Variabilidade isoesterásica associada a genes de resistência à ferrugem da folha do trigo

A triticultura brasileira apresenta constantes perdas no rendimento, associadas à ocorrência da ferrugem da folha, causada pelo fungo Puccinia triticina. A incorporação da resistência genética e o conhecimento do número de genes envolvidos são importantes para os programas de melhoramento genético vegetal, que a cada ano têm introduzido resistência qualitativa nas cultivares, visando superar o aparecimento de novas raças do patógeno. As técnicas bioquímicas, baseadas na análise de polimorfismo de enzimas, possibilitam a rápida e precisa detecção de marcadores moleculares, para o estudo de aspectos básicos de genética vegetal, bem como representam valiosa ferramenta de apoio aos programas de melhoramento, pois permitem a identificação antecipada de genótipos resistentes e suscetíveis. Este trabalho visa avaliar, fitopatológica e molecularmente, a população haplodiplóide Trigo BR 35 (resistente)/IAC 13-Lorena (suscetível) de trigo (Triticum aestivum), quanto à resistência de planta adulta à ferrugem da folha, bem como à similaridade genética presente na progênie haplodiploidizada na geração F1. Nas avaliações fitopatológicas em planta adulta, das 96 linhas duplo-haplóide, 29 foram resistentes, 15 suscetíveis e 52 intermediárias apresentaram reação que variou entre nível de resistência inferior ao determinado para Trigo BR 35 a menos suscetível do que IAC 13-Lorena. A análise genética revelou dois genes parcialmente dominantes. Na análise bioquímica, através do sistema isoenzimático das esterases, foram detectadas, seis bandas, todas anódicas e com especificidade alfa-esterásica, cujas MRs (migração relativa) variaram de 0,09 a 0,69. Quanto à variabilidade genética, foi detectada, para as 96 linhas, elevada similaridade genética, a qual confirmou as análises isoesterásicas.

Desenvolvimento de marcadores moleculares para análogos a genes de resistência em Arachis spp. silvestres

O maior grupo de genes de resistência de plantas já clonados codifica para proteínas com um sítio de ligação a nucleotídios (NBS) na região N-terminal, e um domínio rico em repetições de leucina (LRR) na região C-terminal. Genes desta classe conferem resistência a diversos patógenos incluindo vírus, bactérias, fungos e nematóides. Para diferentes espécies do gênero Arachis, primers de "polymerase chain reaction" (PCR) degenerados foram construídos para a região NBS, e o produto de tradução putativo indicou similaridade com proteínas de resistência conhecidas sendo denominados análogos a genes de resistência (RGAs). Doze destes RGAs foram utilizados para o desenvolvimento de marcadores moleculares baseados em seus padrões de hibridização com DNA de Arachis spp. digerido com enzimas de restrição. Inicialmente, avaliou-se o polimorfismo de cada RGA como sonda nos parentais de uma população de mapeamento, contrastantes quanto à resistência as manchas foliares e nematóides das galhas, e no híbrido F1. Os RGAs, mesmo isolados de espécies diferentes do gênero Arachis apresentaram homologia com o DNA das espécies testadas, além de apresentarem múltiplas cópias e alto polimorfismo na progênie F2. Todas estas características tornam estes RGAs marcadores moleculares altamente informativos, sendo que alguns apresentaram segregação em "clusters" na F2, indicando que seus locos estão ligados. Estes marcadores serão incluídos em um mapa genético de Arachis spp., o que será de grande utilidade para os programas de melhoramento do amendoim (Arachis hypogaea) cultivado.

Identificação de Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis através de PCR-RFLP do gene recA

Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliensis foi proposta como o principal agente causal da canela preta da batata (Solanum tuberosum) no Brasil. Com o objetivo de identificar essa subespécie, oligonucleotídeos iniciadores foram selecionados a partir de regiões heterólogas do gene recA existentes entre P. carotovorum subsp. brasiliensis ATCC BAA-41 e outras pectobactérias disponíveis no GenBank e P. carotovorum subsp. carotovorum BAB1. No entanto, os oligonucleotídeos iniciadores apresentaram baixa especificidade. O produto da PCR do gene recA, um fragmento de ± 730 pb, de 38 estirpes de P. chrysanthemi e das diferentes subespécies de P. carotovorum, foi digerido com as endonucleases de restrição TasI e HhaI. Estas enzimas foram selecionadas com base na seqüência do gene recA das estirpes P. carotovorum subsp. brasiliensis ATCC BAA-416 (581 pb) e P. carotovorum subsp. carotovorum BAB1 (626 pb). A análise do PCR-RFLP com as enzimas TasI e HhaI gerou sete e 12 padrões, respectivamente. A combinação dos resultados permitiu a separação em 13 grupos distintos e a discriminação de P. carotovorum subsp. brasiliensis.

Integração de pAN7-1 no genoma de Magnaporthe grisea mediada por enzima de restrição

Visando explorar a mutagênese insercional em Magnaporthe grisea, foram avaliadas a transformação dos protoplastos obtidos após adequação do protocolo e a eficiência da integração de pAN7-1 no genoma do ascomiceto na presença da enzima de restrição Hind III. Os protoplastos de M. grisea I-22 foram prontamente transformados para a resistência à higromicina. Quando o vetor linearizado com Hind III foi usado para transformar o fungo na presença de Hind III, a eficiência de transformação foi 1,1 a 8,1 vezes superior ao tratamento sem a adição da enzima. No geral, a melhor concentração de Hind III foi 5 unidades/reação de transformação. Tal concentração promoveu a produção média de 332 transformantes/µg de pAN7-1/10(7) protoplastos. A presença do gene de seleção hph no genoma de 18 indivíduos resistentes à higromicina foi confirmada por PCR.

Indução de resistência a Fusarium oxysporum f. sp. Tracheiphilum em Caupi: eficiência de indutores abióticos e atividade enzimática elicitada

Foram avaliados os efeitos de indutores abióticos em cultivares de caupi inoculadas com Fusarium oxysporum f. sp. tracheiphilum quanto à severidade, controle da doença e atividade enzimática. Para isso, plantas das cultivares IPA-206 e BR-17 Gurguéia com cinco dias de idade foram pulverizadas com soluções aquosas de ASM (5,0 g do i.a./100 L de água), BABA (1,5 mM) e quitosana (2,0 mg/mL), no primeiro par de folhas e inoculadas, após sete dias da germinação, com 20 mL de uma suspensão de 1 x 10(6) conídios/mL do isolado ISO-PE. A avaliação da severidade da doença foi realizada aos 25 dias após a germinação, através de escala de notas e índice de doença. As atividades das enzimas beta-1,3-glucanase, peroxidase e fenilalanina amônia liase (PAL) foram determinadas em plantas submetidas aos tratamentos anteriores, coletadas aos cinco e 10 dias após a inoculação. Foi observada diferença significativa entre os indutores e a testemunha, nas duas cultivares testadas, aos cinco e 10 dias, destacando-se o indutor ASM, proporcionando um controle da doença de 68,90% e 71,59% nas cultivares BR-17 Gurguéia e IPA-206, respectivamente. O indutor ASM apresentou melhores resultados nas atividades de beta-1,3-glucanase, peroxidase e PAL, destacando-se na cultivar IPA-206 nos dois períodos analisados. Os indutores BABA e quitosana diferiram da testemunha, na atividade de PAL e beta-1,3-glucanase, nessa mesma cultivar, aos cinco dias após a inoculação.

Indução de resistência em tomateiro por extratos aquosos de Lentinula edodes e Agaricus blazei contra Ralstonia solanacearum

O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito dos extratos aquosos dos cogumelos Lentinula edodes e Agaricus blazei e do indutor de resistência acibenzolar-S-metil (ASM) no controle da murcha bacteriana em tomate (Lycopersicon esculentum Mill.), bem como investigar o modo de ação destes produtos na atividade protetora, através de alterações na atividade de determinadas enzimas. Extratos aquosos dos cogumelos e o ASM foram testados na inibição do crescimento da bactéria in vitro. Em casa-de-vegetação, plantas foram tratadas com diferentes doses dos extratos e com ASM (0,05 g/L), dois dias antes da inoculação. As avaliações foram efetuadas com base na severidade da doença e determinação da atividade de algumas enzimas. Os isolados de A. blazei e L. edodes, bem como o ASM, não exerceram efeito inibitório direto no crescimento da bactéria. Quanto à indução de resistência, o isolado Le-96/17 de L. edodes na concentração de 10 % (v/v) e o ASM reduziram significativamente a ocorrência de murcha. As atividades de quitinase, fenilalanina amônia-liase e polifenoloxidase não foram alteradas para a maioria dos tratamentos, porém foi constatado um aumento na atividade de quitinase nas plantas tratadas com ASM. Para a peroxidase, os tratamentos ASM, Abl-26 e Le-96/17 ocasionaram aumentos na atividade da enzima e, com base nos resultados, o cogumelo L. edodes e o ASM apresentam potencial para reduzir a murcha bacteriana provavelmente através da indução de resistência.

Qualidade sanitária e fisiológica de sementes de milho submetidas a termoterapia e condicionamento fisiológico

A termoterapia é uma medida de controle tradicionalmente utilizada com sucesso para eliminação de patógenos em sementes de espécies hospedeiras. Trata-se, no entanto, de uma medida que provoca alterações fisiológicas e bioquímicas nas sementes em diferentes intensidades, podendo comprometer o desempenho das mesmas nas condições de cultivo. Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficácia da termoterapia no controle de alguns fungos associados a sementes de milho e do condicionamento osmótico, após o tratamento térmico, no sentido de reparar danos nas sementes provocados nestas circunstâncias. Os fungos associados às sementes foram avaliados por meio do método de incubação em substrato de papel com congelamento, e a qualidade fisiológica das sementes pelos testes de germinação, primeira contagem, condutividade elétrica, e padrões eletroforéticos das enzimas esterase (EST), malato desidrogenase (MDH) e álcool desidrogenase (ADH). O tratamento térmico utilizado foi por imersão em água aquecida a 60°C por 5, 10 e 20 minutos. Após o tratamento, uma fração das sementes foi submetida ao condicionamento fisiológico em rolo de papel embebido em solução de PEG 6000 a -1,2 MPa. Todos os tratamentos térmicos reduziram ou eliminaram Acremonium strictum das sementes. A incidência de Fusarium verticillioides foi reduzida significativamente pelo tratamento térmico nos períodos de 10 e 20 minutos. À medida que se aumentou o tempo de exposição ao tratamento térmico, houve aumento dos valores de condutividade elétrica e redução significativa da primeira contagem e germinação das sementes. O tratamento térmico durante 20 minutos alterou os padrões eletroforéticos das enzimas esterase e malato desidrogenase. O condicionamento fisiológico das sementes não foi capaz de reverter os danos causados pela termoterapia.

Caracterização de isolados de Acidovorax avenae subsp. citrulli

Foram caracterizados 41 isolados de Acidovorax avenae subsp. citrulli com base em aspectos fisiológicos e bioquímicos. Todos os isolados induziram sintomas típicos da mancha-aquosa em plântulas, plantas e frutos de meloeiro (Cucumis melo) e melancieira (Citrullus lanatus). Pelo teste de agrupamento de Scott-Knott (P = 0,05) os isolados foram separados quanto ao índice de doença em 5 e 7 grupos, respectivamente para plântulas de meloeiro e melancieira, e em 2 grupos para plantas das duas hospedeiras. Em frutos, os isolados foram separados em 3 e 10 grupos para a variável diâmetro da lesão externa e 2 e 9 grupos para profundidade da lesão, respectivamente para melão e melancia. Todos os isolados induziram reação de hipersensibilidade em fumo (Nicotiana tabacum); utilizaram os compostos asparagina, L-leucina e DL-ácido lático; produziram enzimas lipolíticas e o fitohormônio ácido indol acético; foram sensíveis a oxicloreto de cobre (120 µg mL-1), óxido cuproso (120 µg mL-1), hidróxido de cobre (138,2 µg mL-1), sulfato de estreptomicina (25 µg mL-1) e Agrimaicin 500 (428 µg mL-1); e resistentes a kasugamicina (87 µg mL-1), agrimicina (200 µg mL-1), eritromicina (15 µg), gentamicina (10 µg), amoxicilina (10 µg), neomicina (30 µg), estreptomicina (10 µg), norfloxacina (10 µg) e rifampicina (5 µg). Nenhum isolado apresentou atividade pectinolítica, amilolítica, celulolítica e proteolítica ou produção do polissacarídeo levana e da toxina siringomicina. Foi constatada variabilidade entre os 41 isolados de A. avenae subsp. citrulli quanto à sensibilidade à tetraciclina (30 µg), sendo 41,5% resistentes, 46,3% moderadamente sensíveis e 12,2% altamente sensíveis.

Influência dos íons K+ e Mg2+ na obtenção de apatitas biomiméticas

O crescimento da hidroxiapatita - HA, tanto no meio biológico quanto em soluções aquosas como a Synthetic Body Fluid - SBF, ocorre em meio contendo, além dos elementos Ca e P, elementos-traços essenciais tais como: Mg2+, HCO3-, K+ e Na+. Alguns destes elementos são conhecidos como inibidores do crescimento da HA, como Mg2+ e HCO3-. Neste trabalho, estudou-se a influência dos íons K+ e Mg2+ na formação de apatitas sobre substratos metálicos de Ti c.p. previamente tratados com NaOH 5M. Os efeitos destes íons no recobrimento obtidos, antes e após o tratamento térmico a 800ºC, foram analisados por microscopia eletrônica de varredura - MEV, espectroscopia de energia dispersiva de raios-X - EDX, difratometria de raios-X - DRX e espectroscopia no infravermelho - IV e mostraram que o efeito inibitório do Mg2+ na formação da HA se manifesta após o tratamento térmico. Diferentemente, o crescimento cristalino da HA não foi afetado pela presença do íon K+. Além disso, a formação de apatita carbonatada se deu também em soluções que não continham o íon CO3(2-) em sua composição.

Quimiometria como ferramenta analitica para definição das condiçoes de ensaio da enzima peroxidase de soja

Enzimas Peroxidases são heme-proteínas encontradas nos diferentes organismos vivos, especialmente vegetais, apresentam importante papel fisiológico/bioquímico como proteção contra microorganismos invasores. A soja, um dos mais importantes produtos para o agronegócio brasileiro apresenta na casca de suas sementes (subproduto) alta atividade de peroxidase, denominada soybean peroxidase,com potencial de utilização em métodos analíticos clínicos. A proposta do trabalho foi aplicar o planejamento fatorial para otimização das condições extração da enzima, definição das condições ótimas de atividade (pH e temperatura), utilizando metodologia de superfície de resposta. Os dados obtidos com clara definição foram: i) extração em pó cetonico, ii) meio reacional: pH 3,3, volume da amostra contendo a enzima 330 µL - 340 µL, peróxido de hidrogênio 4,2 mmol.L-1 150 µL, tempo de reação 20 segundos, temperatura 50º C, substrato guaiacol 30mmol.L-1 300 µL, e 0,1 mol.L-1 de NaCl. O uso da dessa metodologia para definição das condições de extração e estudos cinético-enzimáticos da peroxidase de soja foram eficientes e mais precisos, comparado a metodologia de variações/repetições (tentativa e erro).

Potencial alelopático e identificação de compostos secundários em extratos de calopogônio (Calopogonium mucunoides) utilizando eletroforese capilar

Neste trabalho avaliou-se o potencial alelopático de extratos orgânicos obtidos a partir das folhas de Calopogonium mucunoides sobre a germinação de sementes de algumas plantas daninhas comumente encontradas em áreas de pastagens cultivadas da Amazônia brasileira, as quais causam grandes danos à produtividade: Cassia tora (mata-pasto), Mimosa pudica (malícia) e Cassia occidentalis (fedegoso). Compostos secundários foram identificados e quantificados nos extratos brutos utilizando eletroforese capilar. Após identificar e quantificar os compostos presentes nos extratos realizaram-se novos bioensaios com os padrões dos compostos identificados a fim de verificar se os mesmos poderiam atuar como inibidores na germinação das sementes das plantas daninhas em estudo. Calopogonium mucunoides apresentou potencial alelopático o qual variou com a espécie de planta daninha estudada. Os protocolos desenvolvidos utilizando eletroforese capilar se mostraram eficientes e bastante específicos, sendo possível a separação e identificação de 5 classes de compostos nos extratos brutos sem necessidade de "clean up" ou fracionamento dos mesmos, com análises rápidas (em menos de 20 minutos) e baixas quantidades de solventes utilizadas quando comparadas aos métodos tradicionais de análises. Vários dos compostos identificados apresentaram potencial de inibição de germinação nas sementes estudadas, sendo malícia a mais sensível, os bioensaios também indicaram certo efeito sinérgico ao utilizar a mistura de compostos.

Isolamento e regeneração de protoplastos de Magnaporthe grisea

Protoplastos são ferramentas biológicas importantes para pesquisas em fungos filamentosos, sendo empregados intensamente em transformação genética. O isolamento de protoplastos de Magnaporthe grisea foi facilitado com Novozym 234, contudo, este complexo enzimático encontra-se indisponível no mercado. Assim, objetivou-se comparar a eficiência de enzimas líticas disponíveis comercialmente na obtenção de protoplastos de M. grisea. Paralelamente, analisaram-se estabilizadores osmóticos, tempos de digestão e freqüência de regeneração. Maior produção de protoplastos foi obtida com o uso simultâneo de Lysing Enzymes e Cellulase Onozuka R-10. O uso de 10 ou 15 mg de cada complexo enzimático, em 3 mL de estabilizador osmótico, resultou em maior liberação de protoplastos. O melhor estabilizador osmótico foi MgSO4 1,2 M / NaH2PO4 0,01 M, pH 5,8, seguido por MgSO4 0,8 M / NaH2PO4 0,01 M, pH 5,8. O isolamento de protoplastos foi monitorado a cada 60 minutos, atingindo o máximo após incubação por 3 a 6 horas. No entanto, maior freqüência de regeneração (19,4%) foi registrada para protoplastos obtidos após 3 horas de hidrólise enzimática.

Atividades amilolítica e pectinolítica de Alternaria solani e a relação com a agressividade em tomateiro

As atividades amilolítica e pectinolítica de 45 isolados de Alternaria solani, provenientes de diferentes hospedeiros, foram estimadas por meio da difusão enzimática em meio sólido específico e mensuração do halo de degradação do substrato. Todos os isolados degradaram pectina. Apenas 17 isolados apresentaram atividade amilolítica, sendo nove isolados provenientes de batateira. Somente o isolado AS18 se destacou como bom produtor de ambas as enzimas. Uma vez que a atividade pectinolítica foi mais evidente, avaliou-se a influência de pectinases na agressividade de A. solani ao tomateiro. Para isso, cinco isolados (2 de berinjela, 2 de tomateiro e 1 de batateira) contrastantes quanto à produção de pectinases foram selecionados para testes em folíolos destacados e plantas inteiras. Quatro isolados foram utilizados no teste em folíolos destacados (AS6, AS7, AS12 e AS26), e constatou-se haver variabilidade patogênica. A correlação obtida entre o tamanho das lesões e a atividade pectinolítica foi de r = 0,963 (P = 0,087). Cinco isolados (AS6, AS7, AS12, AS25 e AS26) foram inoculados em plantas inteiras de tomate. Os isolados não diferiram quanto ao número de lesões/cm² de área foliar, porém variaram em agressividade. Houve correlação (r = 0,916; P = 0,042) entre a atividade de pectinases e o índice de doença, sugerindo possível papel para as enzimas pécticas durante a infecção de A. solani em tomateiro. É provável que as diferenças no perfil enzimático dos isolados estejam associadas ao hospedeiro original de onde os mesmos foram obtidos. Os resultados reforçaram evidências de especificidade por hospedeiro em populações de A. solani.

Avaliação de diferentes meios de cultura na esporulação de Scytalidium lignicola

Scytalidium lignicola é um fungo que causa podridão negra em raízes e caules de mandioca. A esporulação de S. lignicola foi avaliada em 8 meios de cultura - BDA, SA, AvA, BSA, LCA, suco V-8, Mandioca-agar (MAND-A) e MA - sob regime de alternância de luz (12h claro/12h escuro) e 3 temperaturas (25 28 e 30ºC). Discos de 5mm de diâmetro retirados da borda da colônia cultivada em meio BDA, após 5 dias de incubação a 28ºC, foram transferidos para o centro de placas de Petri contendo 15mL de cada meio com inibidores seletivos. Após 5 dias de incubação, os esporos foram quantificados em contagens realizadas em câmara de Neubauer. O experimento seguiu delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 8 x 3 (Meios x Temperaturas). Observou-se que houve diferença significativa apenas para os meios de cultura, não havendo diferença entre as temperaturas testadas. A esporulação de S. lignicola foi superior nos meios suco V-8, BDA, MAND-A, AvA, BSA e SA, não diferindo entre si estatisticamente. Enquanto nos meios MA e LCA ocorreram as menores esporulações, também não havendo diferença entre si.

Identidade molecular dos fitoplasmas associados aos enfezamentos do tomateiro e da berinjela com base na análise do gene 16S rDNA

Doenças de hortaliças de ocorrência no território brasileiro e em outras áreas do mundo têm sido associadas a diversos fitoplasmas. Na região de Piracicaba-SP e Bragança Paulista-SP, em plantas de tomate e berinjela foram observados sintomas típicos de enfezamento caracterizados por porte reduzido, clorose foliar, superbrotamento de ramos, desenvolvimento anormal do cálice, encurtamento de entre-nós, redução no tamanho de folhas, flores e frutos. Através de duplo PCR, utilizando os iniciadores R16 mF1/mR2 e R16 F2n/R2, fragmentos de DNA de 1,2 kb foram amplificados de amostras sintomáticas, demonstrando a presença de fitoplasma nos tecidos das plantas. O uso de iniciadores específicos demonstrou que estes fitoplasmas eram afiliados ao grupo 16SrIII. Análises de RFLP, usando as enzimas de restrição AluI, HpaII, KpnI, MboI, MseI e RsaI confirmaram que os fitoplasmas detectados eram representantes do grupo 16SrIII. Os fragmentos de DNA amplificados foram clonados em Escherichia coli, sequenciados e comparados, por homologia de seqüência, entre si e com outros fitoplasmas do grupo 16SrIII. Um índice de similaridade de seqüência acima de 95% foi encontrado quando seqüências dos fitoplasmas detectados em tomate e berinjela foram comparadas com aquelas de outros representantes do grupo 16SrIII. Um índice de 98-99% foi obtido quando seqüências dos fitoplasmas encontrados em tomate e berinjela foram comparadas entre si. Estes resultados evidenciaram que o enfezamento do tomateiro e da berinjela podem estar associados a um mesmo fitoplasma, com base na análise de seqüências do gene do 16S rDNA.