Characterization of polyphenol oxidase in two cocoa (Theobroma cacao L.) cultivars produced in the south of Bahia, Brazil

Abstract The reactions leading to the formation of precursors of chocolate flavor are performed by endogenous enzymes present in the cocoa seed. Polyphenol oxidase (PPO) presence and activity during fermentation of cocoa beans is responsible for the development of flavor precursors and is also implicated in the reduction of bitterness and astringency. However, the reliability of cocoa enzyme activities is complicated due to variations in different genotypes, geographical origins and methods of fermentation. In addition, there is still a lack of systematic studies comparing different cocoa cultivars. So, the present study was designed to characterize the activity of PPO in the pulp and seeds of two cocoa cultivars, PH 16 and TSH 1188. The PPO activity was determined spectrophotometrically and characterized as the optimal substrate concentration, pH and temperature and the results were correlated with the conditions during the fermentation process. The results showed the specificity and differences between the two cocoa cultivars and between the pulp and seeds of each cultivar. It is suggested that specific criteria must be adopted for each cultivar, based on the optimal PPO parameters, to prolong the period of maximum PPO activity during fermentation, contributing to the improvement of the quality of cocoa beans.

Efeito do tratamento de sementes e da profundidade de semeadura no desenvolvimento de plantas de aveia-branca (Avena sativa L.) e a microflora da rizosfera e do rizoplano

O estado do Paraná é um dos maiores produtores nacionais de grãos de aveia-branca (Avena sativa L.), com expressivo aumento na área cultivada a cada ano. O presente estudo foi realizado no município de Londrina, PR, onde foram desenvolvidos ensaios de laboratório e campo. O objetivo foi avaliar o efeito do tratamento de sementes e a profundidade de semeadura, na emergência das pl��ntulas, no desenvolvimento das plantas, na população de microrganismos da rizosfera e rizoplano da área de desenvolvimento das plantas e na produção de grãos de aveia. As sementes de aveia-branca, cultivar OR-11, foram semeadas nas profundidades de 3cm, 5cm e 8cm. Foram utilizados os seguintes fungicidas nas doses (g.i.a./100kg de sementes), carboxim+thiram (93,7g+93,7g), thiram (210g) e triadimenol (50g) e o produto biol��gico kodiak C (Bacillus subtilis) (60g). Os tratamentos com os fungicidas e o produto biol��gico, controlaram os fungos presentes nas sementes, como: Fusarium avenae, Colletotrichum graminicola e Helminthosporium avenae e melhoram o desenvolvimento das plantas e a microbiota do solo, sendo esse variável com a profundidade de semeadura e o tratamento.

Efeito do retardamento da colheita sobre a qualidade fisiol��gica de sementes de aveia-branca (Avena sativa L.)

Com o objetivo de avaliar o efeito do atraso da colheita na qualidade fisiol��gica de sementes de quatro cultivares de aveia-branca (Avena sativa L.), foi instalado um experimento no Centro Agropecuário da Palma CAP/UFPel, no ano agrícola 1999/2000. Utilizou-se uma combinação fatorial de quatro cultivares (CTC 5, UPF 18, UFRGS 15 e UFRGS 19) e sete épocas de colheita, em delineamento experimental blocos completos casualizados, com três repetições. As colheitas iniciaram quando as panículas estavam com a umidade em torno de 30% (maturação fisiol��gica) e as demais colheitas a intervalos regulares de sete dias. Avaliou-se os teores de umidade, rendimento de sementes, percentagem de germinação, teste de envelhecimento acelerado, primeira contagem do teste de envelhecimento acelerado, índice de velocidade de germinação, peso de mil sementes, teor de proteína e rendimento industrial, em cada época de colheita. A umidade das sementes decresceu acentuadamente até 14 dias após a maturação fisiol��gica, em todas as cultivares. O retardamento da colheita ocasionou uma redução do rendimento de sementes de 30kg/ha por dia de atraso, a partir da maturação fisiol��gica. Não se verificou efeito do retardamento da colheita na percentagem de germinação, índice de velocidade de emergência, peso de mil sementes, rendi-mento industrial e teor de proteína. O vigor das sementes de aveia-branca, medido pelos testes de envelhecimento acelerado e de primeira contagem, diminui a medida que a colheita foi atrasada.

Desempenho de sementes nuas e peletizadas de alface (Lactuca sativa L.) submetidas a estresses hídrico e térmico

A alface é a hortaliça folhosa de maior importância na alimentação dos brasileiros. Seu plantio é feito por meio de sementes, cujo tamanho reduzido dificulta o seu manuseio. Al��m disto, essas sementes apresentam dificuldades na germinação quando submetidas a condições desfavoráveis de umidade e temperatura. O presente trabalho teve como objetivo estudar o desempenho fisiol��gico de sementes nuas e peletizadas de alface da cv. Karla sob diferentes potenciais hídricos e temperaturas. As sementes foram colocadas para germinar sobre papel filtro umedecido com solução de polietileno glicol (PEG 6000), nos níveis de zero, -0,3; -0,6; e -0,9MPa, associados às temperaturas de 20, 25, 30 e 35ºC. A qualidade fisiol��gica das sementes foi avaliada por meio do teste de germinação, primeira contagem e índice de velocidade de germinação. Concluiu-se que para potenciais hídricos menores ou iguais a -0,3MPa e nas temperaturas iguais ou superiores a 25ºC ocorreu redução na velocidade e porcentagem de germinação de sementes de alface da cv. Karla. O potencial hídrico de -0,9MPa e/ou a temperatura de 35ºC impediram a germinação das sementes nuas e peletizadas. As sementes nuas tiveram maior redução na qualidade fisiol��gica do que as sementes peletizadas, quando submetidas a condições de estresses hídrico e térmico.

Envelhecimento acelerado em sementes de rúcula (Eruca sativa L.)

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência do teste de envelhecimento acelerado para a determinação do potencial fisiol��gico de sementes de rúcula. Foram utilizados cinco lotes de sementes, submetidos aos testes de germinação, primeira contagem da germinação, emergência de pl��ntulas, velocidade de germinação e de emergência de pl��ntulas e envelhecimento acelerado, empregando-se os períodos de exposição de 48, 72 e 96 horas, nas temperaturas de 41ºC ou 45ºC, com e sem o uso de solução saturada de NaCl. O teste de envelhecimento acelerado permite classificar lotes de sementes de rúcula em diferentes níveis de vigor e dentre os procedimentos adotados, o período de exposição de 48 horas a 41ºC, com o uso de água ou de solução saturada de NaCl, é adequado para avaliação do potencial fisiol��gico de sementes de rúcula.

Vigor de sementes de rúcula (Eruca sativa L.) pelo este de deterioração controlada

O presente trabalho teve o objetivo de estudar procedimentos para condução do teste de deterioração controlada para determinar o potencial fisiol��gico de sementes de rúcula. Foram utilizados dois lotes de sementes envelhecidos artificialmente, obtendo-se para cada lote, seis níveis de qualidade. As sementes foram submetidos aos testes de germinação, primeira contagem da germinação, comprimento de pl��ntulas, classificação de vigor de pl��ntulas, envelhecimento acelerado com e sem solução saturada de NaCl, emergência em campo e deterioração controlada. Para determinação da melhor combinação de temperatura e teor de água a serem utilizados no teste de deterioração controlada foram testadas duas temperaturas (41 e 45ºC) e dois níveis de teor de água (20 e 24%). O teste de deterioração controlada conduzido a 41ºC, com umidade das sementes de 20% e período de exposição de 24h é eficiente para avaliar o potencial fisiol��gico de sementes de rúcula.

Qualidade fisiol��gica de sementes e crescimento de pl��ntulas de alface (Lactuca sativa L.) submetidas ao nitrogênio

Para se obter sementes de alta qualidade é indispensável a realização de adubação mineral adequada, devido ao fato desta ser importante para a planta se desenvolver e reproduzir, pois sua disponibilidade influencia o vigor e a qualidade fisiol��gica das sementes e, conseqüentemente, o crescimento de pl��ntulas. O objetivo nessa pesquisa foi avaliar a qualidade fisiol��gica das sementes e o crescimento de pl��ntulas de alface na presença e ausência da solução nutritiva completa, com ênfase ao macro-nutriente nitrogênio. O experimento foi realizado no Laboratório de Sementes e na casa-de-vegetação do Departamento de Botânica da Universidade Federal de Pelotas (UFPel). O ensaio foi constituído de três tratamentos: solução nutritiva de Hoagland com ½ força; solução nutritiva de Hoagland com ½ força menos o macro-elemento nitrogênio e água (controle). Foram efetuados os seguintes testes: germinação (TG), primeira contagem de germinação (PCG), índice de velocidade de germinação (IVG) condutividade el��trica (CE), emergência de pl��ntulas (E), índice de velocidade de emergência (IVE), comprimento da parte aérea (PA) e do sistema radicular (SR), massas fresca (MF) e seca (MS) da PA e do SR de pl��ntulas, área foliar, número de folhas, e determinação do teor de pigmentos (clorofilas). O delineamento experimental utilizado foi completamente casualizado, com três repetições. As médias foram comparadas pelo teste de Tukey (p< 5%). As utilizações de solução nutritiva completa e sem nitrogênio não interfere na viabilidade e no vigor das sementes de alface cv. Regina, nos testes realizados em condições laboratoriais. No entanto, em condições de casa-de-vegetação, a solução nutritiva completa incrementou significativamente o comprimento da parte aérea, a massa fresca e seca da parte aérea e raízes, aumentando também a área foliar e o número de folhas por pl��ntula, aos 21 dias após a emergência. Os demais testes analisados, não foram influenciados pelos tratamentos.

Uso de técnicas isotópicas de 15 N aplicadas al estudio de la fijación biol��gica de nitrógeno en el cultivo de alfalfa (Medicago sativa L.) en La Comarca Lagunera, México

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Microbiología) UANL

Modificación en los ambientes espectrales de crecimiento y su efecto sobre el comportamiento fisiol��gico y productividad de lactuca sativa L. y spinacia oleracea L.

Tesis (Doctorado en Ciencias Biol��gicas con Especialidad en Botánica) UANL

Chill unit models for blackcurrant (Ribes nigrum L.) cultivars 'Ben Gairn', 'Ben Hope' and 'Ben Tirran'

Temperate-zone crops require a period of winter chilling to terminate dormancy and ensure adequate bud break the following spring. The exact chilling requirement of blackcurrant (Ribes nigrum), a commercially important crop in northern Europe, is relatively unknown. Chill unit models have been successfully utilized to determine the optimum chilling temperature of a range of crops, with one chill unit equating to I h exposure to the optimum temperature for chill satisfaction. Two-year-old R. nigrum plants of the cultivars 'Ben Gairn', 'Ben Hope' and 'Ben Tirran' were exposed to temperatures of -10.1 degrees C. -3.4 degrees C. 0.1 degrees C, 1.5 degrees C, 2.1 degrees C, 3.4 degrees C or 8.9 degrees C (+/- 0.7 degrees C) for durations of 0, 2, 4, 6, 8 or 10 weeks and multiple regression analyses used to determine the optimum temperature for chill satisfaction. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Response to zinc deficiency of two rice lines with contrasting tolerance is determined by root growth maintenance and organic acid exudation rates, and not by zinc-transporter activity

Zinc (Zn)-deficient soils constrain rice (Oryza sativa) production and cause Zn malnutrition. The identification of Zn-deficiency-tolerant rice lines indicates that breeding might overcome these constraints. Here, we seek to identify processes underlying Zn-deficiency tolerance in rice at the physiological and transcriptional levels. A Zn-deficiency-tolerant line RIL46 acquires Zn more efficiently and produces more biomass than its nontolerant maternal line (IR74) at low Zn(ext) under field conditions. We tested if this was the result of increased expression of Zn(2+) transporters; increased root exudation of deoxymugineic acid (DMA) or low-molecular-weight organic acids (LMWOAs); and/or increased root production. Experiments were performed in field and controlled environment conditions. There was little genotypic variation in transcript abundance of Zn-responsive root Zn(2+)-transporters between the RIL46 and IR74. However, root exudation of DMA and LMWOA was greater in RIL46, coinciding with increased root expression of putative ligand-efflux genes. Adventitious root production was maintained in RIL46 at low Zn(ext), correlating with altered expression of root-specific auxin-responsive genes. Zinc-deficiency tolerance in RIL46 is most likely the result of maintenance of root growth, increased efflux of Zn ligands, and increased uptake of Zn-ligand complexes at low Zn(ext); these traits are potential breeding targets.

Characterisation, immunolocalisation and antifungal activity of a lipid transfer protein from chili pepper (Capsicum annuum) seeds with novel alpha-amylase inhibitory properties

Lipid transfer proteins (LTPs) were thus named because they facilitate the transfer of lipids between membranes in vitro. This study was triggered by the characterization of a 9-kDa LTP from Capsicum annuum seeds that we call Ca-LTP(1). Ca-LTP(1) was repurified, and in the last chromatographic purification step, propanol was used as the solvent in place of acetonitrile to maintain the protein`s biological activity. Bidimensional electrophoresis of the 9-kDa band, which corresponds to the purified Ca-LTP(1), showed the presence of three isoforms with isoelectric points (pIs) of 6.0, 8.5 and 9.5. Circular dichroism (CD) analysis suggested a predominance of alpha-helices, as expected for the structure of an LTP family member. LTPs immunorelated to Ca-LTP(1) from C. annuum were also detected by western blotting in exudates released from C. annuum seeds and also in other Capsicum species. The tissue and subcellular localization of Ca-LTP(1) indicated that it was mainly localized within dense vesicles. In addition, isolated Ca-LTP(1) exhibited antifungal activity against Colletotrichum lindemunthianum, and especially against Candida tropicalis, causing several morphological changes to the cells including the formation of pseudohyphae. Ca-LTP(1) also caused the yeast plasma membrane to be permeable to the dye SYTOX green, as verified by fluorescence microscopy. We also found that Ca-LTP(1) is able to inhibit mammalian alpha-amylase activity in vitro.

Genética e mapeamento molecular da resistência parcial à ferrugem da folha da aveia (Avena sativa L.)

A ferrugem da folha é a mol��stia de maior importância econômica para a cultura da aveia e a resistência qualitativa, geralmente utilizada para o seu controle, apresenta pouca durabilidade. A utilização de resistência parcial, caracterizada pelo progresso lento da mol��stia, tem sido reconhecida como alternativa para obtenção de genótipos com resistência mais durável. Os objetivos deste trabalho foram determinar o progresso da ferrugem, o controle genético da resistência, e identificar marcadores moleculares associados a essa resistência, em várias gerações e anos. Populações F2, F3, F4, F5 e F6 do cruzamento UFRGS7/UFRGS910906 (sucetível/parcialmente resistente) (1998, 1999 e 2000) e F2 do cruzamento UFRGS7/UFRGS922003 (1998), foram avaliadas a campo quanto à porcentagem de área foliar infectada, para determinar a área sob a curva do progresso da doença (ASCPD). Mapeamento molecular, com marcadores AFLP (amplified fragment length polymorphism), foi realizado em F2 e F6, do primeiro cruzamento, identificando marcadores associados à resistência quantitativa (“quantitative resistance loci” ou QRLs). Resultados de três anos evidenciaram alta influência do ambiente na expressão da resistência, apresentando, entretanto, variabilidade genética para resistência parcial nas populações segregantes. A distribuição de freqüências do caráter ASCPD nas linhas recombinantes F5 e F6 foi contínua, indicando a presença de vários genes de pequeno efeito em seu controle. Estimativas de herdabilidade variaram de moderada a alta. O mapa molecular F2 foi construído com 250 marcadores, em 37 grupos de ligação, e o mapa F6 com 86 marcadores em 17 grupos de ligação. Cinco QRLs foram identificados na F2 e três na F6. O QRL identificado na F6, pelo marcador PaaMtt340 apresentou consistência em dois ambientes.

Identificação de genes de resistência à brusone (Magnaporthe grisea) em cultivares de arroz (Oryza sativa) utilizando marcadores moleculares

A brusone, causada por Magnaporthe grisea, é a doença mais importante do arroz. Uma vez que, o uso de cultivares resistentes é o método mais efetivo para o controle da doença, a pesquisa visa a identificação de novos genes que confiram resistência mais durável. O objetivo deste trabalho foi a identificação de cultivares que contenham os genes de resistência Pi-1, Pi-2 e Pi-11 utilizando marcadores moleculares. RG64, um marcador RFLP baseado em PCR, foi utilizado para verificar a presença do gene Pi-2 em 250 cultivares de arroz. Trinta e três cultivares apresentaram o mesmo perfil eletroforético da linha-quaseisogênica (NIL) C101A51, que contém o gene Pi-2. Verificou-se que 28 cultivares foram resistentes aos isolados inoculados, indicando que RG64 possui alta eficiência para a seleção de cultivares que contêm o gene Pi-2. Três marcadores microssatélites (RM) foram utilizados para verificar a presença do gene Pi-1 em 104 cultivares de arroz. Trinta cultivares, analisadas com RM254, apresentaram o mesmo perfil da NIL C104LAC, que contém o gene Pi-1. Verificou-se que 19 cultivares foram resistentes aos isolados inoculados. Três marcadores microssatélites foram utilizados para verificar a presença do gene Pi-11 em 104 cultivares de arroz. Oito cultivares, analisadas com RM210, apresentaram o mesmo perfil da NIL IR1529, que contém o gene Pi-11, mas somente uma foi resistente. Com exceção do RM254, os demais marcadores microssatélites tiveram baixa eficiência de seleção de cultivares com o mesmo perfil das NILs. Estes resultados indicam que o uso de marcadores moleculares pode ser útil para acelerar o processo de lançamento de cultivares com resistência à brusone. No entanto, ainda é preciso aumentar a eficiência de seleção, através de marcadores microssatélites com localização cromossomal mais próxima dos genes Pi-1 e Pi- 11. Em um futuro próximo, isto poderá ser possível com a disponibilização de mapas moleculares de maior resolução.