The pgip family in soybean and three other legume species: evidence for a birth-and-death model of evolution

Background Polygalacturonase-inhibiting proteins (PGIPs) are leucine-rich repeat (LRR) plant cell wall glycoproteins involved in plant immunity. They are typically encoded by gene families with a small number of gene copies whose evolutionary origin has been poorly investigated. Here we report the complete characterization of the full complement of the pgip family in soybean (Glycine max [L.] Merr.) and the characterization of the genomic region surrounding the pgip family in four legume species. Results BAC clone and genome sequence analyses showed that the soybean genome contains two pgip loci. Each locus is composed of three clustered genes that are induced following infection with the fungal pathogen Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary, and remnant sequences of pgip genes. The analyzed homeologous soybean genomic regions (about 126 Kb) that include the pgip loci are strongly conserved and this conservation extends also to the genomes of the legume species Phaseolus vulgaris L., Medicago truncatula Gaertn. and Cicer arietinum L., each containing a single pgip locus. Maximum likelihood-based gene trees suggest that the genes within the pgip clusters have independently undergone tandem duplication in each species. Conclusions The paleopolyploid soybean genome contains two pgip loci comprised in large and highly conserved duplicated regions, which are also conserved in bean, M. truncatula and C. arietinum. The genomic features of these legume pgip families suggest that the forces driving the evolution of pgip genes follow the birth-and-death model, similar to that proposed for the evolution of resistance (R) genes of NBS-LRR-type.

Variabilidade de isolados de estirpes de Bradyrhizobium ssp recomendadas para a cultura da soja

A produção da soja em escala comercial tem sido viabilizada técnica e economicamente, entre outros fatores, devido a fixação biológica do N2 por estirpes de Bradyrhizobium que podem suprir a demanda de nitrogênio desta leguminosa. No entanto, a variabilidade existente nas estirpes de Bradyrhizobium spp recomendadas para inoculação da soja tem comprometido o processo simbiótico. Variantes espontâneos isolados a partir das estirpes de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) e B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019) foram avaliados quanto ao desempenho simbiótico (eficiência, nodulação em diferentes hospedeiros e competitividade), indução de clorose foliar em diferentes hospedeiros, morfologia colonial, habilidade de metabolização de carboidratos e tolerância à salinidade em diferentes temperaturas de incubação. Nas etapas de eficiência simbiótica e competitividade foi usada a cultivar de soja BR-16 e na avaliação da nodulação e indução de clorose foliar foram usados os seguintes hospedeiros: soja (Glycine max) (cultivares Clark e Peking), caupi (Vigna unguiculata) e guandu (Cajanus cajan). A caracterização genotípica foi realizada através da reação em cadeia da polimerase (PCR), com os oligonucleotídeos iniciadores BOX A 1-R, ERIC e RP01 Os resultados obtidos demonstraram que variantes e estirpes originais diferem quanto a características fenotípicas, e que diferenças nos perfis eletroforéticos de DNA analisados através da amplificação com os oligonucleotídeos iniciadores testados, evidenciaram a variabilidade genética presente entre as estirpes originais e os variantes selecionados. A cultivar de soja Clark, assim como caupi e guandu foram susceptíveis à rizobiotoxina produzida por estirpes e variantes de B. elkanii. Embora não se tenha verificado diferenças na nodulação em diferentes hospedeiros quando variantes ou estirpes de B. japonicum e B. elkanii foram inoculados em soja, caupi e guandu, foi observado uma simbiose eficiente para a soja (cultivares BR 16, Clark e Peking). A partir da variabilidade existente nas estirpes SEMIA 587, SEMIA 5019, SEMIA 5079 e SEMIA 5080 foram selecionados variantes eficientes e competitivos quanto à fixação de N2 em soja.

Inoculação de soja em solo submetido a diferentes sistemas de manejo

A soja (Glycine max) destaca-se pela importância econômica e pela capacidade de associação simbiótica com bactérias (Bradyrhizobium spp e Sinorhizobium spp) fixadoras do dinitrogênio. O benefício da fixação biológica do nitrogênio (FBN) é potencializado pela inoculação. Entretanto, a resposta à inoculação depende de fatores bióticos e abióticos, que variam de acordo com o sistema de manejo do solo. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta à inoculação e reinoculação da soja, além da sobrevivência e a competitividade das estirpes de B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019) e de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) em diferentes sistemas de manejo do solo. O experimento, com diferentes sistemas de manejo do solo, foi iniciado em 2000, a partir de campo nativo, sendo avaliado nos anos agrícolas de 2000/2001 e 2002/2003. Os tratamentos consistiram de adubação orgânica, mineral e adubação mineral com irrigação, todos utilizando sistemas de preparo plantio direto, plantio reduzido e plantio convencional, com ou sem inoculação. Foram avaliados o teor de nitrogênio mineral do solo, o número e a massa de nódulos, a massa e o nitrogênio total do tecido da parte aérea e a produção dos grãos, além da ocupação nodular pelas estirpes inoculadas, avaliadas por soroaglutinação. A inoculação avaliada promoveu um aumento médio na produção de grãos de 200 kg ha-1 em 2000/2001 e a reinoculação de 125 kg ha-1 na parcela irrigada em 2002/2003. Teores de nitrogênio mineral do solo acima de 12 mg kg-1 determinaram redução no número e massa de nódulos. As estirpes SEMIA 587 e 5019 apresentaram maior sobrevivência e competitividade. As SEMIA 5079 e 5080 demonstraram maior dependência da inoculação. Os dados obtidos mostram que a sobrevivência e competitividade das estirpes são características pouco influenciadas pelo sistema de manejo do solo.

Estimação estocástica de parâmetros produtivos da soja uso do modelo PPDSO em um estudo de caso em Piracicaba/SP

O Brasil é o segundo produtor mundial de soja [Glycine max (L.) Merr.] e o sétimo de óleo vegetal. A produção brasileira desta oleaginosa alcançou 61 milhões de toneladas na safra 2007/08 e projeta-se, para 2020, produção de 105 milhões de toneladas. O consumo de biodiesel em 2008 representou um milhão de toneladas e a demanda por este biocombustível deverá atingir 3,1 milhões de toneladas em 2020. Para atender esta demanda haverá ampliação da área plantada principalmente na região Centro-Oeste, mas também exigirá esforços no aumento de produtividade. Visando melhor conhecimento das inferências das variáveis climáticas temperatura e radiação global sobre o desenvolvimento da soja e sua produtividade de grãos e óleo, foi proposto um modelo estocástico com distribuição normal truncada para os dados de temperatura máxima, mínima e média. Também foi incluído neste modelo distribuição triangular assimétrica para determinação da produtividade de óleo mais provável. Foram estipuladas oito datas de semeadura para a localidade de Piracicaba/SP onde está localizada a estação meteorológica da ESALQ/USP, fornecedora dos dados climáticos utilizados neste estudo. Conclui-se que: (i) ao longo das datas de semeadura houve redução do ciclo com o aumento da temperatura média; (ii) a redução do ciclo da cultura de soja interferiu nas produtividades de grãos e de óleo; (iii) a radiação global média nos trinta dias após a antese refletiram-se na partição de fotoassimilados e na produtividade de grãos e óleo; (iv) os modelos estocásticos podem ser utilizados para a previsão das produtividades de soja e óleo.

Viabilidade do confinamento de bovinos com feno de resíduos culturais de soja no sistema triângulo

O presente estudo buscou analisar a viabilidade econômica, agronômica e ambiental de um sistema que está em execução em uma propriedade no norte do estado de Goiás. Esse sistema, denominado Sistema Triângulo, vai de encontro com a Integração Lavoura-Pecuária e busca formas alternativas para o uso dos restos culturais (fardos) de soja fornecendo esse material como volumoso para o gado no sistema de confinamento. Para o estudo da viabilidade, foram usadas as informações da própria fazenda num estudo de caso. Para tal, realizou-se uma revisão quanto à adoção de sistema de produção na área agrícola, quanto às interações dos macronutrientes que seriam retirados das áreas por intermédio dos fardos, o papel da matéria orgânica quanto à sustentabilidade do sistema, o cenário atual dos confinamentos no Brasil e os custos que compõem e determinam a lucratividade dessa atividade. Por ser um estudo de caráter incremental, a viabilidade econômica ficou focada à redução dos custos alimentares. Foram utilizadas informações produzidas pela Fazenda Triângulo que é produtora de soja desde 2002. Sendo assim, foi possível acompanhar a evolução dos teores de macronutrientes (nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio e enxofre) e do carbono em uma área total de 351 ha. Os resultados mostraram uma estabilidade nos níveis dos macroelementos após o início da retirada dos restos culturais mas, apresentou-se inconclusivo no caso do carbono. Foi estimada também a exportação dos macronutrientes por intermédio da retirada dos fardos das áreas de soja. Levantada a composição química dos fardos, foram estabelecidos seis cenários de reposição via adubação específica e esses custos foram acrescidos de custos de processamento dos fardos e o custo dos outros componentes da dieta no confinamento. Calculado o valor presente líquido para cada um dos cenários e comparando com a alternativa tradicional de dieta de confinamento, onde se usa a silagem de milho como 100% do volumoso, mostrou-se uma redução de até 5,02% nos custos alimentares. Com as práticas agronômicas da produção de soja vigentes hoje, recomenda-se a adoção do Sistema Triângulo com a ressalva de uma necessidade de maiores estudos quando seu impacto nos teores de carbono orgânico no solo.

Novas propriedades do SKTI (Inibidor de tripsina de soja): inibição para elastase neutrofílica humana e efeitos no processo de injúria pulmonar aguda

Seeds from legumes including the Glycine max are known to be a rich source of protease inhibitors. The soybean Kunitz trypsin inhibitor (SKTI) has been well characterised and has been found to exhibit many biological activities. However its effects on inflammatory diseases have not been studied to date. In this study, SKTI was purified from a commercial soy fraction, enriched with this inhibitor, using anion exchange chromatography Resource Q column. The purified protein was able to inhibit human neutrophil elastase (HNE) and bovine trypsin. . Purified SKTI inhibited HNE with an IC50 value of 8 µg (0.3 nM). At this concentration SKTI showed neither cytotoxic nor haemolytic effects on human blood cell populations. SKTI showed no deleterious effects on organs, blood cells or the hepatic enzymes alanine amine transferase (ALT) and aspartate amino transferase (AST) in mice model of acute systemic toxicity. Human neutrophils incubated with SKTI released less HNE than control neutrophils when stimulated with PAF or fMLP (83.1% and 70% respectively). These results showed that SKTI affected both pathways of elastase release by PAF and fMLP stimuli, suggesting that SKTI is an antagonist of PAF/fMLP receptors. In an in vivo mouse model of acute lung injury, induced by LPS from E. coli, SKTI significantly suppressed the inflammatory effects caused by elastase in a dose dependent manner. Histological sections stained by hematoxylin/eosin confirmed this reduction in inflammation process. These results showed that SKTI could be used as a potential pharmacological agent for the therapy of many inflammatory diseases

Períodos de dessecação de Urochloa ruziziensis e seu reflexo na produtividade da soja RR

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Épocas de manejo químico de Brachiaria decumbens antecedendo o plantio direto de soja

O manejo químico da cobertura vegetal e a manutenção da palhada sobre o solo são preocupações comuns para os produtores que adotam o sistema plantio direto na região dos cerrados. Com o objetivo de estudar a influência da época de manejo químico de B. decumbens sobre o desenvolvimento e a produtividade da cultura da soja em sistema plantio direto, foram realizados dois ensaios a campo, respectivamente, com os cultivares BRS 154 e MG/BR 46-Conquista, no ano de 2003. em cada ensaio, testaram-se quatro épocas de manejo de B. decumbens antecedendo a semeadura da soja (28, 14, 7 e 0 dias), utilizando-se o herbicida glifosato. Os ensaios foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado, utilizando-se três repetições no primeiro e quatro no segundo. Determinou-se a matéria seca da cobertura vegetal e avaliou-se a reinfestação de B. decumbens. Na cultura da soja, foram determinados: altura de inserção da primeira vagem, número de vagens por planta, umidade dos grãos, massa de 100 grãos e produtividade. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que a época mais adequada para o manejo químico de B. decumbens com glifosato situa-se entre 7 e 14 dias antes da semeadura da cultura da soja e que a escolha da época de manejo químico da cobertura vegetal afeta de forma decisiva o desenvolvimento e a produtividade da cultura.

Influência de extratos aquosos de sorgo sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja

Estudos conduzidos em laboratório ou em condições de campo demonstram o potencial alelopático da espécie Sorghum bicolor L., seja inibindo a germinação e o desenvolvimento de plantas daninhas ou até mesmo de plantas cultivadas em sucessão. Com o objetivo de avaliar os efeitos potencialmente alelopáticos de extratos aquosos das folhas, caules e raízes de cinco híbridos de sorgo (SARA, DKB860, DKB 599, XBG00478 e XBG06020), sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja, cv. MG/BR 46 (Conquista), foram conduzidos dois bioensaios no período de março a junho de 2002. Foram estabelecidas como testemunhas: água destilada (com pH 8,0); água destilada com pH ajustado para 4,5; água destilada com pH ajustado para 6,0 e solução de polietilenoglicol (PEG) equivalente ao potencial osmótico de 0,1 MPa. Dentre as características avaliadas, houve efeito significativo apenas no comprimento de radícula das plântulas de soja, sendo que aquelas tratadas com os extratos de sorgo apresentaram menor radícula, diferindo significativamente das plântulas testemunhas. Observou-se que, com os extratos de raízes dos híbridos SARA, DKB860, XBG00478 e XBG06020 ocorreram os menores comprimentos de radículas de soja, diferindo do DKB 599. O extrato de folhas do XBG00478 resultou em menor média, não diferindo dos extratos de DKB860, DKB599 e XBG06020. No entanto, para o extrato de caule, o SARA resultou em menor radícula, diferindo apenas do XBG00478. Verificou-se, também, que, para os extratos de DKB860 e XBG00478, os extratos de folhas proporcionaram menor média, diferindo dos extratos de raiz e caule, enquanto para DKB599, XBG06020 e SARA, não houve diferença significativa entre os extratos de folha e caule.

Análise do Crescimento de Hyptis suaveolens

O crescimento de H. suaveolens foi estudado em casa de vegetação, no delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. As plantas cresceram em vasos com capacidade de cinco litros, preenchidos com areia e irrigados com solução nutritiva, diariamente. Os atributos de crescimento das plantas foram avaliados dos 20 até os 160 dias após a emergência (DAE) da planta daninha, em intervalos regulares de 14 dias. A planta atingiu o máximo estimado de biomassa seca acumulada aos 145 DAE. A partir da emergência, até 104 dias, as folhas apresentaram maior participação no acúmulo de biomassa seca total da planta; posteriormente, os caules passaram a deter maior proporção dessa característica. A taxa de assimilação líquida foi crescente do início do ciclo até a época estimada de 71 DAE, decrescendo a seguir, provavelmente devido ao auto-sombreamento das folhas. A análise do crescimento indicou que H. suaveolens pode apresentar alta capacidade competitiva, podendo ser considerada planta infestante de crescimento tardio, quando presente nas culturas anuais de verão.

Períodos de interferência das plantas daninhas na cultura da soja nos sistemas de semeadura direta e convencional

A presente pesquisa objetivou estudar os efeitos dos períodos de controle e de convivência de uma comunidade infestante sobre as características produtivas da soja nos sistemas de semeadura direta (SSD), com o cultivar CD 201, e convencional (SSC), com a MSOY-6101. No SSD, a comunidade infestante foi composta principalmente por Alternanthera tenella, Cenchrus echinatus e Bidens pilosa, com densidade máxima de 377 plantas m-2, acumulando 365,7 g m-2 de matéria seca, e, no SSC, por A. tenella, Senna obtusifolia e Panicum maximum, com densidade máxima de 161 plantas m-2, acumulando 406,7 g m-2. Tolerando cinco por cento de perda na produtividade da cultura, constatou-se que os períodos críticos de prevenção da interferência foram dos 33 aos 66 DAE para o cultivar CD 201 no SSD e dos 34 aos 76 DAE para o cultivar M-SOY-6101 no SSC. A interferência das plantas daninhas durante todo o ciclo da cultura reduziu, em média, 46% (SSD) e 32% (SSC) a produtividade de grãos da soja. Não houve efeito das plantas daninhas na estatura das plantas, na altura de inserção da primeira vagem e no número de vagens por planta.

Interferência de Euphorbia heterophylla no crescimento e acúmulo de macronutrientes da soja

O grau de interferência depende da densidade de plantas daninhas que infestam a soja. O objetivo deste trabalho foi avaliar características de crescimento e nutrição mineral da soja mantida em convivência com densidades crescentes de Euphorbia heterophylla. O experimento foi conduzido em Jaboticabal, SP, Brasil, entre outubro e dezembro de 2008, em vasos mantidos em campo aberto. Os tratamentos consistiram em submeter uma planta de soja por vaso à convivência com 0, 1, 2, 4, 8 e 16 plantas de E. heterophylla por vaso, da semeadura até o início do florescimento. Nesse período, avaliaram-se, apenas na soja, a altura e o número de trifólios, e em ambas as espécies, a matéria seca e o acúmulo de macronutrientes. Observou-se variação na altura de plantas e redução no número de trifólios e no acúmulo de matéria seca e macronutrientes da soja devido ao maior acúmulo de matéria seca e macronutrientes por densidades crescentes de E. heterophylla. Conclui-se que a soja mantida em convivência com E. heterophylla teve o crescimento e o acúmulo de macronutrientes reduzidos em razão da interferência imposta pela planta daninha.

Efeitos da dessecação com glyphosate e chlorimuron-ethyl na comunidade infestante e na produtividade da soja

O efeito de dessecantes sobre o período anterior à interferência (PAI) pode auxiliar na tomada de decisão para o manejo das plantas daninhas. O objetivo desta pesquisa foi verificar se a adição de chlorimuron-ethyl ao glyphosate, para dessecação em pré-semeadura, altera a extensão do PAI na soja. O experimento foi realizado em Jaboticabal-SP, Brasil, submetendo-se o cultivar Monsoy 7908RR a oito períodos de convivência com plantas daninhas, além de testemunhas no mato e no limpo, nos quais foram aplicados dois grupos de tratamentos: glyphosate e glyphosate + chlorimuron-ethyl. em cada período, foram calculados o índice de importância relativa e os índices de diversidade e equitabilidade; por meio da análise de regressão dos dados de produtividade de grãos, determinou-se o PAI. Digitaria insularis, Acanthospermum hispidum, Raphanus raphanistrum e Commelina benghalensis apresentaram maior importância relativa. Os índices de diversidade e equitabilidade oscilaram durante os períodos, e a diferença entre as plantas daninhas fundamentou-se no acúmulo de massa seca. O PAI na soja no tratamento com glyphosate foi de 37 dias após a semeadura (DAS) e de 51 DAS naquele com glyphosate + chlorimuron-ethyl. A adição de chlorimuron-ethyl ao glyphosate permite que a cultura conviva mais tempo com as plantas daninhas sem que ocorra redução significativa na produtividade.

Eficácia de herbicidas aplicados em pós-emergência na cultura da soja convencional e transgênica

Na cultura da soja é frequente o uso de herbicidas seletivos aplicados em pósemergência para o controle das plantas daninhas. Com o objetivo de avaliar a eficiência e a seletividade de herbicidas aplicados em pós-emergência, isolados e em misturas, para o controle de plantas daninhas e os efeitos sobre o crescimento e o desenvolvimento da soja convencional (M-SOY 8001) e transgênica (M-SOY 7908 RR), foram desenvolvidos dois experimentos em campo, nos anos agrícolas 2006/2007 e 2007/2008. Os tratamentos constaram dos herbicidas: lactofen (168 g ha-1), glyphosate (1.080 g ha-1), lactofen + chlorimuronethyl (96 + 10g ha-1), chlorimuron-ethyl + imazethapyr (10 + 70 g ha-1), chlorimuron-ethyl + bentazon (10 + 600 g ha-1), glyphosate + imazethapyr (900 + 70 g ha-1), lactofen + chlorimuronethyl + imazethapyr (96 + 10 + 70 g ha-1) e lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr/ haloxyfop-methyl (96 + 10 + 70 + 60 g ha-1). Além disso, mantiveram-se duas testemunhas sem aplicação de herbicida (capinada e sem capina). O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. O herbicida lactofen aplicado isoladamente e em mistura com chlorimuron-etyl, imazethapyr e haloxyfop-methyl provocou intoxicação inicial às plantas de soja, porém aos 27 dias após aplicação a cultura apresentava-se recuperada. No primeiro ano agrícola, as plantas daninhas foram satisfatoriamente controladas pelos tratamentos químicos. No segundo ano, os tratamentos que resultaram em melhor controle das infestantes foram glyphosate e glyphosate + imazethapyr. Houve redução na altura final das plantas, no segundo ano, tratadas com chlorimuron-ethyl + imazethapyr, lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr e lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr/haloxyfopmethyl. Foi constatada redução na produtividade de grãos da variedade M-SOY 7908 RR tratada com lactofen e com a mistura chlorimuron ethyl + bentazon no primeiro ano. A aplicação de chlorimuron-ethyl + bentazon proporcionou redução na produtividade da variedade M-SOY 8001 no segundo ano.

Preferência para oviposição de Bemisia tabaci (Genn.) biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae) em genótipos de soja, sob condições de campo

Dez genótipos de soja: IAC 100, IAC 74-2832, IAC 90-2971, IAC 78-2318, PI 227687, PI 229358, PI 274454, BR-82 12547, MG/BRS-68 (Vencedora) e FT-5 (Formosa), foram avaliados quanto a resistência, do tipo não-preferência para oviposição, à mosca-branca, Bemisia tabaci (Genn.) biótipo B. O ensaio foi realizado no campo experimental da FCAV/UNESP, Jaboticabal-SP, de outubro de 1999 a janeiro de 2000. Pretendeu-se, ainda, verificar a preferência de oviposição da referida espécie em relação às folhas unifolioladas e trifolioladas, e quanto à posição do folíolo na folha trifoliolada, e estabelecer o número mínimo de folíolos necessários para amostrar adequadamente a oviposição da mosca branca. Constatou-se que a oviposição foi menor nos genótipos BR-82 12547 e IAC 74-2832 em todas as avaliações (15, 30, 45, 65 e 85 dias após a emergência das plantas). As maiores taxas de oviposição ocorreram em IAC 90-2971, IAC 100, PI 227687 e PI 274454. O número médio de ovos depositados por seção de folha pelas fêmeas de B. tabaci biótipo B nas folhas trifolioladas não diferiu significativamente dos obtidos nas unifolioladas, 15 dias após a emergência das plantas (estádios de desenvolvimento entre V3 e V5), em 70% dos genótipos. Quanto à posição dos folíolos, a mosca-branca ovipositou indistintamente sobre os folíolos mediano e laterais. Também o número médio de ovos depositados por área foliar, pela mosca-branca, nos três folíolos da folha trifoliolada não diferiu significativamente da média obtida para dois ou um folíolo desta, o que sugere ser, um folíolo, uma unidade amostral representativa da oviposição de B. tabaci biótipo B em soja.