Evaluación y producción masiva de hongos entomopatógenos para el manejo del psilido de la papa (Bactericera cockerelli Sulc) en cultivos de tomate (Solanum lycopersicum L.)y chile (Capsicum annuum L.) en invernadero

En la búsqueda de nuevas estrategias para el manejo de la Paratrioza, Bactericera cockerelli, se ha incluido recientemente el uso de hongos entomopatógenos, principalmente debido a su modo de acción. En este trabajo se evaluaron cuatro cepas de hongos entomopatógenos, dos pertencientes a Beauveria bassiana (BB09 y BB42) y dos a Metarhizium anisopliae (MA25 y MA28). Para las cuatro cepas se valoraron cuatro medios de cultivo (Agar Agua, Papa Dextrosa Agar, Papa Dextrosa Agar + 5% Levadura y Papa Dextrosa Agar + 5% Sacarosa) y tres temperaturas diferentes (20, 25 y 30°C); de igual manera, las cuatro cepas se sujetaron a prueba en tres diferentes medios de producción masiva (arroz, bagazo de caña y bagazo de uva). Para estas tres pruebas se evaluó crecimiento de micelio, viabilidad y esporulación. De manera conjunta se observó la adhesión de conidias de cada una de las cepas a ninfas de B. cockerelli bajo condiciones de laboratorio. Para concluir las evaluaciones, se realizaron dos experimentos en invernaderos para valorar las mortalidades generadas en dos cultivos diferentes (chile y tomate) a dos diferentes concentraciones (1x107conidias por mL y 1x108conidias por mL). De las evaluaciones se concluyó que para éstas cepas el medio de cultivo más adecuado es aquél enriquecido con levadura y que dichas cepas se desarrollan mejor a 25°C, a excepción de las cepas de B. bassiana, las cuales generan mayor cantidad de esporas a 30°C; en cuanto a la reproducción masiva, la búsqueda de sustratos alternativos debe continuar, ya que el bagazo de uva y el de caña no fueron capaces de dar las condiciones adecuadas para generar la misma cantidad de esporas que en el medio usual, el arroz. Finalmente, utilizar hongos entomopatógenos para el manejo de B. cockerelli bajo condiciones de invernadero promete ser una estrategia confiable, ya que dependiendo de la concentración y la cepa utilizada, pueden lograrse niveles de control que van desde un 50 a un 82%.

Antiophidic Solanidane Steroidal Alkaloids from Solanum campaniforme

Three new solanidane alkaloids bearing a 22,23-epoxy ring (1-3) and four known compounds were isolated from leaves of Solanum campaniforme. The structures were determined using spectroscopic techniques, including ID and 2D NMR, and HRESIMS experiments. The antiophidic activity of the alkaloids was tested against Bothrops pauloensis venom. Compounds 1-3 completely inhibited myotoxicity without inhibiting phospholipase A(2) activity of the venom, while hemorrhage and skin necrosis were significantly reduced in the presence of alkaloids 1 and 2.

Efecto de la utilización de cal viva como aditivo sobre los parámteros de fermentación y la calidad nutricional en el ensilaje de pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum), papa (Solanum tuberosum) y arveja (Pisum Sativum)

Tesis (Zootecnista). -- Universidad de La Salle. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Programa de Zootecnia, 2013

Expresión génica diferencial y antioxidantes en la planta de tomate (Solanum lycopersicon L. Mill) enriquecida con selenio

La biofortificación tiene como finalidad incrementar la concentración de elementos biodisponibles en las plantas de cultivo para elevar la calidad nutricional. El selenio es un elemento traza de gran impacto para el metabolismo antioxidante de las plantas y su acumulación es pobre en especies como el tomate, de igual manera este elemento es esencial para los humanos, por lo que adicionarlo en las plantas forma parte de los programas de biofortificación. El propósito de este trabajo fue analizar experimentalmente la capacidad del selenito de sodio para incrementar la concentración de Se y modificar la actividad antioxidante en plantas de tomate. Para ello se usaron plantas de la variedad híbrido Toro y se aplicaron tres tratamientos 0, 2 y 5 mg L-1 de selenito de sodio (Na2SeO3) utilizando como vehículo el agua de riego, los tratamientos fueron aplicados bajo un diseño experimental completamente al azar. Se llevaron a cabo tres muestreos 40, 80 y 120 días después del trasplante y la subsecuente cuantificación de la acumulación de selenio y macronutrientes en hojas, tallos y frutos así como su impacto en la producción de frutos bajo un diseño experimental completamente al azar. Se determinó la altura de la planta, los diámetros de tallos, firmeza, sólidos solubles de frutos y la materia seca total de los diferentes tejidos. Se obtuvo una cuantificación del potencial oxido reducción y de la actividad de antioxidante específicos como la catalasa, glutatión peroxidasa, superóxido dismutasa, el ácido ascórbico y licopeno, para cada variable se llevó a cabo un análisis de varianza y posteriormente una prueba de comparación de medias de Tukey. La expresión de los genes cat, gpx, sod, apx y lic en los frutos fue también analizada y en este caso se aplicó un análisis de varianza no paramétrico de Fisher, para encontrar las diferencias entre tratamientos. Los resultados mostraron un incremento en la acumulación de Se, encontrándose hasta un 53.1% de aumento en la concentración en los frutos bajo el tratamiento 5 mg L-1 en comparación con el testigo, sin embargo, este incremento no tuvo un impacto notorio en la producción y el rendimiento del tomate, a pesar de la existencia de una correlación de Spearman positiva (r =0.9637) entre la producción de fruto y la concentración de Se. Los valores del potencial oxido-reducción se redujeron en promedio desde -41.4 mV para el tratamiento testigo y hasta -68.0 mV con el mayor tratamiento. Mientras tanto, la concentración de Se si influyó positivamente en los parámetros de calidad incluyendo el ácido ascórbico (hasta un 50 % de aumento con el tratamiento 5 mgL-1 ) y el licopeno (hasta un 66.9% de aumento con el mayor tratamiento). La actividad de las enzimas antioxidantes aumentó notablemente en el fruto con el tratamiento 5 mg L-1 de selenito encontrándose 60.9% de aumento para CAT, 33.4% para GPX y 26.0% para SOD. En cuanto la expresión génica hubo mayor nivel de transcriptos de los genes gpx, sod y apx bajo el tratamiento 2 mg L-1

Influência dos processos de cura e conservação nas características da batata (Solanum tuberosum L.) cv.Monalisa para cozer

Mestrado em Engenharia Agronómica - Especialização em Horto-fruticultura e Viticultura - Instituto Superior de Agronomia - UL

Études de la réponse du métabolisme énergétique à la carence en fer dans les cultures cellulaires de Solanum tuberosum

Le fer est un micronutriment important pour la croissance et le développement des plantes. Il agit comme cofacteur pour plusieurs enzymes et il est important pour des processus tels que la photosynthèse et la respiration. Souvent, le Fe dans le sol n’est pas bio-disponible pour la plante. Les plantes ont développé des stratégies pour solubiliser le Fe du sol pour le rendre disponible et assimilable pour elles. Il y a deux stratégies, la première est caractéristique des dicotylédones et la seconde est caractéristique des monocotylédones. Le modèle utilisé dans cette étude est une culture cellulaire de Solanum tuberosum. Une partie de la recherche effectuée a permis la mesure d’activité et d’expression relative de certaines enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et la fourniture de précurseurs pour la synthèse d’ADN : la Nucléoside diphosphate kinase, la Ribonucléotide reductase, la Glucose 6-phosphate déshydrogénase et la 6-Phosphogluconate déshydrogénase dans les cellules en présence ou en absence de Fe. Chez certains organismes, la déficience en Fe est associée à une perte de croissance qui est souvent liée à une diminution de la synthèse d’ADN. Chez les cultures de cellules de S. tuberosum, les résultats indiquent que la différence de biomasse observée entre les traitements n’est pas due à une variation de l’activité ou l’expression relative d’une de ces enzymes. En effet, aucune variation significative n’a été détectée entre les traitements (+/- Fe) pour l’activité ni l’expression relative de ces enzymes. Une autre partie de la recherche a permis d’évaluer l’activité des voies métaboliques impliquées dans la stratégie 1 utilisée par S. tuberosum. Cette stratégie consomme des métabolites énergétiques: de l’ATP pour solubiliser le Fe et du pouvoir réducteur (NAD(P)H), pour réduire le Fe3+ en Fe2+. Des études de flux métaboliques ont été faites afin d’étudier les remaniements du métabolisme carboné en déficience en Fe chez S. tuberosum. Ces études ont démontré une baisse du régime dans les différentes voies du métabolisme énergétique dans les cellules déficientes en Fe, notamment dans le flux glycolytique et le flux de C à travers la phosphoenolpyruvate carboxylase. En déficience de Fe il y aurait donc une dépression du métabolisme chez S. tuberosum qui permettrait à la cellule de ralentir son métabolisme pour maintenir sa vitalité. En plus des flux, les niveaux de pyridines nucléotides ont été mesurés puisque ceux-ci servent à réduire le Fe dans la stratégie 1. Les résultats démontrent des niveaux élevés des formes réduites de ces métabolites en déficience de Fe. L’ensemble des résultats obtenus indiquent qu’en déficience de Fe, il y a une baisse du métabolisme permettant à la cellule de s’adapter et survivre au stress.

Études de la réponse du métabolisme énergétique à la carence en fer dans les cultures cellulaires de Solanum tuberosum

Le fer est un micronutriment important pour la croissance et le développement des plantes. Il agit comme cofacteur pour plusieurs enzymes et il est important pour des processus tels que la photosynthèse et la respiration. Souvent, le Fe dans le sol n’est pas bio-disponible pour la plante. Les plantes ont développé des stratégies pour solubiliser le Fe du sol pour le rendre disponible et assimilable pour elles. Il y a deux stratégies, la première est caractéristique des dicotylédones et la seconde est caractéristique des monocotylédones. Le modèle utilisé dans cette étude est une culture cellulaire de Solanum tuberosum. Une partie de la recherche effectuée a permis la mesure d’activité et d’expression relative de certaines enzymes impliquées dans le métabolisme énergétique et la fourniture de précurseurs pour la synthèse d’ADN : la Nucléoside diphosphate kinase, la Ribonucléotide reductase, la Glucose 6-phosphate déshydrogénase et la 6-Phosphogluconate déshydrogénase dans les cellules en présence ou en absence de Fe. Chez certains organismes, la déficience en Fe est associée à une perte de croissance qui est souvent liée à une diminution de la synthèse d’ADN. Chez les cultures de cellules de S. tuberosum, les résultats indiquent que la différence de biomasse observée entre les traitements n’est pas due à une variation de l’activité ou l’expression relative d’une de ces enzymes. En effet, aucune variation significative n’a été détectée entre les traitements (+/- Fe) pour l’activité ni l’expression relative de ces enzymes. Une autre partie de la recherche a permis d’évaluer l’activité des voies métaboliques impliquées dans la stratégie 1 utilisée par S. tuberosum. Cette stratégie consomme des métabolites énergétiques: de l’ATP pour solubiliser le Fe et du pouvoir réducteur (NAD(P)H), pour réduire le Fe3+ en Fe2+. Des études de flux métaboliques ont été faites afin d’étudier les remaniements du métabolisme carboné en déficience en Fe chez S. tuberosum. Ces études ont démontré une baisse du régime dans les différentes voies du métabolisme énergétique dans les cellules déficientes en Fe, notamment dans le flux glycolytique et le flux de C à travers la phosphoenolpyruvate carboxylase. En déficience de Fe il y aurait donc une dépression du métabolisme chez S. tuberosum qui permettrait à la cellule de ralentir son métabolisme pour maintenir sa vitalité. En plus des flux, les niveaux de pyridines nucléotides ont été mesurés puisque ceux-ci servent à réduire le Fe dans la stratégie 1. Les résultats démontrent des niveaux élevés des formes réduites de ces métabolites en déficience de Fe. L’ensemble des résultats obtenus indiquent qu’en déficience de Fe, il y a une baisse du métabolisme permettant à la cellule de s’adapter et survivre au stress.

Bioactivity of Ruta graveolens and Satureja montana Essential Oils on Solanum tuberosum Hairy Roots and Solanum tuberosum Hairy Roots with Meloidogyne chitwoodi Co-cultures

As a nematotoxics screening biotechnological system, Solanum tuberosum hairy roots (StHR) and S. tuberosum hairy roots with Meloidogyne chitwoodi co-cultures (StHR/CRKN) were evaluated, with and without the addition of the essential oils (EOs) of Satureja montana and Ruta graveolens. EOs nematotoxic and phytotoxic effects were followed weekly by evaluating nematode population density in the co-cultures as well as growth and volatile profiles of both in vitro cultures types. Growth, measured by the dissimilation method and by fresh and dry weight determination, was inhibited after EO addition. Nematode population increased in control cultures, while in EO-added cultures numbers were kept stable. In addition to each of the EOs main components, and in vitro cultures constitutive volatiles, new volatiles were detected by gas chromatography and gas chromatography coupled to mass spectrometry in both culture types. StHR with CRKN co-cultures showed to be suitable for preliminary assessment of nematotoxic EOs.

Parâmetros genéticos, respostas associadas ao déficit hídrico e estrutura populacional em germoplasma de batata (Solanum tuberosum L.).

2016

Seleção de acessos selvagens de solanum stramonifolium resistentes a patógenos de solo para uso como porta-enxerto em cultivos de tomate.

2016

Influence of host plant structure and microclimate on the abundance and behaviour of Tephritid fly

Microclimate and host plant architecture significantly influence the abundance and behavior of insects. However, most research in this field has focused at the invertebrate assemblage level, with few studies at the single-species level. Using wild Solanum mauritianum plants, we evaluated the influence of plant structure (number of leaves and branches and height of plant) and microclimate (temperature, relative humidity, and light intensity) on the abundance and behavior of a single insect species, the monophagous tephritid fly Bactrocera cacuminata (Hering). Abundance and oviposition behavior were signficantly influenced by the host structure (density of foliage) and associated microclimate. Resting behavior of both sexes was influenced positively by foliage density, while temperature positively influenced the numbers of resting females. The number of ovipositing females was positively influenced by temperature and negatively by relative humidity. Feeding behavior was rare on the host plant, as was mating. The relatively low explanatory power of the measured variables suggests that, in addition to host plant architecture and associated microclimate, other cues (e.g., olfactory or visual) could affect visitation and use of the larval host plant by adult fruit flies. For 12 plants observed at dusk (the time of fly mating), mating pairs were observed on only one tree. Principal component analyses of the plant and microclimate factors associated with these plants revealed that the plant on which mating was observed had specific characteristics (intermediate light intensity, greater height, and greater quantity of fruit) that may have influenced its selection as a mating site.

Host location by the fruit fly parasitoid Diachasmimorpha krausii : role of fruit fly species, life stage and host plant

1 Diachasmimorpha krausii is a braconid parasitoid of larval tephritid fruit flies, which feed cryptically within host fruit. At the ovipositor probing stage, the wasp cannot discriminate between hosts that are physiologically suitable or unsuitable for offspring development and must use other cues to locate suitable hosts. 2 To identify the cues used by the parasitoid to find suitable hosts, we offered, to free flying wasps, different combinations of three fruit fly species (Bactrocera tryoni, Bactrocera cacuminata, Bactrocera cucumis), different life stages of those flies (adults and larvae) and different host plants (Solanum lycopersicon, Solanum mauritianum, Cucurbita pepo). In the laboratory, the wasp will readily oviposit into larvae of all three flies but successfully develops only in B. tryoni. Bactrocera tryoni commonly infests S. lycopersicon (tomato), rarely S. mauritianum (wild tobacco) but never C. pepo (zucchini). The latter two plant species are common hosts for B. cacuminata and B. cucumis, respectively. 3 The parasitoid showed little or no response to uninfested plants of any of the test species. The presence of adult B. tryoni, however, increased parasitoid residency time on uninfested tomato. 4 When the three fruit types were all infested with larvae, parasitoid response was strongest to tomato, regardless of whether the larvae were physiologically suitable or unsuitable for offspring development. By contrast, zucchini was rarely visited by the wasp, even when infested with B. tryoni larvae. 5 Wild tobacco was infrequently visited when infested with B. cacuminata larvae but was more frequently visited, with greater parasitoid residency time and probing, when adult flies (either B. cacuminata or B. tryoni) were also present. 6 We conclude that herbivore-induced, nonspecific host fruit wound volatiles were the major cue used by foraging D. krausii. Although positive orientation to infested host plants is well known from previous studies on opiine braconids, the failure of the wasp to orientate to some plants even when infested with physiologically suitable larvae, and the secondary role played by adult fruit flies in wasp host searching, are newly-identified mechanisms that may aid parasitoid host location in environments where both physiologically suitable and unsuitable hosts occur.

On the role of RNA silencing in the pathogenicity and evolution of viroids and viral satellites

Viroids and most viral satellites have small, noncoding, and highly structured RNA genomes. How they cause disease symptoms without encoding proteins and why they have characteristic secondary structures are two longstanding questions. Recent studies have shown that both viroids and satellites are capable of inducing RNA silencing, suggesting a possible role of this mechanism in the pathology and evolution of these subviral RNAs. Here we show that preventing RNA silencing in tobacco, using a silencing suppressor, greatly reduces the symptoms caused by the Y satellite of cucumber mosaic virus. Furthermore, tomato plants expressing hairpin RNA, derived from potato spindle tuber viroid, developed symptoms similar to those of potato spindle tuber viroid infection. These results provide evidence suggesting that viroids and satellites cause disease symptoms by directing RNA silencing against physiologically important host genes. We also show that viroid and satellite RNAs are significantly resistant to RNA silencing-mediated degradation, suggesting that RNA silencing is an important selection pressure shaping the evolution of the secondary structures of these pathogens.

Replicating satellite RNA induces sequence-specific DNA methylation and truncated transcripts in plants

Tobacco plants were transformed with a chimeric transgene comprising sequences encoding β-glucuronidase (GUS) and the satellite RNA (satRNA) of cereal yellow dwarf luteovirus. When transgenic plants were infected with potato leafroll luteovirus (PLRV), which replicated the transgene-derived satRNA to a high level, the satellite sequence of the GUS:Sat transgene became densely methylated. Within the satellite region, all 86 cytosines in the upper strand and 73 of the 75 cytosines in the lower strand were either partially or fully methylated. In contrast, very low levels of DNA methylation were detected in the satellite sequence of the transgene in uninfected plants and in the flanking nonsatellite sequences in both infected and uninfected plants. Substantial amounts of truncated GUS:Sat RNA accumulated in the satRNA-replicating plants, and most of the molecules terminated at nucleotides within the first 60 bp of the satellite sequence. Whereas this RNA truncation was associated with high levels of satRNA replication, it appeared to be independent of the levels of DNA methylation in the satellite sequence, suggesting that it is not caused by methylation. All the sequenced GUS:Sat DNA molecules were hypermethylated in plants with replicating satRNA despite the phloem restriction of the helper PLRV. Also, small, sense and antisense ∼22 nt RNAs, derived from the satRNA, were associated with the replicating satellite. These results suggest that the sequence-specific DNA methylation spread into cells in which no satRNA replication occurred and that this was mediated by the spread of unamplified satRNA and/or its associated 22 nt RNA molecules.

Small RNA sequencing of potato leafroll virus-infected plants reveals an additional subgenomic RNA encoding a sequence-specific RNA-binding protein

Potato leafroll virus (PLRV) is a positive-strand RNA virus that generates subgenomic RNAs (sgRNA) for expression of 3' proximal genes. Small RNA (sRNA) sequencing and mapping of the PLRV-derived sRNAs revealed coverage of the entire viral genome with the exception of four distinctive gaps. Remarkably, these gaps mapped to areas of PLRV genome with extensive secondary structures, such as the internal ribosome entry site and 5' transcriptional start site of sgRNA1 and sgRNA2. The last gap mapped to ~500. nt from the 3' terminus of PLRV genome and suggested the possible presence of an additional sgRNA for PLRV. Quantitative real-time PCR and northern blot analysis confirmed the expression of sgRNA3 and subsequent analyses placed its 5' transcriptional start site at position 5347 of PLRV genome. A regulatory role is proposed for the PLRV sgRNA3 as it encodes for an RNA-binding protein with specificity to the 5' of PLRV genomic RNA. © 2013.