrode surface was made using X ray absorption spectroscopy (XAS), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive analysis (EDX). The evaluation of the material as electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction (her) was carried out in brine solution (160 g L-1 NaCl + 150 g L-1 NaOH) at different temperatures through steady-state polarization curves. The Ni-Cu-Fe electrodes obtained with this bath have shown low overpotentials for the her, around 0.150 V at 353 K, and good stability under continuous long-term operation for 260 hours. One positive aspect of this cathode is that the polarization behavior of the material shows only one Tafel slope over the temperature range of 298 - 353 K.

Diversidade e índice sucessional de uma vegetação de cerrado sensu stricto na Universidade Estadual de Goiás-UEG, campus de Anápolis

A composição vegetal, estrutura, diversidade, estádio sucessional e distribuição de espécies do cerrado do campus da UEG com 6 ha, foram inventariados usando 30 parcelas com 100 m² cada. A partir de dbs superior ou igual a 5 cm foram amostrados 515 indivíduos, representados por 20 famílias, 28 gêneros e 46 espécies. As famílias de maior riqueza foram Leguminosae, Vochysiaceae e Malpighiaceae. As espécies Qualea grandiflora, Byrsonima crassa, Erytroxylum tortuosum, Qualea parviflora e Miconia ferruginata apresentaram os maiores VIs. A diversidade da área (H¢ = 1,353) é menor que valores descritos para Cerrado, o que pode ser conseqüência tanto da abundância de espécies como Q. grandiflora e B. crasssa quanto de interferências antrópicas no local, incluindo queimadas. O valor do índice sucessional (IS = 2,3) indica uma comunidade em estágio intermediário de sucessão, já que seu valor oscila de 1 a 3 . A comunidade ajustou-se apenas ao modelo log-normal, o que, de acordo com a literatura, pode ser influência da proporção da abundância de espécies dominantes, intermediárias e raras.

Genetic structure and diversity of Copaifera langsdorffii Desf. in Cerrado fragments of the São Paulo State, Brazil

The loss of large areas of Cerrado (Brazilian savanna) in Brazil can lead to reduced biodiversity and to the extinction of species. Therefore, the present study aimed to investigate the genetic fragility of populations of Copaifera langsdorffii Desf exposed to different anthropic conditions in fragments of Cerrado in the state of São Paulo. The study was carried out in two Experimental Stations operated by the Forest Institute (Assis and Itirapina), in one fully protected conservation unit (Pedregulho) and in one private property (Brotas). Analyses were conducted using leaf samples from 353 adult specimens and eight pairs of microsatellite loci. The number of alleles per locus ranged from 13 to 15 in all populations, but the mean number of effective alleles was approximately half this value (7.2 to 9-1). Observed heterozygosity was significant and lower than the expected in all populations. Consequently, all populations deviated from Hardy-Weinberg expected frequencies. Fixation indexes were significant for all populations, with the Pedregulho population having the lowest value (0.189) and Itirapina having the highest (0.283). The analysis of spatial genetic structure detected family structures at distance classes of 20 to 65 m in the populations studied. No clones were detected in the populations. Estimates of effective population size were low, but the area occupied by each population studied was large enough for conservation, medium and long term. Recent reductions or bottlenecks were detected in all four populations. Mean Gst’ (genetic divergence) indicated that most of the variation was within populations. Cluster structure analysis based on the genotypes detected K= 4 clusters with distinct allele frequencies patterns. The genetic differentiation observed among populations is consistent with the hypothesis of genetic and geographic isolation. Therefore, it is essential to adopt conservation strategies that raise the gene flow between fragments.