Identificação de fontes de produção de sedimentos em uma bacia hidrográfica de encosta

O uso do solo fora de sua aptidão agrícola é o que norteia a degradação dos recursos naturais por meio das atividades antrópicas. As atividades agropecuárias estão entre as que mais perturbam o meio ambiente, expondo o solo à ação dos processos erosivos e acelerando a transferência de sedimentos aos corpos de água. Nos últimos anos, o método fingerprinting para identificação de fontes de sedimentos tem sido utilizado com sucesso no mundo, porém, trabalhos dessa natureza realizados no Brasil ainda estão em caráter incipiente. O objetivo deste trabalho foi estimar a proporção de contribuição das principais fontes de produção de sedimentos de uma bacia hidrográfica de encosta, onde predominam solos rasos e agricultura menos intensiva no sistema familiar. Essa bacia está localizada na região central do Estado do Rio Grande do Sul, tendo por ocupação do solo predominante áreas de floresta nativa seguida das de campo nativo, capoeira, lavouras anuais e, em menor expressão, silvicultura (eucalipto) e área urbanizada. Para a identificação das fontes, foi utilizado o método fingerprinting, que compara os solos de diferentes fontes, e os sedimentos, que são encontrados em suspensão no canal de drenagem, usando elementos traçadores. As maiores contribuições na produção de sedimentos são provenientes da erosão superficial do solo. Para o primeiro período de monitoramento, foi identificada uma produção relativa de sedimentos de 60 % das estradas, para o ponto T2; de 100 % da malha, para o T3; e de 77 % da malha, para o T4. Para o segundo período de monitoramento, as estradas contribuíram relativamente com 81 % do sedimento em suspensão no ponto T2 e com 76 %, no T3. Já no ponto T4, a maior contribuição foi da malha com 82 %. O método se apresentou sensível em detectar mudanças na contribuição de cada fonte em razão das características apresentadas por cada uma delas, para o tipo de bacia hidrográfica estudada.

Contribuição das fontes de sedimentos em uma bacia hidrográfica agrícola sob plantio direto

O conhecimento das principais fontes difusas de produção de sedimento pode aumentar a eficiência de utilização dos recursos públicos, investidos em estratégias de gestão em bacias hidrográficas, que visem mitigar a transferência de sedimentos aos cursos d'água. Objetivou-se com este trabalho avaliar as fontes de sedimentos numa bacia hidrográfica rural de cabeceira com predomínio de cultivos anuais sob plantio direto e com intensa e inadequada exploração dos recursos naturais, por meio da quantificação da contribuição relativa das estradas e das lavouras na produção global de sedimentos. A bacia hidrográfica está localizada no município de Júlio de Castilhos, Rio Grande do Sul. O período de estudo foi de maio de 2009 a abril de 2011. Para a identificação das fontes, foi utilizado o método fingerprinting, que compara os solos de diferentes fontes e os sedimentos que são encontrados em suspensão no canal de drenagem, usando elementos traçadores. O manejo inadequado do solo nas áreas de lavoura, a falta de planejamento das vias de acesso e a ausência de práticas de controle do escoamento superficial, que sejam compatíveis com a fragilidade condicionada pelos solos e pelo relevo da bacia hidrográfica, têm provocado o surgimento de processos erosivos acelerados com efeitos negativos ao agricultor e à sociedade. As estradas apresentam alta porcentagem de contribuição na transferência de sedimentos, mas a contribuição das áreas de lavoura aumenta em precipitações pluviais de alta magnitude. Isso evidencia que a magnitude dos eventos de chuva influencia a proporção de contribuição entre as fontes ao longo do ano na bacia hidrográfica, interferindo no processo de mobilização de sedimentos e nutrientes em direção à rede de drenagem.

Variáveis mineralógicas preditoras de fontes de produção de sedimentos, em uma bacia hidrográfica do Rio Grande do Sul

O uso da mineralogia como ferramenta para a avaliação das propriedades dos minerais que compõem o solo é extremamente importante para o entendimento das diferentes relações químicas e físicas que ocorrem nele. Essas propriedades/variáveis, na identificação das fontes de sedimentos em suspensão, podem ajudar a elucidar os fatores e processos que regem a transferência de sedimentos e poluentes dos sistemas terrestres para os sistemas aquáticos. Os objetivos deste estudo foram caracterizar quantitativamente a mineralogia do solo das fontes e dos sedimentos em suspensão, em uma bacia hidrográfica, e identificar quais variáveis mineralógicas possuem propriedades traçadoras. Para a identificação das fontes, foi utilizado o método fingerprinting, que compara os solos de diferentes fontes e os sedimentos que são encontrados em suspensão no canal de drenagem, usando elementos traçadores. Os principais minerais que compõem o solo das fontes e do sedimento foram caulinita, minerais de camada 2:1 e hematita e goethita. Entre os óxidos, a hematita foi o que predominou entre as amostras. As variáveis mineralógicas, teor de caulinita e de goethita apresentaram capacidade discriminante e puderam ser usados como traçadores na identificação das fontes de produção de sedimentos e na estimativa da contribuição de cada uma das fontes, aumentando assim a capacidade preditiva do modelo. A maior contribuição na produção de sedimentos foi dos canais fluviais, seguidos pela malha e, por último, pelas estradas.

Manipulating sex ratio to increase population growth: the example of the Lesser Kestrel

Small or decreasing populations call for emergency actions like, for example, captive breeding programs. Such programs aim at rapidly increasing population sizes in order to reduce the loss of genetic variability and to avoid possible Allee effects. The Lesser Kestrel Falco naumanni is one of the species that is currently supported in several captive breeding programs at various locations. Here, we model the demographic and genetic consequences of potential management strategies that are based on offspring sex ratio manipulation. Increased population growth could be achieved by manipulating female conditions and/or male attractiveness in the captive breeders and consequently shifting the offspring sex ratio towards more female offspring, which are then used for reintroduction. Fragmenting populations into wild-breeding and captive-breeding demes and manipulating population sex ratio both immediately increase the inbreeding coefficient in the next generation (i.e. decrease N-e) but may, in the long term, reduce the loss of genetic variability if population growth is restricted by the number of females. We use the Lesser Kestrel and the wealth of information that is available on this species to predict the long-term consequences of various kinds of sex-ratio manipulation. We find that, in our example and possibly in many other cases, a sex-ratio manipulation that seems realistic could have a beneficial effect on the captive breeding program. However, the possible long-term costs and benefits of such measures need to be carefully optimized.

Improved multiple-locus variable-number tandem-repeat assay for Staphylococcus aureus genotyping, providing a highly informative technique together with strong phylogenetic value.

We describe an improved multiple-locus variable-number tandem-repeat (VNTR) analysis (MLVA) scheme for genotyping Staphylococcus aureus. We compare its performance to those of multilocus sequence typing (MLST) and spa typing in a survey of 309 strains. This collection includes 87 epidemic methicillin-resistant S. aureus (MRSA) strains of the Harmony collection, 75 clinical strains representing the major MLST clonal complexes (CCs) (50 methicillin-sensitive S. aureus [MSSA] and 25 MRSA), 135 nasal carriage strains (133 MSSA and 2 MRSA), and 13 published S. aureus genome sequences. The results show excellent concordance between the techniques' results and demonstrate that the discriminatory power of MLVA is higher than those of both MLST and spa typing. Two hundred forty-two genotypes are discriminated with 14 VNTR loci (diversity index, 0.9965; 95% confidence interval, 0.9947 to 0.9984). Using a cutoff value of 45%, 21 clusters are observed, corresponding to the CCs previously defined by MLST. The variability of the different tandem repeats allows epidemiological studies, as well as follow-up of the evolution of CCs and the identification of potential ancestors. The 14 loci can conveniently be analyzed in two steps, based upon a first-line simplified assay comprising a subset of 10 loci (panel 1) and a second subset of 4 loci (panel 2) that provides higher resolution when needed. In conclusion, the MLVA scheme proposed here, in combination with available on-line genotyping databases (including http://mlva.u-psud.fr/), multiplexing, and automatic sizing, can provide a basis for almost-real-time large-scale population monitoring of S. aureus.

Contrasting diffusion of Quaternary gene pools across Europe: the case of the arctic-alpine Gentiana nivalis L. (Gentianaceae).

The fate of European arctic-alpine species during Pleistocene climatic oscillations still remains debated. Did these cold-adapted species invade much of the continental steppe or did they remain restricted to warmer slopes of inner mountain massifs? To examine this question, we investigated the phylogeography of Gentiana nivalis, a typical European arctic-alpine plant species. Genome fingerprinting analyses revealed that four genetic pools are actually unevenly distributed across the continent. One cluster covers almost all mountain massifs as well as northern areas, and thus coincides with a scenario of past distribution covering a large part of the European glacial steppe. In contrast, the three other lineages are strongly restricted spatially to western, central, and eastern Alps, respectively, thus arguing towards a scenario of in situ glacial survival. The coexistence of lineages with such contrasting demographic histories in Europe challenges our classical view of refugia and corroborates several hypotheses of biogeographers from the twentieth century.

Polymorphism of the grasshopper Rhammatocerus schistocercoides populations revealed by RAPD

The objective of this work was to study the genetic variability of the grasshopper Rhammatocerus schistocercoides (Orthoptera: Acrididae) using RAPD analysis among individuals from three populations, one from Colombia and two from Brazil (Goiás and Mato Grosso States). Ninety scorable binary markers were obtained by fingerprinting with 11 oligonucleotide primers. Most of the polymorphism was attributed to 42 markers with variable frequency among the different populations. Although the existence of significant difference among populations (P<0.0001), most of the genetic variability was found within populations (87.7% of total variation). Pairwise distances between Colombian and Brazilian populations were 0.12 (P<0.0001) and 0.18 (P<0.0001) for Goiás and Mato Grosso, respectively. The pairwise distance between Goiás and Mato Grosso populations was 0.06 (P<0.0001). These data indicated that the phenotypic differences among populations are associated mainly with the geographical distances between the Brazilian and Colombian populations.

Rescue of a non-viable accession and rapd analysis of recovered plants of Arachis retusa

In vitro regeneration of Arachis retusa was examined for the purpose of germplasm renewal and conservation. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) fingerprinting was used to evaluate the genetic stability of plants derived from embryo axes and apical segments. Ten arbitrary decamer primers were screened and five of them were selected. Ninety genomic regions were evaluated, with an average of 18 loci per clone. All amplified segments were monomorphic. The results indicate that recovered plants are genetically stable at the assessed genomic regions and that both regeneration processes are suitable for in vitro germplasm preservation of Arachis species.

Diferenciação molecular de cultivares elites de bananeira

Este trabalho teve como objetivo caracterizar molecularmente genótipos elite, e recomendados, de bananeira, por meio de marcadores RAPD e microssatélites. Foram utilizados 47 primers de RAPD e 34 primers de microssatélites. Foi também conduzido um ensaio de contaminação, utilizando-se o primer AGMI 24-25, cuja variedade Tropical foi considerada a amostra-padrão, e as cultivares Caipira e Prata Graúda como contaminantes. Os marcadores permitiram separar as cultivares de acordo com a origem e a constituição genômica e definiram padrões moleculares para algumas cultivares avaliadas. As cultivares Garantida, Preciosa e Pacovan Ken apresentaram alta similaridade genética com ambos marcadores. O primer AGMI 24-25 demonstrou alta capacidade discriminatória de genótipos em ensaios de contaminação.

UPLC-TOF-MS for plant metabolomics: a sequential approach for wound marker analysis in Arabidopsis thaliana.

The model plant Arabidopsis thaliana was studied for the search of new metabolites involved in wound signalling. Diverse LC approaches were considered in terms of efficiency and analysis time and a 7-min gradient on a UPLC-TOF-MS system with a short column was chosen for metabolite fingerprinting. This screening step was designed to allow the comparison of a high number of samples over a wide range of time points after stress induction in positive and negative ionisation modes. Thanks to data treatment, clear discrimination was obtained, providing lists of potential stress-induced ions. In a second step, the fingerprinting conditions were transferred to longer column, providing a higher peak capacity able to demonstrate the presence of isomers among the highlighted compounds.

Comparative phylogeography in a specific and obligate pollination antagonism.

In specific and obligate interactions the nature and abundance of a given species can have important effects on the survival and population dynamics of associated organisms. In a phylogeographic framework, we therefore expect that the fates of organisms interacting specifically are also tightly interrelated. Here we investigate such a scenario by analyzing the genetic structures of species interacting in an obligate plant-insect pollination lure-and-trap antagonism, involving Arum maculatum (Araceae) and its specific psychodid (Diptera) visitors Psychoda phalaenoides and Psycha grisescens. Because the interaction is asymmetric (i.e., only the plant depends on the insect), we expect the genetic structure of the plant to be related with the historical pollinator availability, yielding incongruent phylogeographic patterns between the interacting organisms.Using insect mtDNA sequences and plant AFLP genome fingerprinting, we inferred the large-scale phylogeographies of each species and the distribution of genetic diversities throughout the sampled range, and evaluated the congruence in their respective genetic structures using hierarchical analyses of molecular variances (AMOVA). Because the composition of pollinator species varies in Europe, we also examined its association with the spatial genetic structure of the plant.Our findings indicate that while the plant presents a spatially well-defined genetic structure, this is not the case in the insects. Patterns of genetic diversities also show dissimilar distributions among the three interacting species. Phylogeographic histories of the plant and its pollinating insects are thus not congruent, a result that would indicate that plant and insect lineages do not share the same glacial and postglacial histories. However, the genetic structure of the plant can, at least partially, be explained by the type of pollinators available at a regional scale. Differences in life-history traits of available pollinators might therefore have influenced the genetic structure of the plant, the dependent organism, in this antagonistic interaction.

Genetic diversity of cultivated accessions and wild species of rubber tree using EST‑SSR markers

The objective of this work was to evaluate the efficiency of EST‑SSR markers in the assessment of the genetic diversity of rubber tree genotypes (Hevea brasiliensis) and to verify the transferability of these markers for wild species of Hevea. Forty‑five rubber tree accessions from the Instituto Agronômico (Campinas, SP, Brazil) and six wild species were used. Information provided by modified Roger's genetic distance were used to analyze EST‑SSR data. UPGMA clustering divided the samples into two major groups with high genetic differentiation, while the software Structure distributed the 51 clones into eight groups. A parallel could be established between both clustering analyses. The 30 polymorphic EST‑SSRs showed from two to ten alleles and were efficient in amplifying the six wild species. Functional EST‑SSR microsatellites are efficient in evaluating the genetic diversity among rubber tree clones and can be used to translate the genetic differences among cultivars and to fingerprint closely related materials. The accessions from the Instituto Agronômico show high genetic diversity. The EST‑SSR markers, developed from Hevea brasiliensis, show transferability and are able to amplify other species of Hevea.

RAPDs na caracterização genético-molecular e no estudo da variabilidade genética de cultivares de ameixeira

Marcadores moleculares têm sido amplamente utilizados nas mais variadas espécies frutíferas para análise de "fingerprinting", para o processo de certificação de material vegetal e como ferramenta auxiliar em programas de melhoramento genético, para acessar a variabilidade genética entre genótipos. Dado a importância da cultura da ameixeira para a região Sul do Brasil, o presente trabalho teve por finalidade contribuir para a caracterização genético-molecular de 17 cultivares. As cultivares foram analisadas com 12 marcadores RAPD, que produziram 187 polimorfismos. O marcador OP A20 foi o mais polimórfico, produzindo 26 perfis diferentes. A análise de agrupamento, realizada com o método UPGMA, produziu um dendrograma que permitiu uma clara separação das cultivares em três grupos, correspondentes às suas respectivas espécies, Prunus salicina, Prunus domestica e Prunus cerasifera. O alto grau de polimorfismo detectado pelos marcadores RAPD confirma o potencial da técnica na análise de "fingerprinting" e sua utilidade na estimativa da variabilidade genética entre cultivares de ameixeira.

Caracterização molecular de cultivares de pessegueiro e nectarineira com microssatélites

Na certificação de mudas de plantas frutíferas, a identificação genética é importante em todas as etapas do processo de produção. Em pessegueiro, a identificação de genótipos baseada somente em características morfofenológicas deixa dúvidas quanto à verdadeira identidade de algumas cultivares. Marcadores moleculares de microssatélies foram utilizados objetivando a caracterização molecular de 8 cultivares de nectarineira e 28 de pessegueiro. Para a análise, foram utilizados 13 incializadores de microssatélites (primers), sendo que todos foram marcadores produzindo polimorfismo suficiente para identificar 32 das 36 cultivares analisadas. A maior similaridade genética verificada nas cultivares para consumo in natura foi entre Coral e Planalto (0,94) e entre Della Nona e Marfim (0,90), enquanto, para os pessegueiros para indústria, foi de 0,93 entre Jubileu e Capdeboscq e de 0,92 entre Jade e Esmeralda. Os marcadores de microssatélites permitiram separar em grupos distintos as nectarineiras e os pessegueiros de consumo in natura dos de indústria, havendo uma elevada concordância entre os dados genealógicos das cultivares e os dados gerados pelos microssatélites, confirmando a grande utilidade da técnica para a caracterização genética.

Evaluation of Xylella fastidiosa genetic diversity by fAFPL markers

The first phytopathogenic bacterium with its DNA entirely sequenced is being detected and isolated from different host plants in several geographic regions. Although it causes diseases in cultures of economic importance, such as citrus, coffee, and grapevine little is known about the genetic relationships among different strains. Actually, all strains are grouped as a single species, Xylella fastidiosa, despite colonizing different hosts, developing symptoms, and different physiological and microbiological observed conditions. The existence of genetic diversity among X. fastidiosa strains was detected by different methodological techniques, since cultural to molecular methods. However, little is know about the phylogenetic relationships developed by Brazilian strains obtained from coffee and citrus plants. In order to evaluate it, fAFLP markers were used to verify genetic diversity and phylogenetic relationships developed by Brazilian and strange strains. fAFLP is an efficient technique, with high reproducibility that is currently used for bacterial typing and classification. The obtained results showed that Brazilian strains present genetic diversity and that the strains from this study were grouped distinctly according host and geographical origin like citrus-coffee, temecula-grapevine-mulberry and plum-elm.