Silicon in plant disease control

All essential nutrients can affect the incidence and severity of plant diseases. Although silicon (Si) is not considered as an essential nutrient for plants, it stands out for its potential to decrease disease intensity in many crops. The mechanism of Si action in plant resistance is still unclear. Si deposition in plant cell walls raised the hypothesis of a possible physical barrier to pathogen penetration. However, the increased activity of phenolic compounds, polyphenol oxidases and peroxidases in plants treated with Si demonstrates the involvement of this element in the induction of plant defense responses. The studies examined in this review address the role of Si in disease control and the possible mechanisms involved in the mode of Si action in disease resistance in plants.

Avaliação do efeito antibacteriano de extratos de folhas de batata-doce (Ipomoea batatas L. frente a bactérias de interesse em alimentos e correlação com os compostos fenólicos

RESUMOA batata-doce (Ipomoea batatas L.) é um vegetal muito cultivado nos países tropicais, usado na alimentação humana e na animal, sendo uma boa fonte de energia, sais minerais e vitaminas. Constitui, ainda, fonte de polifenóis antioxidativos, entre eles, antocianinas e ácidos fenólicos. O objetivo deste estudo foi avaliar a atividade antibacteriana de diferentes extratos de folhas frescas de batata-doce, frente a bactérias de interesse alimentar, e correlacioná-la com os teores de polifenóis totais e de antocianinas. Foram avaliados teores de polifenóis totais e de antocianinas, bem como a atividade antibacteriana de extratos alcoólicos, de infusão e de decocção de folhas de dois acessos de batata-doce, em Porto Alegre, RS, frente a três agentes de interesse em alimentos e alimentação, quais sejam, inóculos padronizados de SalmonellaEnteritidis (ATCC 11076), Staphylococcus aureus(ATCC 25923) e Escherichia coli (ATCC 11229). A avaliação da atividade antibacteriana, expressa em intensidade de atividade de inibição bacteriana (IINIB) e em intensidade de atividade de inativação bacteriana (IINAB), foi baseada em testes de diluição em sistema de tubos múltiplos; as antocianinas foram determinadas por meio de pH diferencial e os polifenóis pelo método de Folin & Ciocalteu. Os extratos alcoólicos inibiram e, ou, inativaram todos os inóculos testados, não obstante o Staphylococcus aureus ter sido significativamente mais resistente. Os extratos obtidos por decocção e infusão, além de apresentarem concentrações muito baixas de antocianinas e menores teores de polifenóis do que os seus correspondentes alcoólicos, não apresentaram atividade antibacteriana. A atividade antibacteriana dos extratos testados foi positivamente correlacionada com os compostos fenólicos e, ou, antocianinas.

Capacidade antioxidante e triagem farmacológica de extratos brutos de folhas de Byrsonima crassifolia e de Inga edulis

Com o objetivo de avaliar o efeito de duas espécies amazônicas em doenças relacionadas aos processos de oxidação, determinou-se a capacidade antioxidante (método Oxygen Radical Absorbance Capacity), o teor de polifenóis totais (método Folin-Ciocalteu - PT), bem como os efeitos farmacológicos in vitro (efeito antiproliferativo) e in vivo (antinociceptivo, antiinflamatório, antiulcerogênico) dos extratos hidroalcoólicos (65:35; v/v; etanol:água) das folhas de Byrsonima crassifolia (BC) e Inga edulis (IE). Os extratos de BC e IE apresentaram elevada capacidade antioxidante (1.422 e 694 µmol de Trolox Equivalente g-1 de folha seca - FS, respectivamente) e um valor relativamente alto de PT (35,93 e 24,50 mg Equivalente ácido gálico g-1 FS, respectivamente). Essa atividade antioxidante não teve relação direta com o teor de compostos fenólicos dos extratos, sugerindo a contribuição de outros grupos químicos nessa atividade. Em cultura de células tumorais humanas (nove linhagens), os extratos não apresentaram atividade antiproliferativa significante, com efeito citotóxico somente na concentração mais elevada. Em modelo de nocicepção induzida pelo calor (placa quente), o extrato de IE apresentou efeito antinociceptivo (P < 0,05) após 30 (250 e 500 mg kg-1) e 60 min (125 e 500 mg kg-1) de sua administração oral. Nos modelos de inflamação houve somente redução do edema para IE na concentração de 500 mg kg-1. Os extratos das duas espécies reduziram as lesões ulcerativas produzidas por etanol em até 84% (P < 0,05), sugerindo uma possível ligação com a atividade antioxidante observada e indicando a necessidade de estudos para a elucidação do mecanismo de ação envolvido.

Desbalanço redox: NADPH oxidase como um alvo terapêutico no manejo cardiovascular

Vários estudos destacam as espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (ERONs) como importantes contribuintes na patogênese de numerosas doenças cardiovasculares, incluindo hipertensão, aterosclerose e falência cardíaca. Tais espécies são moléculas altamente bioativas e com vida curta derivadas, principalmente, da redução do oxigênio molecular. O complexo enzimático da NADPH oxidase é a maior fonte dessas espécies reativas na vasculatura. Sob condições fisiológicas, a formação e eliminação destas substâncias aparecem balanceadas na parede vascular. Durante o desbalanço redox, entretanto, há um aumento na atividade da NADPH oxidase e predomínio de agentes pró-oxidantes, superando a capacidade de defesa orgânica antioxidante. Além disso, tal hiperatividade enzimática reduz a biodisponibilidade do óxido nítrico, crucial para a vasodilatação e a manutenção da função vascular normal. Apesar de a NADPH oxidase relacionar-se diretamente à disfunção endotelial, foi primeiramente descrita por sua expressão em fagócitos, onde sua atividade determina a eficácia dos mecanismos de defesa orgânica contra patógenos. As sutis diferenças existentes entre as unidades estruturais das NADPH oxidases, a depender do tipo celular que as expressa, podem ter implicações terapêuticas, permitindo a inibição seletiva do desequilíbrio redox induzido pela NADPH oxidase, sem comprometer, entretanto, sua participação nas vias fisiológicas de sinalização celular que garantem a proteção contra microorganismos.

Efeito do vinho tinto associado ao exercício físico no sistema cardiovascular de ratos espontaneamente hipertensos

FUNDAMENTO: Prática de exercício físico (EF) é eficiente no tratamento e na prevenção da hipertensão, associada à melhora do perfil lipídico e da função contrátil cardíaca. Consumo moderado e regular de bebidas alcoólicas, como vinho tinto, desempenha efeito cardiovascular protetor. Polifenóis da bebida apresentam propriedades antioxidantes, beneficiando vasos sanguíneos. Há poucas evidências sobre o consumo de vinho tinto associado ao EF e as influências no sistema cardiovascular. OBJETIVO: Investigar o efeito da interação entre o EF e o consumo moderado de vinho tinto na pressão arterial sistólica (PAS), lipoproteína de alta densidade (HDL), desempenho físico e fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). MÉTODOS: Amostra de 32 SHR distribuídos em quatro grupos: grupo vinho e exercício (GVE), grupo vinho (GV), grupo exercício (GE) e grupo controle (GC). Doses de vinho tinto, equivalentes ao consumo moderado em humanos, foram administradas por gavagem, durante dez semanas, simultâneas ao período de EF, realizado em esteira. Os SHR receberam 3,715 ml/kg/dia de vinho. O desempenho físico foi analisado por teste de esforço (TE), e a FEVE foi obtida por medidas ecocardiográficas. A aferição da PAS ocorreu antes e após o protocolo do EF. RESULTADOS: Demonstrou-se redução significativa da PAS nos grupos de intervenção, comparados ao GC. Ao final do protocolo, o GVE apresentou a maior redução. Assim como na PAS, o GVE apresentou melhor resultado nos níveis de HDL. Não houve diferença significativa no desempenho físico e na FEVE entre os grupos. CONCLUSÃO: O EF associado à ingesta moderada de vinho tinto exerce efeito cardioprotetor na PAS e na HDL de SHR. O desempenho físico e a FEVE não são alterados.

Efeito dos resíduos de café seco e fermentado por Monascus ruber no metabolismo de camundongos Apo E

FUNDAMENTO: A aterosclerose é uma doença inflamatória crônica de origem multifatorial que ocorre em resposta à agressão endotelial. O fungo Monascus ruber apresenta atividade hipocolesterolêmica e polifenóis presentes no resíduo de café apresentam atividade antioxidante, podendo auxiliar na prevenção de doenças cardiovasculares. O resíduo de café possui quantidade significativa de açúcares fermentescíveis, constituindo-se em substrato apropriado para o cultivo de fungos. OBJETIVO: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito dos resíduos de café seco e fermentado por Monascus ruber no metabolismo lipídico de camundongos knockout Apo E. MÉTODOS: O ensaio biológico foi realizado com 30 camundongos knockout para o gene Apo E, divididos em cinco grupos e submetidos a diferentes tratamentos. Foi realizada a prospecção fitoquímica e quantificação de compostos fenólicos dos resíduos fermentado e sem fermentar. O soro dos animais foi analisado utilizando kits enzimáticos e o tecido aórtico incluso em parafina e corado com H/E para realização da análise histopatológica. RESULTADOS: O resíduo de café sem fermentar 2%, em relação ao grupo controle, diminuiu em 42% o nível sérico de triacilgliceróis e em aproximadamente 41% a fração VLDL-c. Os grupos dos animais alimentados com 10% de resíduo não fermentado e 2% de resíduo fermentado diminuíram a área de lesão 10,5% e 15,4%, respectivamente, quando comparados ao controle. O resíduo fermentado apresentou um teor de compostos fenólicos superior ao resíduo não fermentado. CONCLUSÃO: O presente estudo mostra que a fermentação do resíduo de café apresenta potencial efeito benéfico sobre as doenças cardiovasculares, especialmente a aterosclerose.

Incoordination, Paralysis and Recovery after Pyrethroid Treatment on Nymphs III of Triatoma infestans (Hemiptera: Reduviidae)

Symptoms of poisoning for deltamethrin and cis-permethrin on nymphs III of Triatoma infestans were described. The time required for incoordination and paralysis were determined. Deltamethrin was equal or more rapid in the onset of the first effect (accordingly to dose), and cis-permethrin in the onset of the second one. There were no significant differences between incoordination doses 50% (IncD50s) at different times for the two pyrethroids. They showed equivalent incoordination power, but the nymphs treated with deltamethrin recovered slightly more rapid and in greater amount than the nymphs treated with cis-permethrin. The recovery was inhibited by the simultaneus application of piperonyl butoxide. This result suggests that biotransformation by mixed-function microsomal oxidases are involved in the process of recovery

Multiple insecticide resistance in Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) populations compromises the effectiveness of dengue vector control in French Guiana

In French Guiana, pyrethroids and organophosphates have been used for many years against Aedes aegypti. We aimed to establish both the resistance level of Ae. aegypti and the ultra low volume spray efficacy to provide mosquito control services with practical information to implement vector control and resistance management. Resistance to deltamethrin and fenitrothion was observed. In addition, the profound loss of efficacy of AquaK'othrine® and the moderate loss of efficacy of Paluthion® 500 were recorded. Fenitrothion remained the most effective candidate for spatial application in French Guiana until its removal in December 2010. Further investigation of the mechanism of resistance to deltamethrin demonstrated the involvement of mixed-function oxidases and, to a lesser extent, of carboxylesterases. However, these observations alone cannot explain the level of insecticide resistance we observed during tube and cage tests.

Efeito do sinergista butóxido de piperonila na resistência de Oryzaephilus surinamensis (L.) (Coleoptera, Silvanidae) a deltametrina e fenitrotiom

A utilização de sinergistas é uma importante ferramenta para determinar os mecanismos envolvidos na resistência de insetos. Nesta pesquisa, o sinergista butóxido de piperonila (PBO) foi usado, em diferentes proporções, para avaliar a contribuição relativa de enzimas oxidases no metabolismo do inseticida organofosforado fenitrotiom e do piretróide deltametrina, em quatro populações de Oryzaephilus surinamensis: OS1 (suscetível) e OS2, OS3 e OS4 (resistentes). O sinergista aumentou, significativamente, a toxicidade da deltametrina nas populações resistentes, indicando que as oxidases exercem uma importante função na resistência a este inseticida. Para o fenitrotiom, o PBO apresentou um efeito antagonista, diminuindo significativamente a toxicidade do inseticida em todas as populações, indicando que este sinergista não é o mais apropriado para a mistura com compostos organofosforados.

Aporte de nutrientes pela serapilheira em uma área degradada e revegetada com leguminosas arbóreas

O objetivo deste trabalho foi avaliar o aporte de nutrientes pela deposição de serapilheira em uma área degradada, que sofreu empréstimo de solo, após dez anos da sua revegetação com as leguminosas arbóreas: Mimosa caesalpiniifolia (sabiá), Acacia auriculiformis (acácia) e Gliricidia sepium (gliricídia); e outra área vizinha, um fragmento da mata Atlântica em crescimento secundário (capoeira). O trabalho foi realizado no campo experimental da Embrapa-Agrobiologia, Km 47, Seropédica, Rio de Janeiro. Na amostragem, utilizaram-se coletores circulares do material formador da serapilheira com área de 0,25 m², determinando-se os teores de nutrientes (N, P, K, Ca e Mg) e polifenóis. A quantidade de serapilheira depositada foi influenciada pelas espécies de leguminosas utilizadas na revegetação, variando de 5,7 Mg ha -1 ano-1 de matéria seca (MS), onde predominava gliricídia, até 11,2 Mg ha-1 ano-1 , na faixa formada pela sabiá com contribuição do material de acácia. A deposição na capoeira foi de 9,2 Mg ha-1 ano-1 de MS. O material de gliricídia foi o mais rico em nutrientes (N, P, Ca e Mg) e o que apresentou os menores teores de polifenóis; qualitativamente formou a serapilheira mais favorável ao processo de decomposição. O aporte de nutrientes correlacionou-se com a quantidade de serapilheira depositada. Na revegetação, o aporte anual de nutrientes, em kg ha-1 ano-1 , variou: para o N, de 130 a 170; para o P, de 4,9 a 7,9; para K, de 24 a 31; para o Ca, de 150 a 190, e para o Mg, de 28,6 a 40,0. Estes valores foram similares ou superiores aos observados para a capoeira, que foram para o N, 140, para o P, 4,9, para o Ca, 110, e para o Mg, 31,7, exceto para o K, 63. A revegetação com leguminosas, em áreas degradadas, adiciona, relativamente, em pouco tempo, grande quantidade de matéria orgânica e N por meio da produção de serapilheira, favorecendo a ciclagem de nutrientes e o processo de recuperação.

Decomposição e liberação de nutrientes de resíduos culturais de plantas de cobertura em argissolo vermelho-amarelo na região noroeste Fluminense (RJ)

A decomposição pode assumir importante papel no manejo da fertilidade do solo, possibilitando a elaboração de técnicas de cultivo que melhorem a utilização de nutrientes contidos nos resíduos vegetais. O objetivo deste trabalho foi estimar as taxas de decomposição e liberação de C, N, P, K, Ca e Mg de resíduos culturais provenientes de plantas de coberturas na cultura do maracujá. As espécies avaliadas foram feijão-de-porco (Canavalia ensiformis), amendoim forrageiro acesso CIAT 1734 (Arachis pintoi), siratro (Macroptilium atropurpureum), cudzu tropical (Pueraria phaseoloides) e Brachiaria brizantha. A decomposição dos resíduos culturais, colocados em sacos de malha de 2 mm, foi avaliada durante 140 dias. O modelo que proporcionou melhor ajuste foi o exponencial de primeira ordem. O feijão-de-porco e o amendoim forrageiro apresentaram as maiores taxas de decomposição de matéria seca, diferindo significativamente das demais coberturas vegetais. As taxas de liberação de C, N, P, Ca e Mg foram maiores no feijão-de-porco. O amendoim forrageiro apresentou a maior taxa de liberação de K. Para todas as coberturas vegetais, os maiores valores médios de taxa de liberação foram de K e polifenóis. As taxas de liberação de C, N, P, Ca e Mg estão associadas positivamente à taxa de decomposição da matéria seca. As taxas de decomposição de matéria seca e de liberação de C, de nutrientes e de polifenóis variaram em função da qualidade nutricional e orgânica do substrato referente ao início do estudo. As distintas taxas de decomposição e liberação de nutrientes das espécies estimadas mostraram o potencial de uso de resíduos vegetais como fonte de nutrientes na cultura do maracujá.

Influência de silicato e calcário na decomposição de resíduos culturais e disponibilidade de nutrientes ao feijoeiro

A disponibilidade do Si pelo silicato de Ca poderá aumentar a formação de polifenóis, os quais tornariam possível a maior persistência dos resíduos culturais em superfície. Com esse intuito, procurou-se avaliar a ação do silicato e do calcário na decomposição de diferentes resíduos culturais e a liberação de nutrientes para o desenvolvimento do feijoeiro. O delineamento experimental empregado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial 3 x 5, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos de três espécies de plantas de cobertura: milheto (Pennisetum americanum), braquiária (Brachiaria brizantha) e guandu-anão (Cajanus cajan L.) e cinco níveis proporcionais de silicato de cálcio: 0, 25, 50, 75 e 100 %, aplicado nas doses crescentes de 0, 2,31, 4,63, 6,96 e 9,27 g/vaso, respectivamente, balanceadas com carbonato de cálcio e carbonato de magnésio, de forma que as quantidades de Ca e Mg em cada tratamento fossem iguais, calculados para atingir uma saturação por bases no solo de 70 %. A aplicação de silicato de Ca não interferiu na decomposição do resíduo cultural de braquiária, guandu e milheto. O teor de Mg disponível no solo foi reduzido pela aplicação de silicato de Ca, o que induz menor absorção pelas plantas de cobertura e eventual disponibilização após sua decomposição. O crescimento do feijoeiro foi favorecido pela aplicação de silicato de Ca, sendo as doses de 2,31 e 6,95 g/vaso de silicato com o resíduo cultural de braquiária os tratamentos que apresentaram maior eficiência.

Síntese de trans-resveratrol e controle de podridão em maçãs com uso de elicitores em pós-colheita

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de elicitores abióticos na biossíntese de resveratrol e na indução de resistência à podridão póscolheita de maçãs 'Gala' e 'Fuji'. Foram realizados os tratamentos: radiação ultravioleta, fosfito e acibenzolar-Smetil - aplicados antes do armazenamento - e ozônio - aplicado intermitente durante o armazenamento. As condições de armazenamento foram: 'Gala', 1,5 kPa de O2 e 2,5 kPa de CO2, a 0,5±0,1ºC, por oito meses, e 'Fuji', 1,0 kPa de O2 e <0,5 kPa de CO2, a 0,5±0,1ºC, por sete meses. O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, com oito repetições de 25 frutos. Na casca dos frutos, determinou-se: trans-resveratrol, polifenóis totais, antocianinas totais e diâmetro de lesão, após inoculação de Penicillium sp. no ferimento. Analisou-se na polpa: firmeza de polpa, acidez titulável, sólidos solúveis totais, açúcares redutores e nãoredutores. Os elicitores não alteram a concentração de polifenóis totais e antocianinas, com exceção do acibenzolar-Smetil que reduz o conteúdo de antocianinas na maçã 'Gala'. Os elicitores induzem, na 'Fuji', mas não na maçã 'Gala', a síntese de trans-resveratrol na seqüência: acibenzolar-Smetil> fosfito> irradiação UV-C> ozônio. Na maçã 'Gala', o fosfito reduz a ocorrência de podridão, porém, em ambas as cultivares, não há correlação entre síntese de trans-resveratrol e controle de podridão.

Raleio de cachos em vinhedos de altitude e qualidade do vinho da cultivar Syrah

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes intensidades de raleio de cachos de uvas (Vitis vinifera L.), em vinhedos de altitude, sobre a evolução dos compostos fenólicos durante a maturação da uva. O experimento foi conduzido em São Joaquim, SC, a uma altitude média de 1.230 m, em videiras da cv.Syrah, enxertadas sobre 'Paulsen 1103', conduzidas em espaldeira, em duplo cordão esporonado, espaçadas em 3x1,2 m, com cobertura antigranizo. Os tratamentos de raleio foram definidos de modo a se ter redução da produtividade em 13,3, 26,6 e 40% em relação à produtividade do tratamento controle sem raleio, estimada em 15 Mg ha-1. Os tratamentos foram ajustados quando 50% das bagas encontravam-se em "véraison". Odelineamento foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições e 40 plantas por tratamento. As avaliações foram feitas nas safras 2005/2006 e 2006/2007. Avaliou-se a evolução dos compostos fenólicos durante as oito semanas antecedentes à colheita. O raleio de cachos aumentou o conteúdo de antocianinas quando a produtividade estimada foi de 12 Mg ha-1, e melhorou a composição fenólica das bagas, atributos esses favoráveis à produção de vinhos tintos finos de qualidade.

Condições meteorológicas e tipo de solo na composição da uva 'Cabernet Sauvignon'

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos das condições meteorológicas e do tipo de solo sobre características físico-químicas e compostos fenólicos da uva 'Cabernet Sauvignon' (Vitis vinifera). O experimento foi realizado em vinhedo implantado em 2003, enxertado sobre o porta-enxerto 'Paulsen 1103' e conduzido no sistema espaldeira. No vinhedo, foram selecionados dois solos: Cambissolo Háplico e Cambissolo Húmico. O efeito das condições meteorológicas (precipitação e temperatura mínima e máxima do ar) foi avaliado nas safras 2008/2009, 2009/2010 e 2010/2011. Foram determinados os atributos físicos e químicos dos solos, os teores de sólidos solúveis, a acidez titulável e o pH do mosto, bem como o índice de polifenóis totais e dos teores de antocianinas e de taninos da uva. Os fatores solo e as condições meteorológicas (safras) foram arranjados em esquema fatorial 2x3. Com exceção do teor de polifenóis totais, as condições meteorológicas e o tipo de solo afetam as características físico-químicas da uva 'Cabernet Sauvignon', com efeito mais pronunciado das condições meteorológicas do que do tipo de solo. Menores precipitações e maiores amplitudes térmicas favorecem o acúmulo de sólidos solúveis na uva 'Cabernet Sauvignon'. Maiores precipitações favorecem o aumento da acidez do mosto.