Effect of urea multinutritional molasses block supplementation on liveweight change of yak calves and productive and reproductive performances of yak cows

Using three different types of yaks, 30 head of 1-yr-old calves (liveweight 60.7 +/- 6.3 kg), 30 head of 2-yr-old calves (97.7 +/- 10.2 kg) and 30 head of yak cows (160.2 +/- 15.1 kg) were randomly selected from the same yak herds. Each type of yak herd was divided into control (C) and trial (T) groups using a completely randomized design, with 10 and 20 animals in the C and T groups, respectively. The animals in the C group were grazed on natural rangeland, and the animals in the T group were supplemented with urea multinutritional molasses blocks (UMMB), together with grazing on natural rangeland from January to May of 1998. The objective was to determine the effect of UMMB on productive performance of yak calves and yak cows in the cold season. Live weight loss of 1-yr-old calves, 2-yr-old calves and yak cows was reduced by 1.2, 8.3 and 7.9 kg after UMMB supplementation (P < 0.01). The 1-yr-old calves gained the most in the first month of supplementation, but the 2-yr-old calves and yak cows gained the most both in the first and last supplementation months. Daily milk yield of yak cows increased by 0.21 kg d(-1) when the lactating animals were supplemented with UMMB (P < 0.01), although there was no effect (P < 0.01) of UMMB supplementation on hair and downy hair production. Supplementation with UMMB also improved reproductive performance of yak cows, with 8.8 and 30.9% increments in pregnancy rate and newborn weight, respectively. We conclude that the benefit of UMMB supplementation the 1-yr-old calves was not economical, with only 0.3:1 output to input ratio, but supplementation of the 2-yr-old calves and yak cows may be economical, with 1.8:1 and 1.4:1 output to input ratios, respectively.

Controle biológico da podridão de raízes causada por Pythium spp. em cultivos hidropônicos.

2009

The ecological effects of exotic disease resistance genes introgressed into British gooseberries

Warren, J. and James, P. (2006). The ecological effects of exotic disease resistance genes introgressed into British gooseberries. Oecologia 147(1),69-75. RAE2008

Identification and analysis of mechanisms involved in a broad-spectrum disease resistant mutant of the winter wheat cv. Guardian

M66 an X-ray induced mutant of winter wheat (Triticum aestivum) cv. Guardian exhibits broad-spectrum resistance to powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici), yellow rust (Puccinia striiformis f. sp. tritici), and leaf rust (Puccinia recondita f. sp. tritici), along with partial resistance to stagnonospora nodorum blotch (caused by the necrotroph Stagonosporum nodorum) and septoria tritici blotch (caused by the hemibiotroph Mycosphaerella graminicola) compared to the parent plant ‘Guardian’. Analysis revealed that M66 exhibited no symptoms of infection following artificial inoculation with Bgt in the glasshouse after adult growth stage (GS 45). Resistance in M66 was associated with widespread leaf flecking which developed during tillering. Flecking also occurred in M66 leaves without Bgt challenge; as a result grain yields were reduced by approximately 17% compared to ‘Guardian’ in the absence of disease. At the seedling stage, M66 exhibited partial resistance. M66, along with Tht mutants (Tht 12, Tht13), also exhibit increased tolerance to environmental stresses (abiotic), such as drought and heat stress at seedling and adult growth stages, However, adult M66 exhibited increased susceptibility to the aphid Schizaphis graminum compared to ‘Guardian’. Resistance to Bgt in M66 was characterized with increased and earlier H2O2 accumulation at the site of infection which resulted in increased papilla formation in epidermal cells, compared to ‘Guardian’. Papilla formation was associated with reduced pathogen ingress and haustorium formation, indicating that the primary cause of resistance in M66 was prevention of pathogen penetration. Heat treatment at 46º C prior to challenge with Bgt also induced partial disease resistance to Blumeria graminis f. sp. tritici in ‘Guardian’ and M66 seedlings. This was characterized by a delay in primary infection, due to increased production of ROS species, such as hydrogen peroxide, ROS-scavenging enzymes and Hsp70, resulting in cross-linking of cell wall components prior to inoculation. This actively prevented the fungus from penetrating the epidermal cell wall. Proteomics analysis using 2-D gel electrophoresis identified primary and secondary disease resistance effects in M66 including detection of ROS scavenging enzymes (4, 24 hai), such as ascorbate peroxidase and a superoxidase dismutase isoform (CuZnSOD) in M66 which were absent from ‘Guardian’. Chitinase (PR protein) was also upregulated (24 hai) in M66 compared to ‘Guardian’.Monosomic and ditelosomic analysis of M66 revealed that the mutation in M66 is located on the long arm of chromosome 2B (2BL). Chromosome 2BL is known to have key genes involved in resistance to pathogens such as those causing stripe rust and powdery mildew. The TaMloB1 gene, an orthologue of the barley Mlo gene, is also located on chromosome 2BL. Sanger sequencing of part of the coding sequence revealed no deletions in the TaMloB1 gene between ‘Guardian’ and M66.

Reacción en plántula a oidio Blumeria graminis f. sp. tritici de cultivares de trigo tetraploide, cultivares diferenciales y especies emparentadas con trigo

p.111-117

Incidencia de la suplementación lumínica y el uso de una enmienda de bajo impacto ambiental sobre la producción y calidad de lechuga (Lactuca sativa)

p.63-67

Reacción en plántula a oidio Blumeria graminis f.sp.tritici en cultivares de trigo hexaploide

p.133-139

Efectos de extractos de una cianófita (Nostoc muscorum) sobre Sclerotinia sclerotiorum en plántulas de lechuga

p.1-4

Assessment of the nutritional value of wild leafy vegetables consumed in the Buhera District of Zimbabwe: a preliminary study

Wild leafy vegetables play a vital role in the livelihoods of many communities in Africa. The focus of this study was to investigate the nutritional value of wild vegetables commonly consumed by the people of Buhera District in the Manicaland province of Zimbabwe. A variety of vegetables including Amaranthus hybridus, Cleome gynandra, Bidens pilosa, Corchorus tridens, and Adansonia digitata were collected during a survey in Buhera District. Samples were processed employing traditional methods of cooking and drying, then subjected to proximate and micronutrient analyses. The results indicate that these vegetables were particularly high in calcium, iron, and vitamin C. Compared with Brassica napus (rape), Amaranthus hybridus contained twice the amount of calcium, with other nutrients almost in the same range. Compared with Spinacia oleracea (spinach), Amaranthus hybridus contained three times more vitamin C (44 mg/100 g). Calcium levels were 530 mg/100 g. Amaranthus hybridus was also found to contain 7, 13, and 20 times more vitamin C, calcium, and iron respectively compared with Lactuca sativa (lettuce). Cleome gynandra contained 14 mg/100 g, 115 mg/100 g, 9 mg/100 g of vitamin C, calcium, and iron respectively. Bidens pilosa was found to be a valuable source of vitamin C (63 mg/100 g), iron (15 mg/100 g), and zinc (19 mg/100 g), compared with Brassica oleracea (cabbage). The leaves of Corchorus tridens were an excellent source of vitamin C (78 mg/100 g), calcium (380 mg/100 g), and iron (8 mg/100 g). The Adansonia digitata leaves were also rich in vitamin C (55 mg/100 g), iron (23 mg/ 100 g), and calcium (400 mg/100 g). Based on these nutrient contents, the above vegetables will have potential benefits as part of feeding programmes, as well as their promotion as part of composite diet for vulnerable groups.

The ESA Climate Change Initiative: Satellite Data Records for Essential Climate Variables

Observations of Earth from space have been made for over 40 years and have contributed to advances in many aspects of climate science. However, attempts to exploit this wealth of data are often hampered by a lack of homogeneity and continuity and by insufficient understanding of the products and their uncertainties. There is, therefore, a need to reassess and reprocess satellite datasets to maximize their usefulness for climate science. The European Space Agency has responded to this need by establishing the Climate Change Initiative (CCI). The CCI will create new climate data records for (currently) 13 essential climate variables (ECVs) and make these open and easily accessible to all. Each ECV project works closely with users to produce time series from the available satellite observations relevant to users' needs. A climate modeling users' group provides a climate system perspective and a forum to bring the data and modeling communities together. This paper presents the CCI program. It outlines its benefit and presents approaches and challenges for each ECV project, covering clouds, aerosols, ozone, greenhouse gases, sea surface temperature, ocean color, sea level, sea ice, land cover, fire, glaciers, soil moisture, and ice sheets. It also discusses how the CCI approach may contribute to defining and shaping future developments in Earth observation for climate science.

Arsenic Speciation and Localization in Horticultural Produce Grown in a Historically Impacted Mining Region

A field and market basket study (similar to 1300 samples) of locally grown fruits and vegetables from historically mined regions of southwest (SW) England (Cornwall and Devon), and as reference, a market basket study of similarly locally grown produce from the northeast (NE) of Scotland (Aberdeenshire) was conducted to determine the concentration of total and inorganic arsenic present in produce from these two geogenically different areas of the U.K. On average 98.5% of the total arsenic found was present in the inorganic form. For both the market basket and the field survey, the highest total arsenic was present in open leaf structure produce (i.e., kale, chard, lettuce, greens, and spinach) being most likely to soil/dust contamination of the open leaf structure. The concentration of total arsenic in potatoes, swedes, and carrots was lower in peeled produce compared to unpeeled produce. For baked potatoes, the concentration of total arsenic in the skin was higher compared to the total arsenic concentration of the potato flesh, this difference in localization being confirmed by laser ablation inductively coupled plasma mass spectroscopy (LA-ICP-MS). For all above ground produce (e.g., apples), peeling did not have a significant effect on the concentration of total arsenic present.

A metapopulation model of species boundaries

The majority, if not all, species have a limited geographic range bounded by a distribution edge. Violent ecotones such as sea coasts clearly produce edges for many species; however such ecotones, while sufficient for the formation of an edge, are not always necessary. We demonstrate this by simulation in discrete time of a spatially structured finite size metapopulation subjected to a spatial gradient in per-unit-time population extinction probability together with spatially structured dispersal and recolonisation. We find that relatively sharp edges separating a homeland or main geographical range from an outland or zone of relatively sparse and ephemeral colonisation can form in gradual environmental gradients. The form and placing of the edge is an emergent property of the metapopulation dynamics. The sharpness of the edge declines with increasing dispersal distance, and is dependent on the relative scales of dispersal distance and gradient length. The space over which the edge develops is short relative to the potential species range. The edge is robust against changes in both the shape of the environmental gradient and to a lesser extent to alterations in the kind of dispersal operating. Persistence times in the absence of environmental gradients are virtually independent of the shape of the dispersal function describing migration. The common finding of bell shaped population density distributions across geographic ranges may occur without the strict necessity of a niche mediated response to a spatially autocorrelated environment.

Cadmium phytotoxicity and trophic transfer to isopods

O cádmio (Cd) é um metal não essencial e é considerado um poluente prioritário pela comunidade europeia. Este metal atinge o ambiente no decurso de várias actividades antropogénicas e tende a concentrar-se nos solos e sedimentos, onde está potencialmente disponível para as plantas, sendo posteriormente transferido através da cadeia trófica. Neste contexto, o principal objectivo da presente dissertação foi o estudo dos efeitos da assimilação e da acumulação de Cd em plantas e as suas consequências para animais consumidores. Numa primeira fase, foram estudados os principais efeitos fisiológicos e genotóxicos do Cd em plantas. As plantas de alface (Lactuca sativa L.) expostas a Cd apresentaram um decréscimo na eficiência fotossintética, aumento de peroxidação lipídica e alterações significativas na actividade de enzimas de stress oxidativo. Estas alterações culminaram num decréscimo do crescimento da parte aérea no final da exposição. As respostas obtidas pelos parâmetros bioquímicos sugerem que estes poderão ser utilizados como eventuais biomarcadores em testes ecotoxicológicos com Cd em abordagens integrantes em conjunto com parâmetros clássicos. Os efeitos mutagénicos de Cd foram avaliados através da determinação da instabilidade de microsatélites (IM). Não foi observada IM, nem nas folhas nem nas raízes de plantas de alface com 5 semanas de idade expostas a 100 μM Cd durante 14 dias, no entanto observou-se IM em raízes de alface exposta a 10 μM Cd durante 28 dias desde a germinação. A idade da planta e a maior acumulação de Cd nas raízes poderão explicar os resultados obtidos. A clastogenicidade de Cd foi analisada em três espécies vegetais com diferentes capacidades de destoxificação e acumulação de metais através de citometria de fluxo. Foram detectadas alterações significativas nos parâmetros analisados em raízes alface, mas não nas espécies Thlaspi caerulescens J & C Presl e Thlaspi arvense L. Estes resultados sugerem que o stress provocado pelo Cd originou clastogenicidade como consequência da perda de porções de cromossomas, uma vez que o conteúdo de ADN nuclear diminuiu. A transferência trófica através da cadeia alimentar permanece muito pouco estudada em termos ecotoxicológicos. A distribuição subcellular de metais num organismo pode ser utilizada para compreender a transferência trófica de um metal na cadeia alimentar. Como tal, numa última parte é estudado de que modo a distribuição subcellular do Cd em plantas com perfis de acumulação de Cd distintos afecta a biodisponibilidade e transferência trófica de Cd para isópodes. A distribuição de Cd entre as 4 fracções subcelulares obtidas através de centrifugação diferencial revelou a existência de diferenças significativas entre as espécies de plantas. Estes resultados em conjunto com a avaliação directa da eficiência de assimilação (EA) de Cd individual de cada uma das quatro fracções subcelulares das plantas em estudo, resultou em informação de grande relevância para a explicação das diferenças observadas na EA de Cd por parte de isópodes alimentados com folhas de diferentes espécies de plantas. Com base nos resultados obtidos, o Cd ligado a proteínas estáveis à temperatura (e.g. metaloteoninas e fitoquelatinas) é o menos biodisponível, sendo assim o que menos contribuiu para a transferência trófica, enquanto que o Cd ligado a proteínas desnaturadas pela temperatura foi a fracção mais disponível para transferência trófica de Cd ao isópode. Estes resultados realçam a relevância ecológica da distribuição subcelular de Cd em plantas que tem influência directa na tranferência trófica deste metal para os consumidores e ainda o facto de que alterações na distribuição subcelular de Cd em plantas devido a diferentes mecanismos de destoxificação poderá ter um impacto directo na transferência trófica de Cd para o animal consumidor.

Biologia e biotecnologia vegetal numa perspectiva de sustentabilidade

A importância de áreas científicas, como biologia e biotecnologia na vida humana é cada vez mais reconhecida. Assim, é necessário que professores, actuais e futuros, e investigadores desenvolvam programas de formação/investigação orientados para a compreensão de conteúdos científicos e questionamento da natureza destas áreas e, simultaneamente, para utilizações conscienciosas de conhecimento científico na vida prática. É neste quadro que se insere a investigação realizada e apresentada na presente dissertação. Para responder à questão central:”Como proporcionar formação em biologia e biotecnologia para o mundo contemporâneo a alunos futuros professores de ciências?”, a investigação envolveu dois percursos gerais de trabalho: i) Autoformação em biologia e biotecnologia vegetal numa perspectiva investigativa e ii) Desenvolvimento de percursos investigativos em formação inicial de professores de ciências para o Ensino Básico, envolvendo temáticas actuais relacionadas com biologia e biotecnologia. Globalmente, a investigação baseou-se em três pressupostos: 1º) É oportuno e necessário mobilizar conhecimentos oriundos da investigação científica actual em biologia e biotecnologia para conceber, planear e desenvolver actividades de formação inicial de professores de ciências, 2º) O perfil profissional de professores envolvidos em formação inicial de professores de ciências deve integrar competências científicas, desenvolvidas em trabalho investigativo e 3º). Aos alunos-futuros professores de ciências devem proporcionar-se oportunidades para desenvolverem reflexão epistemológica e trabalho investigativo, para mobilizarem adequadamente conhecimento oriundo de investigação científica actual e desenvolverem competências na tripla perspectiva de educação sobre ciências, pelas ciências e em ciências. A autoformação desenvolveu-se no âmbito de dois projectos em biologia e biotecnologia vegetal, designadamente, Toxicidade do chumbo em alface, onde se testou o efeito do chumbo em alface (Lactuca sativa), e Micropropagação de zimbro, onde se implementaram metodologias de micropropagação/clonagem de uma espécie em risco em Porto Santo, Juniperus Phoenicea. O desenvolvimento de percursos investigativos, com e por alunos-futuros professores de ciências, efectuou-se no âmbito de uma disciplina de um curso de licenciatura em Ciências da Natureza e Matemática para o 2º ciclo do Ensino Básico. Estes percursos compreenderam reflexão epistemológica e o desenvolvimento de trabalho investigativo que envolveu um conjunto de estratégias e recursos, incorporando conteúdos de toxicologia ambiental e de biotecnologia vegetal numa perspectiva de inter-relações ciência, tecnologia e sociedade. Os resultados relativos ao desenvolvimento destes percursos investigativos evidenciaram o interesse e importância de se desenvolverem em temáticas científicas actuais e relevantes para o mundo contemporâneo, como via de autoformação, por um lado, e como estratégia de formação de alunos-futuros professores de ciências, orientada por preocupações de educação para o desenvolvimento sustentável, por outro. Simultaneamente, permitiram que todos os intervenientes, em particular os alunos-futuros professores de ciências, aprofundassem conhecimentos sobre contextos e processos envolvidos em formação em biologia e biotecnologia para o mundo contemporâneo e identificassem implicações para a formação de professores. Permitiram, ainda, apontar sugestões para investigação futura neste domínio.

Influence of speciation in the bioavailability of cadmium to an isopod

Devido às actividades antropogénicas várias substâncias químicas têm sido introduzidas no meio ambiente em concentrações que de outro modo não ocorreriam de forma tão elevada naturalmente. Assim, o conhecimento acerca das características de um químico, tais como, o potencial para se acumular em diferentes níveis tróficos, a sua mobilidade dentro do ecossistema, a toxicidade específica e a bioacumulação, é fundamental para compreender os seus efeitos nos ecossistemas. Esta tese investiga a influência de especiação, na biodisponibilidade do cádmio (Cd) para o isópode Porcellio dilatatus, incluindo os efeitos de especiação do metal: (i) na assimilação do Cd, (ii) no modo como o Cd se distribui internamente no organismo, e (iii) como a sobrevivência e a reprodução são afectadas em isópodes terrestres. Num primeiro ensaio laboratorial avaliou-se a importância da transferência trófica na assimilação do Cd em P. dilatatus. Para tal analisou-se a eficiência de assimilação (EA) do Cd em isópodes, adicionado superficialmente ao alimento (alface) na forma de Cd(NO3)2 e contaminando o meio de crescimento da alface. A hipótese era de que a alface contaminada biologicamente através do cultivo em meio hidropónico contaminado teria uma maior proporção de complexos com proteína ou conjugado na forma de Cd (ex. Cd cisteína). A EA de Cd foi maior entre os isópodes que foram alimentados com o sal (71%, SE = 7%), do que entre os isópodes que se alimentaram de alface contaminada biologicamente (52%, SE = 5%), demonstrando-se assim num teste laboratorial que é provável que a especiação do Cd influencie a taxa de assimilação e acumulação do Cd. Na experiência alimentar que se seguiu, estudou-se em detalhe a especiação do metal comparando as EA do Cd conjugado com cisteína (Cd(Cys)2) e na forma de Cd(NO3)2, com os quais se contaminou gelatina com alface. A utilização de Cd-cisteína, proporcionou uma forma experimental para explorar a biodisponibilidade do Cd complexado dentro do tecido biológico. Como esperado, a EA de Cd em isópodes alimentados com nitrato de Cd (64%, SE = 5%) foi maior do que no caso de isópodes alimentados com o conjugado de cisteína (20%, SE = 3%). De seguida estudou-se a distribuição subcelular das espécies de Cd assimilado através de um processo de fraccionamento. Supunha-se que as diferenças de especiação de Cd reflectiria diferentes estratégias de compartimentalização, com consequências ao nível da detoxificação, armazenamento celular e distribuição subcelular do metal. O “sequestro” na forma de metal biologicamente detoxificado (BDM = proteínas estáveis ao calor - HSP e grânulos ricos em metal - RMG) foi maior nos isópodes alimentados com Cd(NO3)2, sugerindo que são mais eficientes na detoxificação de Cd (22%) do que quando alimentados com Cd(Cys)2 (15%). Foi também demonstrado que os isópodes alimentados com Cd(Cys)2 possuíam níveis de armazenamento de Cd superior nas fracções sensíveis ao metal (MSF = organelos e proteínas desnaturadas pelo calor - HDP) consideradas fracções potencialmente vulneráveis e afectando os isópodes em termos de toxicidade. As diferentes distribuições internas que se seguiram à assimilação e detoxificação das diferentes espécies de Cd foram finalmente avaliadas em termos da sobrevivência e reprodução dos isópodes. O tratamento com Cd(Cys)2 teve maior mortalidade, provavelmente devido à maior disponibilidade de Cd ingerido com implicações ao nível dos processos fisiológicos. Os isópodes alimentados com Cd(NO3)2 armazenaram o Cd nos MRG, como estratégia de detoxificação, sendo mais eficientes a detoxificar o Cd ainda que aumentando a concentração total do metal que se tornou menos tóxico para o isópode. Desta forma, o Cd nos grânulos não estava disponível para os processos fisiológicos e deixou de ser tóxico. Isso poderia estar relacionado com a resistência e tolerância aos metais devido à capacidade dos isópodes compartimentalizarem o Cd no hepatopâncreas, que actua como um mecanismo de detoxificação e contribui para a tolerância a altos níveis de cádmio. Em termos de parâmetros reprodutivos, observou-se uma redução de gestações e duração da gestação na presença de ambas as espécies de metal, mas no caso do Cd(Cys)2 as gravidezes não se concluíram. O número de jovens produzido por fêmeas alimentadas com Cd(NO3)2 foi menor do que no controlo, mas os pesos dos juvenis foram superiores. Finalmente sugere-se assim que esta abordagem seja considerada em estudos do movimento trófico de metais nas cadeias alimentares dado que se espera que a especiação de metais implique diferentes fluxos, dentro de uma dada cadeia trófica.