Subgenome chromosome walking in wheat: A 450-kb physical contig in Triticum monococcum L. spans the Lr10 resistance locus in hexaploid wheat (Triticum aestivum L.)

For many agronomically important plant genes, only their position on a genetic map is known. In the absence of an efficient transposon tagging system, such genes have to be isolated by map-based cloning. In bread wheat Triticum aestivum, the genome is hexaploid, has a size of 1.6 × 1010 bp, and contains more than 80% of repetitive sequences. So far, this genome complexity has not allowed chromosome walking and positional cloning. Here, we demonstrate that chromosome walking using bacterial artificial chromosome (BAC) clones is possible in the diploid wheat Triticum monococcum (Am genome). BAC end sequences were mostly repetitive and could not be used for the first walking step. New probes corresponding to rare low-copy sequences were efficiently identified by low-pass DNA sequencing of the BACs. Two walking steps resulted in a physical contig of 450 kb on chromosome 1AmS. Genetic mapping of the probes derived from the BAC contig demonstrated perfect colinearity between the physical map of T. monococcum and the genetic map of bread wheat on chromosome 1AS. The contig genetically spans the Lr10 leaf rust disease resistance locus in bread wheat, with 0.13 centimorgans corresponding to 300 kb between the closest flanking markers. Comparison of the genetic to physical distances has shown large variations within 350 kb of the contig. The physical contig can now be used for the isolation of the orthologous regions in bread wheat. Thus, subgenome chromosome walking in wheat can produce large physical contigs and saturate genomic regions to support positional cloning.

Sequence-tagged microsatellite profiling (STMP): a rapid technique for developing SSR markers

We describe a technique, sequence-tagged microsatellite profiling (STMP), to rapidly generate large numbers of simple sequence repeat (SSR) markers from genomic or cDNA. This technique eliminates the need for library screening to identify SSR-containing clones and provides an ∼25-fold increase in sequencing throughput compared to traditional methods. STMP generates short but characteristic nucleotide sequence tags for fragments that are present within a pool of SSR amplicons. These tags are then ligated together to form concatemers for cloning and sequencing. The analysis of thousands of tags gives rise to a representational profile of the abundance and frequency of SSRs within the DNA pool, from which low copy sequences can be identified. As each tag contains sufficient nucleotide sequence for primer design, their conversion into PCR primers allows the amplification of corresponding full-length fragments from the pool of SSR amplicons. These fragments permit the full characterisation of a SSR locus and provide flanking sequence for the development of a microsatellite marker. Alternatively, sequence tag primers can be used to directly amplify corresponding SSR loci from genomic DNA, thereby reducing the cost of developing a microsatellite marker to the synthesis of just one sequence-specific primer. We demonstrate the utility of STMP by the development of SSR markers in bread wheat.

Targeted development of informative microsatellite (SSR) markers

We describe a novel approach, selectively amplified microsatellite (SAM) analysis, for the targeted development of informative simple sequence repeat (SSR) markers. A modified selectively amplified microsatellite polymorphic loci assay is used to generate multi-locus SSR fingerprints that provide a source of polymorphic DNA markers (SAMs) for use in genetic studies. These polymorphisms capture the repeat length variation associated with SSRs and allow their chromosomal location to be determined prior to the expense of isolating and characterising individual loci. SAMs can then be converted to locus-specific SSR markers with the design and synthesis of a single primer specific to the conserved region flanking the repeat. This approach offers a cost-efficient and rapid method for developing SSR markers for predetermined chromosomal locations and of potential informativeness. The high recovery rate of useful SSR markers makes this strategy a valuable tool for population and genetic mapping studies. The utility of SAM analysis was demonstrated by the development of SSR markers in bread wheat.

Innovative analytical strategies for the development of sensor devices and mass spectrometry methods

Il lavoro presentato in questa tesi di Dottorato è incentrato sullo sviluppo di strategie analitiche innovative basate sulla sensoristica e su tecniche di spettrometria di massa in ambito biologico e della sicurezza alimentare. Il primo capitolo tratta lo studio di aspetti metodologici ed applicativi di procedure sensoristiche per l’identificazione e la determinazione di biomarkers associati alla malattia celiaca. In tale ambito, sono stati sviluppati due immunosensori, uno a trasduzione piezoelettrica e uno a trasduzione amperometrica, per la rivelazione di anticorpi anti-transglutaminasi tissutale associati a questa malattia. L’innovazione di questi dispositivi riguarda l’immobilizzazione dell’enzima tTG nella conformazione aperta (Open-tTG), che è stato dimostrato essere quella principalmente coinvolta nella patogenesi. Sulla base dei risultati ottenuti, entrambi i sistemi sviluppati si sono dimostrati una valida alternativa ai test di screening attualmente in uso per la diagnosi della celiachia. Rimanendo sempre nel contesto della malattia celiaca, ulteriore ricerca oggetto di questa tesi di Dottorato, ha riguardato lo sviluppo di metodi affidabili per il controllo di prodotti “gluten-free”. Il secondo capitolo tratta lo sviluppo di un metodo di spettrometria di massa e di un immunosensore competitivo per la rivelazione di prolammine in alimenti “gluten-free”. E’ stato sviluppato un metodo LC-ESI-MS/MS basato su un’analisi target con modalità di acquisizione del segnale selected reaction monitoring per l’identificazione di glutine in diversi cereali potenzialmente tossici per i celiaci. Inoltre ci si è focalizzati su un immunosensore competitivo per la rivelazione di gliadina, come metodo di screening rapido di farine. Entrambi i sistemi sono stati ottimizzati impiegando miscele di farina di riso addizionata di gliadina, avenine, ordeine e secaline nel caso del sistema LC-MS/MS e con sola gliadina nel caso del sensore. Infine i sistemi analitici sono stati validati analizzando sia materie prime (farine) che alimenti (biscotti, pasta, pane, etc.). L’approccio sviluppato in spettrometria di massa apre la strada alla possibilità di sviluppare un test di screening multiplo per la valutazione della sicurezza di prodotti dichiarati “gluten-free”, mentre ulteriori studi dovranno essere svolti per ricercare condizioni di estrazione compatibili con l’immunosaggio competitivo, per ora applicabile solo all’analisi di farine estratte con etanolo. Terzo capitolo di questa tesi riguarda lo sviluppo di nuovi metodi per la rivelazione di HPV, Chlamydia e Gonorrhoeae in fluidi biologici. Si è scelto un substrato costituito da strips di carta in quanto possono costituire una valida piattaforma di rivelazione, offrendo vantaggi grazie al basso costo, alla possibilità di generare dispositivi portatili e di poter visualizzare il risultato visivamente senza la necessità di strumentazioni. La metodologia sviluppata è molto semplice, non prevede l’uso di strumentazione complessa e si basa sull’uso della isothermal rolling-circle amplification per l’amplificazione del target. Inoltre, di fondamentale importanza, è l’utilizzo di nanoparticelle colorate che, essendo state funzionalizzate con una sequenza di DNA complementare al target amplificato derivante dalla RCA, ne permettono la rivelazione a occhio nudo mediante l’uso di filtri di carta. Queste strips sono state testate su campioni reali permettendo una discriminazione tra campioni positivi e negativi in tempi rapidi (10-15 minuti), aprendo una nuova via verso nuovi test altamente competitivi con quelli attualmente sul mercato.

Base de dados de informação nutricional, relacionados com doenças crônicas não transmissíveis, de alimentos comercializados no Brasil

A recente evolução das doenças crônicas não transmissíveis (DCNT), possivelmente associadas às mudanças de hábitos alimentares, tem sido um desafio para a promoção da alimentação saudável em vários países, inclusive no Brasil, onde o sódio tem sido o foco de atenção, pela possibilidade da redução da sua elevada ingestão ser uma das medidas com melhor custo benefício para saúde pública. É necessário conhecer o conteúdo de sódio e de componentes específicos, relacionados às DCNT nos alimentos comercializados no país, para orientar o consumidor na seleção adequada dos alimentos e mesmo para modificar sua composição; no entanto, nas bases de dados, o conteúdo desse mineral está presente em um número reduzido de alimentos. O objetivo da presente pesquisa foi a elaboração de uma base de dados de alimentos processados com componentes específicos associados às DCNT, dando ênfase ao sódio, e avaliar o uso dessa base de dados para estimar a sua ingestão. Informações nutricionais de rótulos e de websites de indústrias de alimentos foram coletadas para inclusão na base de dados, elaborada de acordo com as diretrizes do International collaborative project to compare and monitor the nutritional composition of processed foods, coordenado pelo The George Institute for Global Health (Austrália). A avaliação da variação do conteúdo de sódio foi realizada para alguns alimentos processados presentes na base de dados, considerando os de maior consumo nacional. O conteúdo de sódio em refeições de restaurantes populares de São Paulo foi analisado por espectrofotometria de absorção atômica de chama e estimado pela base de dados elaborada para comparação. Na base de dados estão incluídas informações de 2.319 alimentos distribuídos em 14 grupos. Foi observada grande variação no conteúdo de sódio entre diferentes tipos de pães de forma industrializados, de salsichas, de linguiças, de queijos e iogurtes. O conteúdo de sódio analisado nas refeições (base integral) variou de 215,9 mg a 427,9 mg por 100 kcal, enquanto que o conteúdo de sódio estimado variou de 204,2 mg a 486,8 mg por 100 kcal (418 kJ). A análise do coeficiente de correlação entre valores analíticos e estimados do conteúdo de sódio em refeições mostrou forte correlação entre esses dados para dois restaurantes (r=0,703 e 0,897) e moderada correlação para outros dois (r=0,513 e 0,622) dos cinco restaurantes estudados, indicando que através da base de dados elaborada é possível obter uma estimativa da ingestão de sódio. A importância de se conhecer o conteúdo de sódio de refeições e/ou alimentos está na possibilidade de uso dessas informações para orientar a redução do sal empregado no preparo da refeição, e ampliar para o consumidor informações que permitam identificar alternativas para redução do consumo de sal.

Padrões alimentares praticados por adolescentes: influência de fatores socioeconômicos e relação com o estado nutricional

Introdução: A caracterização dos padrões alimentares dos adolescentes permite analisar os efeitos da dieta como um todo sobre a saúde. Objetivos: Identificar na literatura científica as múltiplas soluções adotadas nas técnicas multivariadas para obtenção de padrões alimentares; Analisar a relação entre os principais padrões alimentares praticados por adolescentes brasileiros com o excesso de peso e obesidade e Analisar a influência de fatores socioeconômicos sobre os principais padrões alimentares praticados por um grupo multiétnico de adolescentes. Métodos: Esta tese foi composta de três artigos. O primeiro corresponde a uma revisão da literatura sobre padrões alimentares estimados por diferentes técnicas multivariadas. Para os demais artigos duas bases de dados foram utilizadas: a Pesquisa de Orçamentos Familiares (POF) de 2008 09 e o estudo Healthy Lifestyle in Europe by Nutrition in Adolescence (HELENA) conduzido em 2006-07. A análise fatorial exploratória foi utilizada para obtenção dos padrões alimentares. O segundo artigo utilizou modelo de regressão logística para verificar a associação entre os escores dos padrões alimentares e o excesso de peso e obesidade ajustado para variáveis socioeconômicas. O terceiro artigo utilizou o modelo de regressão linear para avaliar a associação entre indicadores de renda e escolaridade e os escores dos padrões alimentares. Resultados: Na revisão da literatura foi verificado grande heterogeneidade na escolha dos critérios adotados durante as múltiplas etapas das técnicas multivariadas. No segundo manuscrito, foi verificado que quanto maior a adesão ao Padrão Lanches e ao Padrão Snacks maior a chance de estar com excesso de peso e obesidade. No terceiro manuscrito, 10 padrões alimentares foram identificados entre adolescentes de áreas urbanas no Brasil e Europa. Entre os adolescentes brasileiros, maiores níveis socioeconômicos e educacionais da pessoa de referência do domicílio foram associados positivamente com o padrão composto por queijo, cereais matinais, frutas e sucos de fruta, leite e derivados. Entre os adolescentes europeus, maiores níveis socioeconômicos e maior educação das mães foram positivamente associados ao padrão composto por bebidas lácteas, cereais matinais; leite e derivados, manteiga e margarina, além disso, maiores níveis socioeconômicos também foram negativamente associados com o padrão composto por óleos vegetais, nozes, sementes, pão, carnes, leguminosas, hortaliças e tubérculos, ovos e os maiores níveis de de educação materna foram associados negativamente com o padrão composto por pão; carne; bebidas açúcaradas e salgadinhos. Conclusão: Os achados mostraram a elevada prática de padrões alimentares baseados em alimentos com altas concentrações de gorduras e açúcares os quais estão sendo responsáveis pelo aumento no excesso de peso e obesidade entre os adolescentes brasileiros. No geral, os adolescentes que possuíram maior renda ou bens materiais e maior nível de escolaridade do adulto responsável praticaram padrões alimentares um pouco mais saudáveis. No entanto, no Brasil a maior escolaridade da pessoa de referência do domicílio por si só não está diretamente associada a melhores práticas alimentares entre os adolescentes, o contrário do que acontece na Europa. Sendo assim, o maior acesso à renda e a maior escolaridade dos responsáveis desempenham um papel importante na adoção de padrões alimentares mais saudáveis entre os adolescentes.

Efeito das farinhas de jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart.) in natura e extrusada no metabolismo lipídico e parâmetros fermentativos em hamsters e resposta glicêmica em humanos após a extrusão

Introdução: A polpa farinácea do jatobá-do-cerrado (Hymenaea stigonocarpa Mart.) apresenta alto teor de fibra alimentar, em média 60 g/100 g, que são importantes para a redução do risco e controle de doenças crônicas não transmissíveis (DCNT). A extrusão termoplástica neutraliza aromas intensos, proporciona a formação de amido resistente, aumenta a fibra alimentar solúvel e melhora a textura do produto final. Objetivo: Estudar o efeito das farinhas de jatobá-do-cerrado in natura (FIN) e extrusada (FE) no metabolismo lipídico e parâmetros fermentativos em hamsters, bem como verificar a resposta glicêmica em humanos após a extrusão. Métodos: Processo de extrusão: velocidade de 200 rpm; matriz com 4 mm de diâmetro; taxa de compressão 3:1; alimentação constante de 70 gramas/minuto; temperatura de 150 °C; proporção farinha de jatobá-do-cerrado e amido de milho: 70:30 por cento e umidade a 25 por cento . Foi realizado um experimento animal com hamsters durante 21 dias, em que se analisou alguns parâmetros do metabolismo lipídico e colônico (fermentativos) dos animais, divididos em quatro grupos experimentais, se diferenciando pela dieta. As dietas controle (GC), in natura (GFI) e extrusada (GFE) eram hipercolesterolemizantes (13,5 por cento de gordura de coco e 0,1 por cento de colesterol) e a dieta referência (GR) com óleo de soja como fonte lipídica, não. Todas as dietas apresentavam 15 por cento de fibra alimentar, sendo que as dietas GR e GC tinham como fonte de fibra a celulose, e as dietas GFI e GFE tiveram as próprias fibras como fonte. A resposta glicêmica em humanos foi verificada por meio do ensaio do índice glicêmico e carga glicêmica da FE, com dez voluntários saudáveis que consumiram 25 gramas de carboidratos disponíveis do alimento teste (farinha extrusada) ou do pão branco como alimento controle. Resultados: Não foi observada diferença significativa entre o peso final, ingestão diária média e total, ganho de peso e CEA entre os animais dos quatro grupos. A concentração de triglicerídeos foi menor em 41 por cento e 38 por cento nos animais que receberam as dietas GFI e GFE, em relação aqueles que receberam a dieta GC, assim como também para o colesterol total (55 por cento e 47 por cento ), LDL-c (70 por cento e 53 por cento ) e não-HDL-c (63 por cento e 49 por cento ) séricos, lipídeos totais hepáticos (39 por cento e 45 por cento ) e o peso dos fígados dos animais também foi menor (21 por cento em ambos os grupos). Não houve diferença no colesterol hepático e excretado nas fezes dos animais dos quatro grupos. Os animais do GFE excretaram 57 por cento mais ácidos biliares nas fezes que os animais do GC. Com relação aos parâmetros fermentativos, observou-se maior excreção de fibras (1,24 ± 0,08 e 1,52 ± 0,09 gramas) nos animais dos grupos GR e GC respectivamente, em relação aos do GFI e GFE (0,50 e 0,48 gramas), porém o escore fecal (3,50 ± 0,19 e 3,38 ± 0,18) e o grau de fermentação (54 e 52 por cento ) foi maior nos animais dos grupos GFI e GFE. Houve uma maior produção de AGCC no ceco dos animais dos grupos GFI e GFE (80 e 57,5 µmol/g de ceco respectivamente) e maior diminuição do pH no conteúdo cecal nos animais do grupo GFI (7,49 ± 0,10), em relação ao GC (8,06 ± 0,13). Os ácidos acético e propiônico, estiveram presentes em maior quantidade no ceco dos animais dos grupos GFI (58,5 e 6,1 µmol/g de ceco) e GFE (42,5 e 6,6 µmol/g de ceco) e os animais do GFI produziram mais ácido butírico (15 µmol/g de ceco), em relação aos demais grupos. Quanto à resposta glicêmica da farinha pós extrusão, não houve diferença entre a área de resposta glicêmica da farinha extrusada e do pão branco, o índice glicêmico da farinha extrusada (glicose como controle) foi classificado como moderado, e a carga glicêmica (na porção de 30 gramas), baixa. Conclusão: As FIN e FE favoreceram a redução do colesterol total, LDL-c, não-HDL-c e dos triglicerídeos séricos, além da diminuição do acúmulo de lipídeos hepáticos. Foi observado também aumento expressivo na formação de AGCC e no grau de fermentação. A FE proporcionou um aumento na excreção de ácidos biliares nas fezes e apresentou índice glicêmico moderado e baixa carga glicêmica.

Efeito da adição de amido resistente de milho e enzimas sobre as propriedades da massa de pão e as propriedades físicas do pão de forma.

O amido resistente de milho (ARM) não é digerido em humanos fornecendo benefícios para a saúde tais como redução do colesterol, do índice glicêmico e fermentação no cólon. Porém, a substituição parcial de farinha de trigo (FT) por ARM em massa de pão resulta na diluição do glúten prejudicando a qualidade do produto. Massa de pão foi produzida com 12,5 g/100g de ARM e os efeitos das enzimas glicose-oxidase (Gox), tranglutaminase (TG) e xilanase (HE) na massa foram estudados. Massa produzida sem ARM e sem enzimas foi considerada padrão e massa produzida com ARM e sem enzimas foi considerada controle para comparação. Uma metodologia foi desenvolvida para medir o torque durante o amassamento em grande escala, utilizando um reômetro dinâmico adaptado. As propriedades reológicas foram avaliadas nos testes de medidas descritivas de textura, adesividade Chen-Hoseney, extensão uniaxial Kieffer, extensão biaxial e testes oscilatórios em reômetro. Pão produzido de acordo com as formulações padrão, controle e ótima foi avaliado com relação ao volume específico (VEP), firmeza do miolo, cor e análise sensorial para o atributo preferência. As três enzimas testadas influenciaram positivamente o torque máximo atingido durante o amassamento que variou entre (8,36 e 9,38) N m. Gox e TG apresentaram efeito positivo na altura máxima desenvolvida pela massa medida em reofermentógrafo enquanto que o efeito da HE foi negativo. Uma formulação com ARM e enzimas apresentou desempenho de panificação similar a massa padrão (altura máxima ajustada igual a (45,5 ± 3,9) mm), correspondente a adição de (4, 2,5 e 0,5) mg/100g de TG, Gox e HE respectivamente (ótima). A formulação ótima apresentou adesividade, trabalho de adesão, coesividade, dureza, resiliência, resistência à extensão e extensibilidade similares a massa padrão e diferentes da massa controle. As enzimas aumentaram o índice de strain hardening reduzido pela adição de ARM. Para o pão de forma, o VEP variou entre (3,16 e 3,64) cm3/g (diferença não significativa) e o pão produzido com a formulação ótima foi o mais escolhido como preferido. Durante o armazenamento por até 7 dias, o ARM diminuiu a taxa de envelhecimento do pão enquanto que as enzimas apresentaram efeito oposto. Em geral, a substituição parcial de FT por ARM reduziu a elasticidade da massa diminuindo a qualidade do pão enquanto que as enzimas minimizaram esse efeito.

Desenvolvimento de embalagem biodegradável ativa a base de fécula de mandioca e agentes antimicrobianos naturais.

Aliado ao fato dos biomateriais ainda serem pouco explorados pelas indústrias alimentícias, este trabalho propôs o desenvolvimento de embalagens que sejam, além de biodegradáveis, também ativas através do uso de um agente antimicrobiano natural capaz de inibir a proliferação de fungos correntes em produtos de panificação (Penicillium commune e Eurotium amstelodami). Primeiramente, filmes biodegradáveis a base de fécula de mandioca foram elaborados pela técnica de casting, usando açúcares e glicerol como plastificantes. O aumento do conteúdo de glicerol causou diminuição da resistência máxima à tração e elevação dos valores de propriedades de barreira. Numa segunda etapa do trabalho, a introdução de nanopartículas de argila esmectita influenciou positivamente as propriedades de barreira dos filmes, devido à diminuição observada nos valores de permeabilidade ao vapor de água e coeficiente de permeabilidade ao oxigênio. Nesta fase, a variação do conteúdo de glicerol também afetou significativamente as propriedades mecânicas e de barreira dos filmes biodegradáveis. As concentrações inibitórias mínimas dos óleos essenciais de cravo e de canela contra os fungos estudados foram definidas e o óleo essencial de canela foi selecionado, para ser incorporado aos filmes biodegradáveis, em três conteúdos distintos, pois foi o composto que mostrou uma inibição mais eficiente. A atividade antimicrobiana dos filmes biodegradáveis com incorporação de óleo essencial de canela foi testada sobre os micro-organismos escolhidos através de testes de difusão em halo, cujos resultados foram suficientes para demonstrar o potencial ativo da embalagem desenvolvida. Como método alternativo de incorporação do agente antimicrobiano, gás carbônico (CO2) em estado supercrítico foi utilizado como solvente. Os resultados obtidos foram promissores, uma vez que se observou incorporação de agente antimicrobiano dentro da matriz polimérica em quantidade suficiente para inibir a proliferação dos fungos testados.

Active packaging for fresh food based on the release of carvacrol and thymol

Active packaging is becoming an emerging food technology to improve quality and safety of food products. One of the most common approaches is based on the release of antioxidant/antimicrobial compounds from the packaging material. In this work an antifungal active packaging system based on the release of carvacrol and thymol was optimized to increase the post-harvest shelf life of fresh strawberries and bread during storage. Thermal properties of the developed packaging material were determined by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Volatile compounds in food samples contained in active packaging systems were monitored by using headspace solid phase microextraction followed by gas chromatography analysis (HS-SPME-GC-MS) at controlled conditions. The obtained results provided evidences that exposure to carvacrol and thymol is an effective way to enlarge the quality of strawberries and bread samples during distribution and sale.

Carvacrol and thymol for fresh food packaging

Active packaging is becoming an emerging food technology to improve quality and safety of food products. One of the most common approaches is based on the release of antioxidant/antimicrobial compounds from the packaging material. In this work an antifungal active packaging system based on the release of carvacrol and thymol was optimized to increase the post-harvest shelf life of fresh strawberries and bread during storage. Thermal properties of the developed packaging material were determined by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TGA). Volatile compounds in food samples contained in active packaging systems were monitored by using headspace solid phase microextraction followed by gas chromatography analysis (HS-SPMEGC-MS) at controlled conditions. The obtained results provided evidences that exposure to carvacrol and thymol is an effective way to enlarge the quality of strawberries and bread samples during distribution and sale.

1987 census of manufactures.

Mode of access: Internet.

Cook book /

Includes recipes for Mexican, English, and German dishes; some recipes include wine or liquor as an ingredient. Sample recipes: Buttermilk bread from the far South, Scalloped oysters, English plum pudding, Temperance punch.

The Akron cook book.

Includes household hints; recipes for English, French, Spanish, and Norwegian dishes. Sample recipes: English beef pudding, Fruit bread, Ammonia cookies, Mustard pickles.

The Rowley cook book : true and tried recipes /

Includes recipes for Swedish, Italian, English, and Irish dishes. Sample recipes: Swedish coffee bread, Quahaug pot pie, Soft sugar gingerbread, Rowley baked beans for camping.