Conservation and developmental expression of ubiquitin isopeptidases in Schistosoma mansoni

Several genes related to the ubiquitin (Ub)-proteasome pathway, including those coding for proteasome subunits and conjugation enzymes, are differentially expressed during the Schistosoma mansoni life cycle. Although deubiquitinating enzymes have been reported to be negative regulators of protein ubiquitination and shown to play an important role in Ub-dependent processes, little is known about their role in S. mansoni . In this study, we analysed the Ub carboxyl-terminal hydrolase (UCHs) proteins found in the database of the parasite’s genome. An in silicoana- lysis (GeneDB and MEROPS) identified three different UCH family members in the genome, Sm UCH-L3, Sm UCH-L5 and SmBAP-1 and a phylogenetic analysis confirmed the evolutionary conservation of the proteins. We performed quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction and observed a differential expression profile for all of the investigated transcripts between the cercariae and adult worm stages. These results were corroborated by low rates of Z-Arg-Leu-Arg-Gly-Gly-AMC hydrolysis in a crude extract obtained from cercariae in parallel with high Ub conjugate levels in the same extracts. We suggest that the accumulation of ubiquitinated proteins in the cercaria and early schistosomulum stages is related to a decrease in 26S proteasome activity. Taken together, our data suggest that UCH family members contribute to regulating the activity of the Ub-proteasome system during the life cycle of this parasite.

Morphological, chemical and developmental aspects of the Dufour gland in some eusocial bees (Hymenoptera, Apidae): a review

Morphological, chemical and developmental aspects of the Dufour gland in some eusocial bees (Hymenoptera, Apidae): a review. The present revision focused on the more recent data about the Dufour gland in some eusocial bees, taking in account general aspects of its morphology, secretion chemical nature, bio-synthetic pathway and development. Many functions have been attributed to this gland in eusocial bees, but none are convincing. With the new data about this gland, not only the secretion chemical pathway of the Dufour gland may be reasonable understood, as its function in some eusocial bees, especially Apis mellifera Linné, 1758, which has been extensively studied in the last years.

Nymph developmental time and survivorship, adult longevity, reproduction and body weight of Dichelops melacanthus (Dallas) feeding on natural and artificial diets

The biology of nymphs and adults of the neotropical pentatomid, Dichelops melacanthus (Dallas), feeding on the natural foods, soybean, Glycine max (L.) Merrill immature pods, and corn, Zea mays L. immature seeds, and on an artificial dry diet, was studied in the laboratory. Nymph developmental time was shorter on the natural foods (ca. 21-22 days) than on the artificial diet (28 days), and most nymphs reached adulthood on the food plants (55% on soybean and 73% on corn) than on the artificial diet (40%). Fresh body weight at adult emergence was similar and higher for females raised as nymphs on the natural foods, compared to females from nymphs raised on the artificial diet; for males, weights were similar on all foods. Mean (female and male) survivorship up to day 20, decreased from 55% on soybean to 40% on corn, down to 0% on the artificial diet. Total longevity for females was higher on soybean, while for males was similar on all foods. About three times more females oviposited on soybean than on corn, but fecundity/female was similar on both foods. On the artificial diet, only one out of 30 females oviposited. Fresh body weight of adults increased significantly during the first week of adult life, and at the end of the 3rd week, weight gain was similar on all foods.

Developmental time of immature forms of Sabethes aurescens Lutz (Diptera, Culicidae) from artificially perforated bamboo in the rain forest of southern Brazil

The development time of the immature forms of Sabethes aurescens Lutz, 1905, from perforated bamboo in the southern Brazil rain forest was studied under laboratory conditions. Mean development periods were 5±2.23, 10±5.20, 14±8.26, 36±13.90 and 9±2.43 days, respectively, for the four larval instars and pupae. The 4th instar of females was longer than that of males. Implications of the long development time of the immature forms of Sa. aurescens are discussed.

Developmental biology, polymorphism and ecological aspects of Stiretrus decemguttatus (Hemiptera, Pentatomidae), an important predator of cassidine beetles

Developmental biology, polymorphism and ecological aspects of Stiretrus decemguttatus (Hemiptera, Pentatomidae), an important predator of cassidine beetles. Stiretrus decemguttatus is an important predator of two species of cassidine beetles, Botanochara sedecimpustulata (Fabricius, 1781) and Zatrephina lineata (Fabricius, 1787) (Coleoptera, Cassidinae), on the Marajó Island, Brazil. It attacks individuals in all development stages, but preys preferentially on late-instar larvae. Its life cycle in the laboratory was 43.70 ± 1.09 days, with an egg incubation period of six days and duration from nymph and adult stages of 16.31 ± 0.11 and 22.10 ± 1.67 days, respectively. The duration of one generation (T) was 12.65 days and the intrinsic population growth rate (r) 0.25. These data reveal the adjustment of the life cycle of S. decemgutattus with those of the two preys, but suggest greater impact on Z. lineata. However, no preference over cassidine species was shown in the laboratory. Up to 17 different color patterns can be found in adults of S. decemguttatus, based on combinations of three basic sets of color markings. Some of them resemble the markings of chrysomelids associated with Ipomoea asarifolia (Convolvulaceae) and are possibly a mimetic ring. Three color patterns were identified in nymphs, none of which was associated with any specific adult color pattern.

Isolation of a cotton NADP(H) oxidase homologue induced by drought stress

The aim of this study was to identify and isolate genes that are differentially expressed in four selected cotton (Gossypium hirsutum L.) genotypes contrasting according to their tolerance to water deficit. The genotypes studied were Siokra L-23, Stoneville 506, CS 50 and T-1521. Physiological, morphological and developmental changes that confer drought tolerance in plants must have a molecular genetic basis. To identify and isolate the genes, the mRNA Differential Display (DD) technique was used. Messenger RNAs differentially expressed during water deficit were identified, isolated, cloned and sequenced. The cloned transcript A12B15-5, a NADP(H) oxidase homologue, was up regulated only during the water deficit stress and only in Siokra L-23, a drought tolerant genotype. Ribonuclease protection assay confirmed that transcription.

Deficit hídrico e produtividade na cultura do milho

O objetivo deste trabalho foi avaliar o impacto do deficit hídrico, no rendimento de grãos de milho, e a eficácia da irrigação em todo ciclo e, especificamente, no florescimento. Os dados foram obtidos em dez anos de experimentação, durante os quais doses variáveis de irrigação foram aplicadas por um sistema de aspersão, localizado no centro da área experimental. Foram calculados balanços hídricos, tendo como variáveis a água precipitada (chuva e irrigação) e a evapotranspiração máxima do milho. Foram ajustados modelos de regressão para 27 condições hídricas, relacionando-se rendimento de grãos com deficit hídrico e razão evapotranspiração real sobre evapotranspiração máxima (ETr/ETm). A maior redução na produção ocorre em conseqüência do deficit hídrico na polinização, formação do zigoto e desenvolvimento inicial do grão, numa relação quadrática. Nesse período, a razão ETr/ETm explica quase 80% das variações na produção de grãos, que se estabiliza acima de uma razão de 0,7. A irrigação aumenta e estabiliza a produção do milho; doses de rega de aproximadamente 60% daquela necessária para elevar a umidade do solo à capacidade de campo aumentam a eficiência de uso da irrigação.

Alterações no perfil de frações nitrogenadas em calos de cana-de-açúcar induzidas por deficit hídrico

O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de marcadores bioquímicos e fisiológicos, na caracterização do estresse hídrico em calos de cultivares de cana-de-açúcar (Sacharum sp.), RB 72 454 (sensível) e SP 813250 (resistente), contrastantes quanto à resistência à seca em campo. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial de 2x5 [cultivar x doses de polietilenoglicol (PEG)], com dez tratamentos e três repetições. Os calos foram submetidos a concentrações de PEG correspondentes aos potenciais osmóticos de 0, -0,3, -0,6, -0,9 e -1,2 MPa, por 120 horas. A variação no conteúdo relativo de água e na umidade não foi significativamente diferente entre as cultivares. Entretanto, foi observada a tendência de aumento no vazamento de eletrólitos, em conseqüência da diminuição do potencial osmótico na cultivar tolerante. Na cultivar sensível, observou-se tendência de aumento de prolina e, na resistente, diminuição, embora os níveis não tenham sido afetados pelo deficit hídrico. As concentrações de aminoácidos livres foram maiores na sensível. Houve queda nas concentrações de amônia, em ambas cultivares. Os níveis de proteínas não foram afetados pelo PEG. O perfil protéico por SDS-PAGE não mostrou aumento induzido por PEG, na intensidade das bandas correspondentes aos peptídeos entre 14 e 66 kDa. Os marcadores bioquímicos e fisiológicos não foram relacionados ao grau diferencial de resistência observado nas cultivares em condições de campo.

Brazilian maize genotypes sensitivity to water deficit estimated through a simple crop yield model

The objective of this work was to determine the sensitivity of maize (Zea mays) genotypes to water deficit, using a simple agrometeorological crop yield model. Crop actual yield and agronomic data of 26 genotypes were obtained from the Maize National Assays carried out in ten locations, in four Brazilian states, from 1998 to 2006. Weather information for each experimental location and period were obtained from the closest weather station. Water deficit sensitivity index (Ky) was determined using the crop yield depletion model. Genotypes can be divided into two groups according to their resistance to water deficit. Normal resistance genotypes had Ky ranging from 0.4 to 0.5 in vegetative period, 1.4 to 1.5 in flowering, 0.3 to 0.6 in fruiting, and 0.1 to 0.3 in maturing period, whereas the higher resistance genotypes had lower values, respectively 0.2-0.4, 0.7-1.2, 0.2-0.4, and 0.1-0.2. The general Ky for the total growing season was 2.15 for sensitive genotypes and 1.56 for the resistant ones. Model performance was acceptable to evaluate crop actual yield, whose average errors estimated for each genotype ranged from -5.7% to +5.8%, and whose general mean absolute error was 960 kg ha-1 (10%).

Indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em cana-de-açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar os indicadores fisiológicos da interação entre deficit hídrico e acidez do solo em plantas jovens de cana-de-açúcar. As plantas foram submetidas a três tratamentos de disponibilidade hídrica, medidos em percentagem de capacidade de campo (CC) - sem estresse (70% CC), estresse moderado (55% CC) e estresse severo (40% CC); e três tratamentos de acidez no solo, medidos em termos de saturação por bases (V) - baixa acidez (V = 55%), média acidez (V = 33%) e alta acidez (V = 23%). O experimento foi realizado em casa de vegetação a 29,7±4,3ºC e 75±10% UR. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial 3x3, com quatro repetições. Após 60 dias, foram determinados os teores de solutos compatíveis - trealose, glicina betaína e prolina - na folha diagnóstico e o crescimento inicial da parte aérea. Os solutos compatíveis trealose, glicina betaína e prolina são indicadores do efeito da interação dos estresses hídrico e ácido no solo. O acúmulo dos solutos compatíveis nos tecidos foliares das plantas não é capaz de impedir a redução na produção de matéria seca da cana-de-açúcar, resultante do agravamento nas condições de disponibilidade hídrica e de acidez no solo.

Respostas biométricas e fisiológicas ao deficit hídrico em cana-de-açúcar em diferentes fases fenológicas

O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas biométricas e fisiológicas de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) ao deficit hídrico (DH), em diferentes fases fenológicas. Os genótipos IACSP 94-2094 e IACSP 96-2042 foram submetidos a DH nas fases de crescimento inicial, crescimento máximo e de acúmulo de sacarose no colmo. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. A suscetibilidade ao DH foi determinada pela redução de matéria seca do colmo e do conteúdo de sólidos solúveis no caldo. O deficit hídrico causou redução nas trocas gasosas, nas três fases fenológicas, em ambos os genótipos. Foi observada menor altura das plantas, menor acúmulo de matéria seca do colmo e de sólidos solúveis, e redução no número e comprimento de entrenós, apenas na fase de crescimento inicial, no clone IACSP 96-2042. Na fase de crescimento inicial, observou-se tolerância ao DH no genótipo IACSP 94-2094, com evidências de aclimatação fisiológica, e redução na produção de fitomassa e de sólidos solúveis no genótipo IACSP 96-2042, como resposta à menor condutância estomática e à menor eficiência aparente de carboxilação da fotossíntese. Independentemente da fase fenológica, o genótipo IACSP 94-2094 foi tolerante ao deficit hídrico, pois manteve a produção de fitomassa mesmo com redução das trocas gasosas.

Genetic parameters and variability in physic nut accessions during early developmental stages

The objective of this work was to estimate the genetic parameters and variability among accessions (half-sib families) of physic nut (Jatropha curcas) during the early stages of development. For this study, 110 accessions in the first year of development of the physic nut germplasm bank, maintained at Embrapa Cerrados, DF, Brazil, were evaluated in situ. The experiment was established in a randomized complete block design, with two replicates and five plants per plot arranged in rows at 4x2 m spacing. Grain yield, total number of branches per plant, plant height, stem diameter, canopy projection on the row, canopy projection between rows, canopy volume, number of days until first flowering and height of the first inflorescence were evaluated. Estimates of vegetative genetic parameters showed the existence of genetic variability in the physic nut germplasm bank. Physic nut accessions of the germplasm bank were grouped into five similarity groups based on character divergence. Although preliminary, the obtained results are promising for showing potential for Jatropha improvement with selective efficiency.

Deficit hídrico e secamento parcial do sistema radicular em pomar de lima ácida

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do deficit hídrico associado ao secamento parcial do sistema radicular ("partial rootzone drying", PRD) na produção e eficiência de uso de água, em pomar de lima ácida 'Tahiti', na Região do Semiárido baiano. Utilizou-se o delineamento de blocos ao acaso, com seis tratamentos e seis repetições. Os tratamentos com PRD foram realizados pela alternância periódica (7, 14 ou 21 dias) dos lados em que o microaspersor localizava-se em relação às plantas. Esses tratamentos foram conduzidos com lâmina d'água equivalente a 50% da evapotranspiração da cultura (ETc) e comparados ao tratamento com deficit hídrico de 50% da ETc com microaspersor fixo em um dos lados das plantas, e ao tratamento 100% da ETc, com aspersores de ambos os lados das plantas. Avaliou-se também o PRD (21 dias) com diminuição da irrigação em 25% da ETc. O PRD com 50% da ETc não difere do tratamento com esse mesmo deficit e sem alternância de lados da irrigação, em termos de produtividade, eficiência do uso da água, e diâmetro e peso dos frutos, independentemente do período de alternância dos lados de irrigação. O PRD com diminuição da irrigação em 25% da ETc não causa perdas em relação à condição sem deficit e sem localização da irrigação.

Transpiração e crescimento foliar de plantas de mandioca em resposta ao deficit hídrico no solo

O objetivo deste trabalho foi determinar a transpiração e o crescimento foliar de duas cultivares de mandioca, em resposta ao conteúdo de água disponível no solo representado pela fração de água transpirável no solo (FATS). Foram realizados dois experimentos, em vasos de 8 L, com as cultivares Fécula Branca e Fepagro RS 13. O plantio foi feito em 11/9/2009 e 8/9/2010, em delineamento experimental inteiramente casualizado. A água disponível, a transpiração e o crescimento foliar foram medidos diariamente, em cada experimento,durante o período de imposição da deficiência hídrica. A FATS crítica, em que a transpiração começa a serreduzida, foi de 0,45 para 'Fécula Branca' e 0,50 para 'Fepagro RS 13'. A redução do crescimento foliar começou quando a FATS atingiu 0,51 para 'Fécula Branca' e 0,49 para 'Fepagro RS 13'. A FATS crítica para transpiração e crescimento foliar difere em condições de atmosfera com baixa e com alta demanda evaporativa do ar, conforme a cultivar de mandioca utilizada.

Transpiration response of upland rice to water deficit changed by different levels of eucalyptus biochar

The objective of this work was to evaluate the effect of eucalyptus biochar on the transpiration rate of upland rice 'BRSMG Curinga' as an alternative means to decrease the effect of water stress on plant growth and development. Two-pot experiments were carried out using a completely randomized block design, in a split-plot arrangement, with six replicates. Main plots were water stress (WS) and no-water stress (NWS), and the subplots were biochar doses at 0, 6, 12 and 24% in growing medium (sand). Total transpirable soil water (TTSW), the p factor - defined as the average fraction of TTSW which can be depleted from the root zone before water stress limits growth -, and the normalized transpiration rate (NTR) were determined. Biochar addition increased TTSW and the p factor, and reduced NTR. Consequently, biochar addition was able to change the moisture threshold (p factor) of the growing medium, up to 12% maximum concentration, delaying the point where transpiration declines and affects yield.