Avaliação da atividade antimicrobiana das defensinas recombinantes de ervilha (drr230a) e café (cd1) produzidas em Pichia pastoris

The inefficiency of chemical pesticides to control phytopathogenic fungi in agriculture and the frequent incidence of human diseases caused by bacteria which are resistant to antibiotics lead to the search for alternative antimicrobial compounds. In this context, plant defensins are a promising tool for the control of both plant and human pathogenic agents. Plant defensins are cationic peptides of about 50 amino acid residues, rich in cysteine and whose tridimensional structure is considerably conserved among different plant species. These antimicrobial molecules represent an important innate component from plant defense response against pathogens and are expressed in various plant tissues, such as leaves, tubers, flowers, pods and seeds. The present work aimed at the evaluation of the antimicrobial activity of two plant defensins against different phytopathogenic fungi and pathogenic bacteria to humans. The defensin Drr230a, whose gene was isolated from pea (Pisum sativum), and the defensin CD1,whose gene was identified within coffee (Coffea arabica) transcriptome, were subcloned in yeast expression vector and expressed in Pichia pastoris. The gene cd1 was subcloned as two different recombinant forms: CD1tC, containing a six-histidine sequence (6xHis) at the peptide C-terminal region and CD1tN, containing 6xHis coding sequence at the N-terminal region. In the case of the defensin Drr230a, the 6xHis coding sequence was inserted only at the N-terminal region. Assays of the antimicrobial activity of the purified recombinant proteins rDrr230a and rCD1 against Phakopsora pachyrhizi, causal agent of soybean Asian rust, were performed to analyze the in vitro spore germination inhibition and disease severity caused by the fungus in planta. Both recombinant defensins were able to inhibit P. pachyrhizi uredospore germination, with no difference between the antimicrobial action of either CD1tC or CD1tN. Moreover, rDrr230a and rCD1 drastically reduced severity of soybean Asian rust, as demonstrated by in planta assays. In spite of the fact that rCD1 was not able to inhibit proliferation of the human pathogenic bacteria Staplylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae, rCD1 was able to inhibit growth of the phytopathogenic fungus Fusarium tucumaniae, that causes soybean sudden death syndrome. The obtained results show that these plant defensins are useful candidates to be used in plant genetic engineering programs to control agriculture impacting fungal diseases.

Effects of copper on the photosynthesis of intact chloroplasts: interaction with manganese

Highly purified, intact chloroplasts were prepared from pea (Pisum sativum L.) and spinach (Spinacia oleracea L.) following an identical procedure, and were used to investigate the cupric cation inhibition on the photosynthetic activity. In both species, copper inhibition showed a similar inhibitor concentration that decreases the enzyme activity by 50% (IC(50) approximately 1.8 microM) and did not depend on the internal or external phosphate (Pi) concentration, indicating that copper did not interact with the Pi translocator. Fluorescence analysis suggested that the presence of copper did not facilitate photoinhibition, because there were no changes in maximal fluorescence (F(m)) nor in basal fluorescence (F(o)) of copper-treated samples. The electron transport through the photosystem II (PSII) was also not affected (operating efficiency of PSII-F'v/F'm similar in all conditions). Yet, under Cu(2+) stress, the proportion of open PSII reaction centers was dramatically decreased, and the first quinone acceptor (Q(A)) reoxidation was fully inhibited, as demonstrated by the constant photochemical quenching (q(P)) along experiment time. The quantum yield of PSII electron transport (Phi(PSII)) was also clearly affected by copper, and therefore reduced the photochemistry efficiency. Manganese, when added simultaneously with copper, delayed the inhibition, as measured by oxygen evolution and chlorophyll fluorescence, but neither reversed the copper effect when added to copper-inhibited plastids, nor prevented the inhibition of the Hill activity of isolated copper-treated thylakoids. Our results suggest that manganese competed with copper to penetrate the chloroplast envelope. This competition seems to be specific because other divalent cations e.g. magnesium and calcium, did not interfere with the copper action in intact chloroplasts. All results do suggest that, under these conditions, the stroma proteins, such as the Calvin-Benson cycle enzymes or others are the most probable first target for the Cu(2+) action, resulting in the total inhibition of chloroplast photosynthesis and in the consequent unbalanced rate of production and consumption of the reducing power.

Transcriptome-Wide Mapping of Pea Seed Ageing Reveals a Pivotal Role for Genes Related to Oxidative Stress and Programmed Cell Death

Understanding of seed ageing, which leads to viability loss during storage, is vital for ex situ plant conservation and agriculture alike. Yet the potential for regulation at the transcriptional level has not been fully investigated. Here, we studied the relationship between seed viability, gene expression and glutathione redox status during artificial ageing of pea (Pisum sativum) seeds. Transcriptome-wide analysis using microarrays was complemented with qRT-PCR analysis of selected genes and a multilevel analysis of the antioxidant glutathione. Partial degradation of DNA and RNA occurred from the onset of artificial ageing at 60% RH and 50 degrees C, and transcriptome profiling showed that the expression of genes associated with programmed cell death, oxidative stress and protein ubiquitination were altered prior to any sign of viability loss. After 25 days of ageing viability started to decline in conjunction with progressively oxidising cellular conditions, as indicated by a shift of the glutathione redox state towards more positive values (>-190 mV). The unravelling of the molecular basis of seed ageing revealed that transcriptome reprogramming is a key component of the ageing process, which influences the progression of programmed cell death and decline in antioxidant capacity that ultimately lead to seed viability loss.

Antioxidant potential of two Apiaceae plant extracts: a comparative study focused on the phenolic composition

The present study aimed to characterize the extracts prepared from Pimpinella anisum L. (anise) and Coriandrum sativum L. (coriander) (Apiaceae plants) seeds in terms of phenolic composition, and to correlate the obtained profiles with the antioxidant activity. Anise gave the highest abundance in phenolic compounds (42.09± 0.11 mg/g extract), mainly flavonoids (28.08±0.17 mg/g extract) and phenolic acids (14.01±0.06 mg/g extract), and also the highest antioxidant potential, measured by the ability to inhibit lipid peroxidation and β-carotene bleaching, the reducing power and the free radical scavenging activity. Apigenin and luteolin derivatives, as also caffeoylquinic acid derivatives seem to be directly related with the higher in vitro antioxidant potential of the anise extract. In contrast, the lower antioxidant potential of coriander seems to be due to its lower abundance in phenolic compounds (2.24±0.01 mg/g extract). Further studies are necessary to evaluate the in vivo antioxidant potential of the tested extracts, but the in vitro experiments already performed highlight them as potential health promoters.

Aplicações biotecnológicas do supressor de silenciamento de cucumber mosaic virus

Tese de Doutoramento, Ciências Agrárias, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Caracterización y cuantificación de flavonoides en dos especies de Petroselinum con diferentes tratamientos térmicos

En México se consumen dos especies de perejil (Petroselinum crispum y Petroselinum sativum), los cuales contienen diferentes compuestos bioactivos entre los que destacan los flavonoides (apíina, luteolina, apigenina y algunos glucósidos), aceites esenciales (apiol y miristicina), cumarinas (bergapteno, imperatorina, xantotoxina, trioxaleno y angelicina). Estos compuestos fenólicos han demostrado efectos antioxidantes en investigaciones in vitro y se observó el papel importante en la prevención de la patogénesis de algunas enfermedades y su interacción en la inhibición o disminución de radicales libres. La apigenina, el flavonoide mayoritario del perejil, tiene capacidad de inhibir mutaciones en las células de mama, riñón y próstata y efectos antiproliferativos en cáncer de colon, pulmón y melanoma de acuerdo a reportes científicos. Existe evidencia de que los compuestos fenólicos sufren cambios que afectan su biodisponibilidad por acción del calor, también existen reportes de que el calor potencializa el contenido de polifenoles en algunos alimentos, no existe información científica sobre las especies de perejil producidos y consumidos en México, los flavonoides que contienen y sus mecanismos de acción y las características estructurales de los compuestos bioactivos, requeridas para demostrar sus actividades biológicas. Por lo que es pertinente investigar si las especies de perejil que se consumen en nuestro país contienen los compuestos que han sido reportados en otras variedades. Objetivo: Caracterizar y cuantificar el contenido de flavonoides en dos especies de perejil (Petroselinum sativum y Peroselinum crispum) cultivadas en México y evaluar el efecto causado por tratamientos térmicos. Métodos: Se analizaron dos especies de perejil fresco y 12 días después (estado de senescencia). El perejil fresco se sometió a dos tratamientos térmicos: a) inmersión (agua destilada a 100 °C) y se tomaron muestras a 1, 5, 15 y 30 minutos y b) cocción a vapor durante 5, 15 y 30 minutos, como control se estudió el perejil sin ningún tratamiento (0 minutos). Las pruebas que se realizaron fueron la determinación de polifenoles totales, flavonoides totales, pruebas fitoquímicas coloridas para la identificación de grupos funcionales y la identificación y cuantificación de flavonoides por HPLC. Resultados: El contenido de polifenoles, flavonoides y apigenina se encontró principalmente en el extracto líquido debido a que se encontraban en forma de glucósidos los cuales son solubles en agua. Entre las especies de perejil en estado fresco se encontró diferencia significativa (p<0.05) en el contenido de flavonoides totales y apigenina pero no de polifenoles totales. En los productos en estado de senescencia no se encontró diferencia significativa entre las especies en el contenido de polifenoles y flavonoides totales, pero si en el contenido de apigenina. El flavonoide mayoritario en las dos especies de perejil fue la apigenina. Se observó que los tratamientos térmicos aumentan el contenido de compuestos fenólicos, los tiempos prolongados de calor reducen el contenido de estos compuestos bioactivos. Al comparar los tratamientos térmicos se encontró que el mayor incremento de polifenoles, flavonoides y apigenina en el tratamiento térmico por inmersión en agua durante un minuto, siendo mayor en la especie Petroselinum crispum respecto a la muestra control (3 veces en polifenoles totales, 19 veces en flavonoides totales y 135 veces en apigenina). Conclusión: Al comparar el contenido de polifenoles totales de las especies de perejil estudiada con investigaciones de otros países se encontró que el P. crispum presenta un mayor contenido de polifenoles y flavonoides. Los flavonoides en las dos especies de perejil se encuentran en forma de glicósidos principalmente de apigenina. Por último, podemos deducir que los métodos de cocción tienen capacidad de incrementar el contenido de compuestos fenólicos en el perejil.

Estudo como corretivo orgânico de misturas de composto de RSU com borras de café

Mestrado em Engenharia Agronómica - Instituto Superior de Agronomia - UL

Ação inseticida de extrato alcoólico de alho e pimenta-do-reino contra Tenebrio molitor em laboratório.

Esta pesquisa estudou a ação inseticida de extrato alcoólico de alho (Allium sativum L.) e pimenta-do-reino (Piper nigrum L.), já utilizados no controle de pragas em sistemas agroflorestais no nordeste paraense, contra larvas de 4º instar de Tenebrio molitor (Col., Tenebrionidae) em laboratório. Os experimentos foram desenvolvidos no Laboratório de Entomologia da Embrapa Amazônia Oriental, em Belém, Pará. Os extratos alcoólicos de A. sativum e P. nigrum foram obtidos de 50g dos produtos vegetais, colocados em repouso em 200 mL de álcool etílico hidratado (92,8º INPM) por 5 dias. As formulações à base de 50 mL de extrato alcoólico para cada extrato isoladamente e 25 mL de ambos na mistura, com 25mL de sabão líquido cada, foram aplicadas nas concentrações de 1% e 10%, além de um tratamento testemunha com água destilada, em um delineamento experimental inteiramente casualizado, com 20 repetições. Os insetos foram expostos ao tratamento por aplicação tópica com auxílio de micropipetas com pressão e precisão de 0,2 mL e mantidos em placas de Petri com discos de papel de filtro (9,0 cm Ø), providas de pedaços de chuchu para alimentação e armazenadas em câmaras climatizadas, tipo B.O.D, à temperatura de 27 ± 2oC, umidade relativa de 70 ± 5% e fotofase de 12 horas. A mortalidade foi avaliada por 5 dias após a exposição dos mesmos aos tratamentos. Extratos alcoólicos de A. sativum e P. nigrum apresentaram ação inseticida contra larvas de T. molitor, com taxa de mortalidade variando de 60% (1º dia) a 80% (5º dia) na maior dosagem de resposta biológica (10%) do experimento

Alho negro: características e benefícios à saúde.

2016

Rotações de Culturas e Afolhamentos

A rotação de culturas é uma prática agronómica importante em todos os sistemas de agricultura. A alternância de culturas de espécies com características distintas ao nível morfológico (sistema radical), ciclo vegetativo (épocas distintas de sementeira e colheita) e ao nível da sua resistência a pragas e doenças, contribui para o aumento da melhoria das características físicas, químicas e biológicas dos solos. A rotação de culturas pode melhorar a estrutura do solo, quer pela introdução de matéria orgânica, quer pela porosidade biológica criada pelas raízes das culturas. O aumento da porosidade biológica conduzirá a uma maior infiltração da água no solo com consequência na redução do escoamento superficial e portanto, da erosão hídrica. O acréscimo da porosidade biológica no solo pelas raízes é de extrema importância, principalmente em sistemas de mobilização nula (sementeira directa). A utilização de plantas leguminosas, como por exemplo a Vicia sativa L. (vicia ou ervilhaca) a Lupinus luteus L.(tremocilha), o Cicer arietinum L. (grão-de-bico) a Pisum sativum L. (ervilha), etc., na rotação, favorecerá o incremento de azoto no solo, o qual será favorável ao crescimento das gramíneas com redução dos seus custos de produção. Outro aspecto extremamente importante da rotação de culturas prende-se com a melhor distribuição do parque de máquinas e da mão-de-obra ao longo do ano, fazendo-se alternar culturas com épocas de sementeira e de colheita diferentes, como por exemplo o Helianthus annuus L. (girassol) que é uma cultura de primavera-verão, o trigo mole (Triticum aestivum L.) e a cevada dística (Hordeum distichum L.) que são culturas de outono-inverno, etc.

Produção e renda bruta em consórcio de couve-de-folha e coentro com uso de biofertilizante em cultivo protegido.

Neste trabalho foi estudada a consorciação da couve-de-folha com o coentro, com uso de biofertilizante aplicado ao solo.

Caracterização morfológica de isolados de sclerotium cepivorum de alho e cebola no Brasil.

O objetivo deste estudo foi analisar a variabilidade morfológica de isolados do fungo.

Patogenicidade de isolados de espécies de fusarium em grão-de-bico e ervilha.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a patogenicidade de isolados de espécies de fusarium em grão-de-bico e ervilha.

Biofertilizantes afetando a emergência e a massa seca em coentro.

Os biofertilizantes, resultantes da fermentação de estercos ou de material vegetal, são insumos alternativos. Por outro lado, o coentro é uma hortaliça folhosa condimentar de grande expressão socioeconômica no norte e nordeste do Brasil. Objetivou-se testar diferentes biofertilizantes em coentro, cv. Verdão, em casa de vegetação, na Embrapa Amazônia Ocidental (Iranduba-AM), de 12/11/13 a 28/11/13.