Estudio de viabilidad en la aplicación de lodos activados en suelo para los cultivos de Maíz (Zea mays L.) y nopal (Opuntia ficus-indica)

Tesis (Doctor en Ciencias Agrícolas) U.A.N.L.

Estudi d'un receptor quinasa atípic (Mark) i de les proteïnes que interaccionen amb el seu domini intracel·lular. Transducció del senyal i desenvolupament en blat de moro (Zea mays)

Aquesta tesi doctoral s'engloba dins d'un projecte general d'estudi de gens implicats en l'embriogènesi del blat de moro. L'embriogènesi del blat de moro, i en general la de totes les plantes superiors, es dóna en tres etapes: una primera etapa on es diferencien tots els diversos teixits que formaran l'embrió, una segona etapa on l'embrió acumula productes de reserva i un tercer període, la dormància, que finalitza quan les condicions ambientals són les idònies per a la germinació. En el laboratori estàvem interessats, concretament, en l'estudi de gens implicats en la primera etapa morfogenètica, on els diferents teixits i estructures embrionàries queden definides. Per tal d'estudiar gens que s'expressaven en aquest període, una de les estratègies que es va realitzar fou un crivellat diferencial entre teixit embrionari i teixit de planta adulta. D'entre els diferents clons obtinguts, un corresponia a un clon parcial que presentava similitud amb receptors quinasa i que fou objecte d'estudi. A partir d'aquest clon es va obtenir el clon complet i es va anomenar MARK (per Maize Atypical Receptor Kinase). MARK presenta una estructura típica d'un receptor quinasa amb un domini extracel.lular, que conté 6 còpies imperfectes de LRR (Leucine- Rich Repeats), un únic domini transmembrana i un domini quinasa intracel.lular. El domini quinasa de MARK presenta, però, algunes variacions en els residus aminoacídics que es consideren claus per a la funció catalítica dels dominis quinasa. En concret cinc dels aminoàcids considerats essencials per a la fosforilació es troben substituits en el domini quinasa de MARK (DK-MARK). Els experiments de fosforilació in vitro que es van realitzar al laboratori, van mostrar com MARK era incapaç de fosforilar in vitro. Aquesta característica no és, però, exclusiva de MARK. Una búsqueda en les bases de dades ens van permetre identificar altres seqüències que també presentaven els mateixos o altres canvis en aquestes posicions aminoacídiques. En les bases de dades de plantes es van identificar un conjunt de seqüències genòmiques o ESTs amb aquestes característiques i només una d'elles, la proteïna TMKL1 d'Arabidopsis, ha sigut descrita com un receptor quinasa incapaç de fosforilar in vitro. Respecte a la búsqueda de receptors similars a MARK en les bases de dades d'animals, es van identificar també un conjunt de proteïnes que, en alguns casos, s'ha descrit que no tenen activitat quinasa in vivo. Per exemple, un dels casos més ben estudiats és el del receptor erbB3 que forma part de la família de receptors del EGF (Epidermal Growth Factor). Aquesta família de receptors està formada per 4 receptors: erbB1, erbB2, erbB3 i erbB4, dels quals només l'erbB3 no presenta activitat catalítica. S'ha descrit que erbB3 és capaç, tot i no fosforilar in vivo, de participar activament en la transducció del senyal formant heterodímers amb els altres membres de la família. Així, erbB3 és fosforilat pel seu partner i pot iniciar la cascada de transducció del senyal. La participació d'erbB3 en la transducció del senyal és essencial ja que embrions de ratolí knock-out pel gen erbB3 són inviables. Així doncs, el fet que receptors quinasa catalíticament inactius participin en les cascades de transducció del senyal, suggereix l'existència de nous mecanismes d'acció per a la transducció del senyal. Per tant, l'objectiu d'aquest treball fou l'estudi del mecanisme d'acció de MARK mitjançant la caracterització les proteïnes capaces d'interaccionar amb el seu domini quinasa. Per tal d'assolir aquest objectiu, es va realitzar un crivellat de doble-híbrid amb una llibreria de cDNA d'embrions de blat de moro de 7 DAP. D'aquest crivellat es va obtenir un conjunt de possibles clons positius que foren seqüenciats i entre els quals es van escollir per un estudi més detallat aquells que s'havien obtingut més vegades com a clons independents. Aquests clons codificaven per: una SAMDC (S-Adenosil Descarboxilasa), una eIF5 (Eukaryotic translation initiation), una hypothetical protein, una unknown protein, una gamma-adaptina i una MAP4K. Amb aquests 6 clons es van fer estudis in vitro i in vivo per tal de confirmar al seva interacció amb DK-MARK. Els estudis in vivo es van realitzar amb la soca de llevat AH109, una soca més astringent que la utilitzada en el crivellat, ja que presenta tres gens marcadors: Histidina, Adenina i Lacz. Els resultats obtinguts van mostrar que els clons codificants per SAMDC i eIF5 no van créixer en un medi selectiu per His i Ade i, per tant o es tracta de falsos positius del sistema o la seva interacció amb DK-MARK és dèbil. D'altra banda, la resta dels clons analitzats (proteïna hipotètica, una proteïna de funció desconeguda, la gamma-adaptina i una MAP4K) van créixer en medis en absència de Histidina i Adenina. Els assatjos de b-galactosidasa van ser tots positius a excepció de la proteïna hipotètica suggerint que potser aquesta interacció sigui més feble. D'altra banda també es van realitzar estudis in vitro amb la tècnica del pull-down. Els resultats obtinguts amb aquesta tècnica van recolzar els obtinguts en cèl.lules de llevat, ja que tots els clons analitzats a excepció dels codificants per SAMDC i eIF5 van donar un resultat d'interacció amb KD-MARK in vitro positiu. Davant aquests resultats ens vam centrar en l'estudi de la proteïna similar a MAP4K, doncs algunes proteïnes de la seva família s'han relacionat amb receptors de membrana. Els clons que es va obtenir del crivellat codificaven per una proteïna similar amb el domini C-terminal a les proteïnes BnMAP4Ka1 i a2 de Brassica napus. Aquestes proteïnes presenten una forta similitud de seqüència amb proteïnes de la família GCK/SPS1 que formen part d'un grup particular de MAPK relacionades amb la proteïna Ste20 (sterile 20 protein) de llevat. Ste20p activa la MAP3K de llevat Ste11 directament per fosforilació, transduint d'aquesta manera el senyal del receptor de feromones de creuament de les cèl.lules de llevat i es pot, doncs, considerar com una proteïna del tipus MAP4K (mitogen-activated protein kinase kinase kinase kinase). En els darrers anys, s'han identificat un gran nombre de proteïnes similars a Ste20: fins a una trentena en mamífers, en Drosophila, en Caenorhabditis elegans i en altres organismes. Segons la seva estructura aminoacídica, la família Ste20 s'ha classificat en dues subfamílies: les proteïnes STE20/PAK (p21-activated kinases) i la subfamília GCK/SPS1 (germinal center kinases). Les dues subfamílies estan formades per proteïnes que contenen un domini quinasa i un domini regulador, però, mentre que les proteïnes PAK presenten el domini quinasa en la part C-terminal, les GCKs el presenten en la regió N terminal. Les proteïnes GCK presenten una elevada diversitat estructural en el domini regulador permetent la seva classificació en 6 subfamílies. Mitjançant la tècnica del RACE es va obtenir el clon de cDNA complet que es va anomenar MIK (MARK Interacting Kinase). Amb la tècnica del Southern blot es va poder determinar que el gen MIK és un gen de còpia única en el genoma de blat de moro. Per tal d'analitzar la possible interacció entre DK-MARK i MIK, es va estudiar tant el patró d'expressió d'ambdós gens com el seu patró d'acumulació d'ambdues proteïnes durant l'embriogènesi del blat de moro. El patró d'expressió, analitzat per Northen blot va mostrar uns patrons coincidents al llarg de l'embriogènesi des del seu inici fins als 20 DAP amb una acumulació màxima de mRNA en embrions de 15 DAP. D'altra banda per tal d'estudiar el patró d'acumulació de la proteïna MIK així com per comparar-lo amb el de MARK, es van realitzar estudis de Westerns blot. Els resultats també van mostrar una coincidència en el temps de l'acumulació de les proteïnes MARK i MIK durant l'embriogènesi de blat de moro amb una major acumulació en embrions de 15 i 20 DAP. Es van dur a terme també estudis d'immunolocalitzacions sobre embrions de blat de moro de 15 DAP per tal d'estudiar en quins teixits s'acumulaven ambdues proteïnes. Les immunolocalitzacions van mostrar una major acumulació tant de MARK com de MIK en les zones meristemàtiques i en el teixit vascular sobretot del coleòptil on s'aprecia una forta co-localització de MARK i MIK. Totes aquestes dades són compatibles, doncs, amb una possible interacció de les proteïnes MARK i MIK, tot i que no la demostren. Per tal de demostrar la interacció es van realitzar experiments d'immunoprecipitació in vivo a partir d'extractes d'embrions. Malauradament, els resultats no són clars i en aquests moments en el laboratori s'estan posant a punt aquests experiments. També es van realitzar estudis comparatius de seqüència amb diferents proteïnes de la família GCK, mostrant una major similitud amb les proteïnes de la subfamília GCK-III. La subfamília GCK-III ha estat molt poc estudiada i en formen part un conjunt de proteïnes amb funcions molt diverses des de l'apoptosi, la citoquinesi o l'anòxia cel.lular. Per tant, la similitud de seqüència possiblement fa referència a una conservació en el mecanisme d'acció més que no pas a una conservació funcional. La possible interacció de MARK amb el domini C-terminal de MIK (el domini regulador) podria activar aquesta última iniciant una cascada de transducció del senyal en un model en el que una proteïna del tipus GCK-III faria de lligam directa entre un receptor de membrana i una cascada de senyalització intracel.lular. Aquest tipus de lligam entre un recepctor de membrana i mòduls intracel.lulars de senyalització s'ha descrit per a altres proteïnes GCK, si bé no directament sinó a través de proteïnes adaptadores. D'altra banda, la interacció directa de MARK, un receptor quinasa atípic que no té activitat catalítica, amb MIK suggereix un mecanisme on receptors atípics podrien interaccionar en la transducció del senyal activant la via de les MAPK.

Potential of Brassic rapa, Cannabis sativa, Helianthus annuus and Zea mays for phytoextraction of heavy metals from calcareous dredged sediment derived soils

Remediation of soil pollution is one of the many current environmental challenges. Anthropogenic activity has resulted in the contamination of extended areas of land, the remediation of which is both invasive and expensive by conventional means. Phytoextraction of heavy metals from contaminated soils has the prospect of being a more economic in situ alternative. In addition, phytoextraction targets ecotoxicologically the most relevant soil fraction of these metals, i.e. the bioavailable fraction. Greenhouse experiments were carried out to evaluate the potential of four high biomass crop species in their potential for phytoextraction of heavy metals, with or without with the use of soil amendments (EDTA or EDDS). A calcareous dredged sediment derived surface soil, with high organic matter and clay content and moderate levels of heavy metal pollution, was used in the experiments. No growth depression was observed in EDTA or EDDS treated pots in comparison to untreated controls. Metal accumulation was considered to be low for phytoextraction purposes, despite the use of chelating agents. The low observed shoot concentrations of heavy metals were attributed to the low phytoavailability of heavy metals in this particular soil substrate. The mobilising effects induced by EDTA in the soil were found to be too long-lived for application as a soil amendment in phytoextraction. Although EDDS was found to be more biodegradable, higher effect half lives were observed than reported in literature or observed in previous experiments. These findings caution against the use of any amendment, biodegradable or otherwise, without proper investigation of its effects and the longevity thereof. (C) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

In vitro evaluation of fibrolytic enzymes as additives for maize (Zea mays L.) silage - I. Effects of ensiling temperature, enzyme source and addition level

A series of experiments was completed to investigate the impact of addition of enzymes at ensiling on in vitro rumen degradation of maize silage. Two commercial products, Depot 40 (D, Biocatalysts Ltd., Pontypridd, UK) and Liquicell 2500 (L, Specialty Enzymes and Biochemicals, Fresno, CA, USA), were used. In experiment 1, the pH optima over a pH range 4.0-6.8 and the stability of D and L under changing pH (4.0, 5.6, 6.8) and temperature (15 and 39 degreesC) conditions were determined. In experiment 2, D and L were applied at three levels to whole crop maize at ensiling, using triplicate 0.5 kg capacity laboratory minisilos. A completely randomized design with a factorial arrangement of treatments was used. One set of treatments was stored at room temperature, whereas another set was stored at 40 degreesC during the first 3 weeks of fermentation, and then stored at room temperature. Silages were opened after 120 days. Results from experiment I indicated that the xylanase activity of both products showed an optimal pH of about 5.6, but the response differed according to the enzyme, whereas the endoglucanase activity was inversely related to pH. Both products retained at least 70% of their xylanase activity after 48 h incubation at 15 or 39 degreesC. In experiment 2, enzymes reduced (P < 0.05) silage pH, regardless of storage temperature and enzyme level. Depol 40 reduced (P < 0.05) the starch contents of the silages, due to its high alpha-amylase activity. This effect was more noticeable in the silages stored at room temperature. Addition of L reduced (P < 0.05) neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) contents. In vitro rumen degradation, assessed using the Reading Pressure Technique (RPT), showed that L increased (P < 0.05) the initial 6 h gas production (GP) and organic matter degradability (OMD), but did not affect (P > 0.05) the final extent of OMD, indicating that this preparation acted on the rumen degradable material. In contrast, silages treated with D had reduced (P < 0.05) rates of gas production and OMD. These enzymes, regardless of ensiling temperature, can be effective in improving the nutritive quality of maize silage when applied at ensiling. However, the biochemical properties of enzymes (i.e., enzymic activities, optimum pH) may have a crucial role in dictating the nature of the responses. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

In vitro evaluation of fibrolytic enzymes as additives for maize (Zea mays L.) silage - II. Effects on rate of acidification, fibre degradation during ensiling and rumen fermentation

A study was carried out to determine the influence of fibrolytic enzymes derived from mesophilic or thermophilic fungal sources, added at ensiling, on time-course fermentation characteristics and in vitro rumen degradation of maize silage. The mesophilic enzyme was a commercial product derived from Trichodenna reesei (L), whereas the thermophilic enzyme was a crude extract produced from Thermoascus aurantiacus (Ta) in this laboratory. The fungus was cultured using maize cobs as a carbon source. The resulting fermentation extract was deionised to remove sugars and characterised for its protein concentration, main and side enzymic activities, optimal pH, protein molecular mass and isoelectric point. In an additional study, both enzymes were added to maize forage (333.5 g DM/kg, 70.0, 469.8, 227.1 and 307.5 g/kg DM of CP, NDF, ADF and starch, respectively) at two levels each, normalized according to xylanase activity, and ensiled in 0.5 kg capacity laboratory minisilos. Duplicate silos were opened at 2, 4, 8, 15, and 60 days after ensiling, and analysed for chemical characteristics. Silages from 60 days were bulked and in vitro gas production (GP) and organic matter degradability (OMD) profiles evaluated using the Reading Pressure Technique (RPT), in a completely randomised design. The crude enzyme extract contained mainly xylanase and endoglucanase activities, with very low levels of exoglucanase, which probably limited hydrolysis of filter paper. The extract contained three major protein bands of between 29 and 55 kDa, with mainly acidic isoelectric points. Ensiling maize with enzymes lowered (P < 0.05) the final silage pH, with this effect being observed throughout the ensiling process. All enzyme treatments reduced (P < 0.05) ADF contents. Treatments including Ta produced more gas (P < 0.05) than the controls after 24 h incubation in vitro, whereas end point gas production at 96 h was not affected. Addition of Ta increased (P < 0.01) OMD after 12 h (410 and 416 g/kg versus 373 g/kg), whereas both L and Ta increased (P < 0.05) OMD after 24 h. Addition of enzymes from mesophilic or thermophilic sources to maize forage at ensiling increased the rate of acidification of the silages and improved in vitro degradation kinetics, suggesting an improvement in the nutritive quality. (C) 2003 Elsevier B.V All rights reserved.

In vitro evaluation of fibrolytic enzymes as additives for maize (Zea mays L.) silage - III. Comparison of enzymes derived from psychrophilic, mesophilic or thermophilic sources

A completely randomised study was completed to examine the influence of fibrolytic enzymes derived from psychrophilic, (F), mesophilic, (L) or thermophilic (Ta) sources, applied at ensiling, on the chemical characteristics and in vitro rumen fermentation of maize silage, assessed using the Reading Pressure Technique (RPT). Treatments, all in triplicate, consisted of untreated maize forage or treated with preparations F, L, Ta or a mixture (1: 1, v/v) of F and L (FL), at two levels each, and ensiled for 210 days in plastic mini-silos. Addition of enzymes L decreased (P < 0.05) silage pH relative to the control, whereas enzyme Ta tended (P < 0.10) to reduce it. Preparations F, L and Ta tended to reduce (P < 0.10) the fibre contents of the silages, with effects being attributable to a decrease in the cellulose fraction. Starch contents were reduced (P < 0.05) in the treatments including enzyme F. End-point (96 h) gas production (GP) values did not differ among treatments, suggesting that enzymes did not change the total amount of fermentable substrate. However, consistent with the decrease in starch contents, adding enzyme F reduced (P < 0.05) GP at most incubation times. Addition of enzymes increased (P < 0.05) the initial (6 h) organic matter degradation (OMD) levels in all but one treatment (F), with increases of 14, 19, and 26% for preparations L, Ta, and FL, respectively, averaged across levels. Furthermore, the addition of enzymes increased (P < 0.05) the soluble OM losses, however, these increases did not fully account for the initial increase in OMD. The latter suggests that enzymes increased solubility and also altered silage structure, making it more amenable to degradation by ruminal microorganisms. As a result of the increase in OMD, without a concomitant increase in GP, the fermentation efficiency was greatly increased (P < 0.05) in enzyme treatments. Addition of enzymes to maize at ensiling, particularly those from the mesophilic and thermophilic sources used here, have the potential to increase the initial rate of silage OMD. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Effects of cultural system (organic and conventional) on growth, photosynthesis and yield components of sweet corn (zea mays L.) under semi-arid environment

Organic sweet maize consists of a new industrial crop product. Field experiment was conducted to determine the effects of cultural systems on growth, photosynthesis and yield components of sweet maize crop (Zea mays L. F-1 hybrid 'Midas'). A randomized complete block design was employed with four replicates per treatment (organic fertilization: cow manure (5, 10 and 20 t ha(-1)), poultry manure (5, 10 and 20 t ha(-1)) and barley mulch (5, 10 and 20 t ha(-1)), synthetic fertilizer (240 kg N ha(-1)): 21-0-0 and control). The lowest dry weight, height and leaf area index and sod organic matter were measured in the control treatment. Organic matter content was proportionate to the amount of manure applied. The control plots had the lowest yield (1593 kg ha(-1)) and the double rate cow manure plots the had,greatest one. (6104 kg ha(-1)). High correlation between sweet corn yield and organic matter was registered. Moreover, the lowest values of 1000-grain weight were obtained with control plot. The fertilizer plot gave values which were similar to the full rate cow manure treatment. The photosynthetic race of the untreated control was significantly lower than that of the other treatments. The phorosynthetic rate increased as poultry manure and barley mulch ram decreased and as cow manure increased. Furthermore the untreated control had the lowest stomatal conductance and chlorophyll content. Our results indicated that sweet corn growth and yield in the organic plots was significantly higher than those in the conventional plots.

Zea mays annexins modulate cytosolic free Ca2+ and generate a Ca2+-permeable conductance

Regulation of reactive oxygen species and cytosolic free calcium ([Ca2+](cyt)) is central to plant function. Annexins are small proteins capable of Ca2+-dependent membrane binding or membrane insertion. They possess structural motifs that could support both peroxidase activity and calcium transport. Here, a Zea mays annexin preparation caused increases in [Ca2+] cyt when added to protoplasts of Arabidopsis thaliana roots expressing aequorin. The pharmacological profile was consistent with annexin activation (at the extracellular plasma membrane face) of Arabidopsis Ca2+-permeable nonselective cation channels. Secreted annexins could therefore modulate Ca2+ influx. As maize annexins occur in the cytosol and plasma membrane, they were incorporated at the intracellular face of lipid bilayers designed to mimic the plasma membrane. Here, they generated an instantaneously activating Ca2+-permeable conductance at mildly acidic pH that was sensitive to verapamil and Gd3+ and had a Ca2+-to-K+ permeability ratio of 0.36. These results suggest that cytosolic annexins create a Ca2+ influx pathway directly, particularly during stress responses involving acidosis. A maize annexin preparation also demonstrated in vitro peroxidase activity that appeared independent of heme association. In conclusion, this study has demonstrated that plant annexins create Ca2+-permeable transport pathways, regulate [Ca2+] cyt, and may function as peroxidases in vitro.

An improved methodology for the recovery of Zea mays and other large crop pollen, with implications for environmental archaeology in the Neotropics

We present a simple sieving methodology to aid the recovery of large cultigen pollen grains, such as maize (Zea mays L.), manioc (Manihot esculenta Crantz), and sweet potato (Ipomoea batatas L.), among others, for the detection of food production using fossil pollen analysis of lake sediments in the tropical Americas. The new methodology was tested on three large study lakes located next to known and/or excavated pre-Columbian archaeological sites in South and Central America. Five paired samples, one treated by sieving, the other prepared using standard methodology, were compared for each of the three sites. Using the new methodology, chemically digested sediment samples were passed through a 53 µm sieve, and the residue was retained, mounted in silicone oil, and counted for large cultigen pollen grains. The filtrate was mounted and analysed for pollen according to standard palynological procedures. Zea mays (L.) was recovered from the sediments of all three study lakes using the sieving technique, where no cultigen pollen had been previously recorded using the standard methodology. Confidence intervals demonstrate there is no significant difference in pollen assemblages between the sieved versus unsieved samples. Equal numbers of exotic Lycopodium spores added to both the filtrate and residue of the sieved samples allow for direct comparison of cultigen pollen abundance with the standard terrestrial pollen count. Our technique enables the isolation and rapid scanning for maize and other cultigen pollen in lake sediments, which, in conjunction with charcoal and pollen records, is key to determining land-use patterns and the environmental impact of pre-Columbian societies.

Análise citogenética e molecular em milho (Zea mays subsp. mays), teosinto (Zea mays susp. mexicana) e em seus híbridos

O milho é um planta anual cultivada em quase todo o mundo, consumida como ração para animais e na alimentação humana através de produtos industrializados e in natura. Existem diversos programas de melhoramento de milho no Brasil, mas no Sul são poucos os grupos que trabalham com este cereal. O desenvolvimento de populações tem sido efetuado por instituições de pesquisas, enquanto híbridos têm sido feito por companhias privadas. A variabilidade genética num programa de melhoramento assume uma grande importância, já que é o ponto de partida para o progresso genético. Em Algumas espécies, a variabilidade genética torna-se estreita a cada ciclo de seleção, diminuindo futuros progressos genéticos. Uma alternativa de ampliar a variabilidade é através de cruzamentos amplos com espécies silvestres. Estudos indicam que as espécies de teosinto são uma potencial fonte de variabilidade para importantes características agronômicas. Porém, o desenvolvimento de variedades de milho bem adaptadas, com boas características agronômicas e de rendimento, oriundas de cruzamentos com espécies silvestres necessita de um amplo estudo genético, molecular e citogenético. O objetivo deste trabalho foi caracterizar a variabilidade genética em genótipos de milho e teosinto através de marcadores moleculares e analisar a nível citogenético as populações de milho, teosinto e seus híbridos. Foi detectada variabilidade genética nas populações de milho e teosinto, sendo a população de teosinto a que apresentou maior variabilidade. Os genótipos de milho e teosinto apresentaram uma alta estabilidade meiótica, enquanto os híbridos entre milho e teosinto tiveram associações de univalentes, aderência de cromossomos, pontes e menor freqüência de quiasmas. Os resultados foram suficientes para indicar que é possível utilizar o teosinto como fonte genética em programas de melhoramento de milho.

Análise da variabilidade genética em genótipos de milho crioulo (Zea mays ssp. mays)

O milho é uma das principais espécies cultivadas no mundo, e tem importância fundamental na alimentação de animais e humanos. Além disso, é considerado um dos cereais com maior variabilidade genética entre os cultivados, a qual é expressa nas diversas variedades crioulas existentes. Entretanto, para que toda esta variabilidade genética possa ser utilizada pelo melhoramento genético, é imprescindível o conhecimento do potencial genético destas raças. Dessa forma, os objetivos deste trabalho foram caracterizar diversas variedades crioulas de milho provenientes do sul do Brasil a nível fenotípico, molecular e citogenético e, com base nestes resultados, estimar a distância genética existente entre eles. Os marcadores moleculares utilizados neste trabalho foram microssatélites e AFLP. As análises morfológicas e moleculares demonstraram a existência de variação genética entre os genótipos avaliados, possibilitando o agrupamento de acordo com a distância genética existente entre eles. As análises citogenéticas indicaram a presença de poucas anormalidades nos grãos de pólen, as quais não comprometem o potencial reprodutivo dos genótipos. Estas informações podem contribuir significativamente com os programas de melhoramento que se dedicam a lançar genótipos com maior potencial agronômico.

Qualidade nutritiva de silagens de milho (Zea mays L.) "Safrinha" de planta inteira de diferentes maturidades submetidas a distintos procedimentos de ensilagem e "desensilagem"

Foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos de procedimentos inadequados de ensilagem e “desensilagem” na qualidade nutritiva de silagens de milho de cultivo de “safrinha”. O 1º experimento de ENSILAGEM foi conduzido em delineamento completamente casualizado com arranjo fatorial 2 x 4 objetivando avaliar o efeito dos estádios de maturidade ao corte, com o grão completamente leitoso (GL), ou com grão ½ leitoso e ½ farináceo (GF) e da exposição dos materiais picados de ambos os cortes ao ar, sem compactação, por zero, 12, 24 ou 36 horas antes de sua ensilagem em mini-silos. Os cortes das plantas de milho ocorreram nos dias 26/04 e 18/05/2004. Houve efeito significativo (P<0,05) em relação aos estádios de maturidade (M) e tempos de exposição ao ar (TE), além de interação entre os efeitos, para a maioria das variáveis estudadas. O teor de matéria seca (MS) diferiu (P<0,05) quanto a M e TE e o pH apresentou interação entre os efeitos. As silagens GL e GF, respectivamente, diferiram (P<0,05) quanto aos açúcares solúveis, de 1,51 a 1,31% da MS e os teores de amido de 4,23 a 13,21% da MS. Em relação aos TE, os açúcares solúveis diminuíram entre os tempos zero (1,64% da MS) e 36 horas (1,05% da MS). O maior impacto dos TE se verificou nos teores de fibra em detergente neutro corrigidos para cinzas e proteína (FDNcp) e produção cumulativa de gases in vitro. O 2º Experimento de “DESENSILAGEM” foi conduzido em delineamento completamente casualizado com o objetivo de avaliar o efeito da exposição de uma silagem ao ar por zero, 12, 24 e 36 horas após a “desensilagem”. A ensilagem foi realizada no dia 18/05/2004 em mini-silos com capacidade de 30 litros, com grão de milho no estádio ½ leitoso ½ farináceo. Os diferentes tempos de exposição ao ar após a “desensilagem” afetaram significativamente (P<0,05) os teores de FDNcp e de lignina em detergente ácido. Não houve efeito sobre os carboidratos não estruturais e frações nitrogenadas.Conclui-se que o tempo de exposição ao ar do material verde picado de apenas 12 horas antes da ensilagem ou um período de aerobiose de 36 horas após a “desensilagem” afetam de modo muito negativo o valor nutritivo de silagens de milho.

Efeito do tamanho de partícula e da altura de colheita das plantas de milho (Zea mays L.) sobre perdas, valor nutritivo de silagens e desempenho de novilhos confinados

O experimento de campo foi conduzido no Núcleo de Produção Animal (NUPRAN) da Universidade Estadual do Centro Oeste do Paraná (UNICENTRO) com o objetivo de avaliar o efeito do tamanho de partícula (pequena: entre 0,2 e 0,6 cm ou grande: entre 1,0 e 2,0 cm) e da altura de corte das plantas de milho para ensilagem (baixo:15 cm ou alto: 39 cm), sobre perdas, valor nutritivo das silagens e desempenho animal em confinamento, constituindo-se os tratamentos: T1 – silagem de partícula pequena com altura de corte baixo; T2 – silagem de partícula grande com altura de corte baixo; T3 – silagem de partícula pequena com altura de corte alto; e T4 – silagem de partícula grande com altura de corte alto. Foram utilizados 36 novilhos inteiros da raça Charolês, com idade média de doze meses e com peso vivo médio inicial de 355 kg. O confinamento compreendeu 84 dias de avaliação. As silagens foram fornecidas ad libitum em dietas com uma relação volumoso:concentrado de 67:33. A colheita à altura de 15,2 cm propiciou incremento (P<0,05) de 7,1% na produção de matéria seca ensilável em relação à altura de corte de 38,6 cm. A silagem de milho produzida a partir de plantas cortadas à 38,6 cm apresentou menores teores de fibra em detergente neutro e maior concentração de energia digestível. Partículas de tamanho pequeno determinaram maior eficiência de compactação da massa ensilada, diminuindo gradientes de temperatura entre meio ambiente e silagem e de pH na desensilagem, frente às silagens de partículas grandes. A silagem com tamanho de partícula grande resultou em maiores (P<0,05) perdas físicas na desensilagem e durante a alimentação dos animais confinados. Embora a colheita das plantas de milho a 38,6 cm tenha melhorado o valor nutritivo da silagem, as variáveis relativas ao consumo de alimentos, ao ganho de peso médio diário e à conversão alimentar não foram afetadas (P>0,05). Mesmo reduzindo o tempo de ruminação dos animais (P<0,05), recomenda-se a inclusão de silagem de milho colhida à altura de 38,6 cm com tamanho de partícula pequena na dieta de bovinos jovens em confinamento, por proporcionar melhor lucratividade no sistema de produção. O uso de silagens de milho colhidas às alturas tanto de 15,2 cm ou de 38,6 cm, porém com tamanho de partícula pequena na produção de superprecoce resulta em maior rendimento de carcaça e menores perdas no resfriamento.

Corn (Zea mays L.) cultivars tolerance to nicosulfuron

The effects of nicosulfuron on morphological, yield and growth characteristics and the histological modifications in the leaf blade were evaluated for eight corn cultivars: landrace popcorn, ESALQ-popcorn, Piranao, DSCC-Architecture, ESALQ VF7, ESALQ VD8, JAB 01F and JAB 02D. The experimental de sign was a randomized complete block with three replications in a factorial arrangement. Plots were four rows wide and 6.00m long with 0.90m spacing between rows and 0.20m between plants. Nicosulfuron was applied at the dose of 160 g a.i.ha(-1), when the plants was 25 cm high and has 5-6 expanded leaves. Nicosulfuron significantly reduced plant height at silking and the Final plant stand. There was also a significant reduction for plant height at 47 clays after sowing, for number of leaves, ear position. ear height, grain yield, ear weight and total number of ears due to nicosulfuron. The cultivars JAB 01 and JAB 02 were the least affected by the herbicide with similar yields to those of the control group, showing good tolerance to nicosulfuron. The leaves injury symptoms for all the studied cultivars consisted of chlorosis and puckering of the blades from the expanding central leaves of the plant at 7 days after application. Anatomical alterations in the epidermis due to the herbicide consisted of an increase in number and size of the bulliform cells and in the suppression of the epidermal cells in the epidermis and in the nearby of the vascular bundles. Some parenchymatic cells became voluminous and devoid of chloroplasts. SEM examination revealed a loss of bilateral symmetry of the stomata and disappearance of the subsidiary cells from the stomata near the midrib at the adaxial surface.