Efeitos da microgravidade em plantas de cana-de-açúcar

Sugarcane (Saccharum spp.) is a plant from Poaceae family that has an impressive ability to accumulate sucrose in the stalk, making it a significant component of the economy of many countries. About 100 countries produce sugarcane in an area of 22 million hectares worldwide. For this reason, many studies have been done using sugarcane as a plant model in order to improve production. A change in gravity may be one kind of abiotic stress, since it generates rapid responses after stimulation. In this work we decided to investigate the possible morphophysiological, biochemical and molecular changes resulting from microgravity. Here, we present the contributions of an experiment where sugarcane plants were submitted to microgravity flight using a vehicle VSB-30, a sounding rocket developed by Aeronautics and Space Institute teams, in cooperation with the German Space Agency. Sugarcane plants with 10 days older were submitted to a period of six minutes of microgravity using the VSB-30 rocket. The morphophysiological analyses of roots and leaves showed that plants submitted to the flight showed changes in the conduction tissues, irregular pattern of arrangement of vascular bundles and thickening of the cell walls, among other anatomical changes that indicate that the morphology of the plants was substantially influenced by gravitational stimulation, besides the accumulation of hydrogen peroxide, an important signaling molecule in stress conditions. We carried out RNA extraction and sequencing using Illumina platform. Plants subjected to microgravity also showed changes in enzyme activity. It was observed an increased in superoxide dismutase activity in leaves and a decreased in its activity in roots as well as for ascorbate peroxidase activity. Thus, it was concluded that the changes in gravity were perceived by plants, and that microgravity environment triggered changes associated with a reactive oxygen specie signaling process. This work has helped the understanding of how the gravity affects the structural organization of the plants, by comparing the anatomy of plants subjected to microgravity and plants grown in 1g gravity

Aplicação de radiação gama a Ginkgo biloba L. e avaliação da sua composição química através de técnicas cromatográficas

A irradiação é uma técnica de conservação acreditada para ingredientes secos e representa quase 50% do mercado mundial relativamente à desinfestação póscolheita (~186 000 ton). Para além da sua aplicabilidade para conservação apresentase também, como uma solução adequada para o tratamento pós-colheita de plantas medicinais, a fim de garantir a sua descontaminação [1,2]. Neste estudo, foram avaliados os efeitos da radiação gama (1 e 10 kGy) na composição química de amostras de Ginkgo biloba L. desidratadas. Foram analisadas moléculas lipofílicas e hidrofílicas utilizando técnicas cromatográficas acopladas a diferentes detetores. Os açúcares livres foram analisados por HPLC-RI, os ácidos gordos por GC-FID, os ácidos orgânicos por HPLC-PDA e os tocoferois por HPLC-fluorescência. De acordo com os resultados obtidos foi evidente a preservação dos ácidos gordos, dos vitâmeros γ- e δ-tocoferol, da frutose, trealose e dos ácidos quínico e shikímico. Em particular, a dose de 1 kGy manteve o teor em α-tocoferol e em ácidos oxálico e málico, enquanto que a dose de 10 kGy diminuiu a concentração de α-tocoferol, glucose, sacarose e ácidos oxálico e málico. Deste modo e numa avaliação geral, 1 kGy seria a dose recomendada para manter o perfil químico relativo a estas moléculas no Gingko biloba L.

Caracterização cromatográfica de moléculas bioativas em frutos silvestres de Fragaria vesca L.

Fragaria vesca L., morango silvestre, pertence à família das Rosaceae e é comumente encontrada nas bermas e taludes [1]. Os seus frutos pequenos e de sabor doce podem ser consumidos em fresco como uma fonte de vitamina C, ou em infusões muito utilizadas no tratamento de vários transtornos intestinais [2]. No presente trabalho, os frutos de F. vesca silvestre foram caracterizados em termos de valor nutricional (hidratos de carbono, proteínas, gordura, cinzas e valor energético), teor em fibra alimentar e perfil em ácidos gordos. Para além disso, os frutos e respetivas infusões foram também caracterizados pelo seu conteúdo em açúcares solúveis, ácidos orgânicos, folatos e tocoferóis por técnicas de HPLC acoplada a detectores de índice de refração, fotodíodos e fluorescência, respetivamente, e também pela sua composição mineral avaliada por espectroscopia de absorção atómica. Os hidratos de carbono foram os macronutrientes maioritários nos frutos, seguidos pela gordura total, cinzas e proteínas. Também demonstraram teores elevados em fibra alimentar, maioritariamente fibra solúvel. Os ácidos linolénico (C18:3n3) e γ-linolénico (C18:3n6) foram os ácidos gordos maioritários, havendo uma prevalência de ácidos gordos polinsaturados. Os frutos e as respetivas infusões apresentaram sacarose, seguida da frutose, como sendo os açúcares maioritários. O ácido cítrico foi o ácido orgânico mais abundante em ambas as amostras, enquanto os ácidos oxálico e ascórbico foram detetados nas infusões em concentrações vestigiais. Em termos de microelementos, o manganês foi o mais abundante em ambas as amostras; o potássio e o cálcio foram os macroelementos maioritários encontrados nos frutos e nas suas infusões, respetivamente. Em termos de vitaminas, ambas as amostras apresentaram folatos (vitamina B9) e tocoferóis (vitamina E), sendo o γ-tocoferol a isoforma mais abundante, seguido de α-tocoferol. É de referir que nas infusões foi somente encontrada a isoforma de α-tocoferol. Apesar dos frutos de F. vesca silvestre serem normalmente consumidos em fresco, este estudo prova a potencialidade das suas infusões como uma fonte de moléculas bioativas.

Influência da radiação por feixe de eletrões no perfil cromatográfico de Bauhinia variegata var candida: flor comestível proveniente do brasil

As flores de Bauhinia variegata var candida apresentam coloração branca e são vulgarmente conhecidas como “patas de vaca branca”, sendo muito utilizadas na cozinha gourmet como forma de aumentar a qualidade sensorial e nutricional dos alimentos [1,2]. No presente estudo, as flores foram submetidas a radiação por feixe de eletrões em diferentes doses (0,5 e 0,8 kGy) como forma de descontaminação, e seguidamente analisadas em termos de parâmetros nutricionais (humidade, proteínas, gordura, hidratos de carbono e cinzas) e perfis em açúcares livres (HPLCRI), ácidos gordos (GC-FID), tocoferóis (HPLC-Fluorescência) e ácidos orgânicos (HPLC-DAD). As amostras não irradiadas e irradiadas mostraram um perfil nutricional semelhante, sendo os hidratos de carbono os nutrientes mais abundantes, seguidos das proteínas, gorduras e cinzas. Os perfis em açúcares foram também similares, estando presente a frutose em maior quantidade, seguida da glucose e da sacarose. Os ácidos mirístico (C14:0), palmítico (C16:0), esteárico (C18:0) e oleico (C18:1n9), foram os ácidos gordos mais abundantes. Os ácidos gordos saturados (SFA) foram os mais abundantes, seguidos dos mono (MUFA) e polinsaturados (PUFA). Neste caso, com maior dose de radiação verificou-se que a percentagem de SFA e MUFA diminui ligeiramente (principalmente pelo aumento dos ácidos esteárico e oleico, respetivamente), aumentando a percentagem de PUFA (principalmente pelo aumento dos ácidos linoleico e α-linolénico). No que respeita aos tocoferóis, só a isoforma α foi encontrada, apresentando aproximadamente o mesmo conteúdo nas amostras irradiadas e não irradiadas (1,75±0,06 mg/mL). O ácido cítrico foi o ácido orgânico mais abundante nas amostras, seguido dos ácidos: málico, ascórbico, oxálico e fumárico. Também neste caso os valores mantiveram-se, com exceção do ácido cítrico que aumentou ligeiramente com as doses de irradiação (55,94, 61,70 e 67,64 mg/mL, respetivamente). Em síntese, verificou-se que as doses de irradiação aplicadas não alteraram significativamente a composição química das amostras em estudo, e pode ser considerada uma técnica de descontaminação e preservação de flores comestíveis.

Estudo de propriedades físicas de solventes eutécticos de origem natural

No contexto da utilização de solventes alternativos mais sustentáveis e eficientes, capazes de substituir solventes orgânicos convencionais que apresentam várias desvan-tagens tais como toxicidade, inflamabilidade, volatilidade, etc., foram propostos na lite-ratura várias alternativas entre as quais os solventes eutécticos de origem natural. Para potenciar a sua aplicação em diversas áreas, incluindo a tecnologia biomédica, é necessário estudar as suas propriedades físicas dada a ainda insuficiente base de dados disponível. Assim, o principal objetivo deste trabalho é efetuar a medição da massa vo-lúmica, da viscosidade e do índice de refração de solventes eutécticos de origem natural, formados por cloreto de colina e açúcares, ácidos orgânicos ou álcoois. Para isso, foram escolhidos quatro sistemas modelo, já propostos na literatura: glicerol + cloreto de coli-na + água (proporção molar 2:1:1); glucose + cloreto de colina + água (2:5:5); sacarose + cloreto de colina + água (1:4:4); ácido málico + cloreto de colina + água (1:1:2). Fo-ram ainda avaliados os efeitos da adição de água e/ou da temperatura nas diferentes propriedades físicas. A viscosidade dos solventes eutécticos foi medida entre 293,15 K e 323,15 K, para valores de fração mássica de água entre 5% e 30%. Nesta gama de temperatura, os da-dos experimentais foram modelizados de forma satisfatória por uma equação do tipo Arrhenius. Como esperado, a viscosidade diminuiu com o aumento da temperatura e com o aumento de conteúdo em água. De facto, um aumento da temperatura de 20 °C para 50 °C traduz-se numa diminuição muito significativa da viscosidade dos solventes estudados. O índice de refração foi medido à temperatura de 298,15 K, obtendo-se valores na gama 1,41-1,50. Finalmente, a massa volúmica foi medida entre 298,15 K e 333,15 K. Verifica-se que, nas condições estudadas, a massa volúmica diminui linearmente com a temperatura e com o aumento da fração mássica de água, sendo muito menos sensível ao conteúdo em água ou à temperatura do que a viscosidade.

Frutos biológicos de Vaccinum myrtillus L. na base de novos produtos enriquecidos: caracterização química e nutricional

Vaccinum myrtillus L. pertence à família Ericaceae, sendo comumente conhecida pelos seus pequenos frutos e doces: os mirtilos. Largamente consumidos em fresco, estes frutos também são usados em compotas e marmeladas, devido à suas propriedades digestivas e hipoglicémicas bem como, devido à presença de vários compostos bioativos [1]. Portanto, tornou-se uma matriz muito apelativa para o desenvolvimento de novos produtos funcionais que, para além das suas propriedades nutricionais, adicionam um efeito benéfico fisiológico e para a saúde de longo prazo [2]. No presente trabalho, três novos produtos desenvolvidos pela RBR Foods Company (Portugal) tendo como base o mirtilo, foram caracterizados pelas suas propriedades nutricionais e químicas: hidratos de carbono, cinzas, proteínas, gordura e valor energético (seguindo métodos oficiais de análise de alimentos AOAC), perfil de ácidos gordos (por GC-FID), açúcares solúveis (por HPLC-RI), ácidos orgânicos (por HPLC-DAD) e tocoferóis (por HPLC de fluorescência). Os produtos resultam de uma mistura dos frutos com pétalas de rosa (P1), pétalas de calêndula (P2) e bagas goji e maçã (P3). Os frutos de mirtilo foram utilizados como amostra de controlo. O perfil nutricional dos novos produtos mostrou-se muito semelhante ao da amostra controlo: os hidratos de carbono foram os macronutrientes mais abundantes, seguido de proteínas e de gordura total. Em relação aos açúcares, frutose, glucose e sacarose foram identificados em todas as amostras. P1 e P2 não apresentaram diferenças significativas em relação ao controlo, no entanto, P3 revelou uma menor concentração de açúcares. Em termos de composição de ácidos gordos, todas as amostras estudadas apresentaram maiores teores em ácidos gordos polinsaturados, especialmente devido à contribuição dos ácidos linoléico e alfa-linolénico. Os resultados de tocoferóis revelaram que a amostra controlo apresentou apenas duas isoformas de tocoferóis, α- e γ-tocoferol, sendo a mesmo observado em P3. No entanto, P1 revelou a presença de todas as isoformas de tocoferóis, enquanto P2 não apresentaou δ-tocoferol; Estes resultados estão relacionados com a contribuição das pétalas de rosa e calêndula, respetivamente. A isoforma α-tocoferol foi a mais abundante em todas as amostras estudadas. Em geral, este trabalho contribuiu para a caracterização de novos produtos nutricionais com base de mirtilo sendo parte de um projecto mais abrangente que tem por objetivo o estudo detalhado destes produtos, para serem utilizados como alimentos funcionais.

Biologia da traca do tomateiro sob condicoes de laboratorio.

Estudaram-se, no CPATSA-EMBRAPA em Petrolina, PE, sob condicoes de laboratorio, os aspectos biologicos de Scrobipalpula absoluta (Meyrick 1917) (Lepidoptera,Gelechiidae), importante praga do tomateiro, Iniciou-se a criacao com larvas coletadas no campo, em cultura de tomate, acondicionadas, em placas de Petri, sobre papel de filtro e folhas de tomateiro, variedade IPA-2. Os adultos foram mantidos em frascos de vidro revestidos com papel sulfite, tampados com tecido branco de nailon preso com elastico e alimentados, com uma solucao de sacarose a 10%, embebida em algodao. Obtiveram-se os seguintes dados: periodo de pre-ovoposicao 2,35 dias; numero de ovos por femea 55,16; viabilidade de ovos 44,46%, periodo de incubacao 4,30 dias; periodo de oviposicao 3,77 dias; periodo larval 10,95 dias com quatro instares; viabilidade larval 20,97%; periodo pupal 6,15 dias; viabilidade pupal 68,19%; longevidade de adultos machos e femeas 9,69 e 11,52 dias, respectivamente; ciclo biologico (ovo-morte do adulto) 38,12 dias.

Effects of high CO2 and light quality on the growth of the seagrass Cymodocea nodosa (Ucria) Ascherson

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

New insights on carob floral biology

Tese de dout. em Ciências Biotecnológicas, Faculdade de Engenharia de Recursos Naturais, Univ. do Algarve, 2005

Síntese enzimática de ésteres de açúcar: surfactantes e polímeros como novos materiais ambientalmente seguros

Sugar esters are substances which possess surfactant, antifungical and bactericidal actions and can be obtained through two renewable sources of raw materials: sugars and vegetable oils. Their excellent biodegradability, allied to lhe fact that they are non toxic, insipid, inodorous, biocompatible, no-ionic, digestible and because they can resist to adverse conditions of temperature, pH and salinity, explain lhe crescent use of these substances in several sections of lhe industry. The objective of this thesis was to synthesize and characterize surfactants and polymers containing sugar branched in their structures, through enzymatic transesterification of vinyl esters and sugars, using alkaline protease from Bacillus subtilis as catalyst, in organic medium (DMF).Three types of sugars were used: L-arabinose, D-glucose and sucrose and two types of vinyl esters: vinyl laurate and vinyl adipate. Aiming to reach high conversions from substrates to products for a possible future large scale industrial production, a serie of variables was optimized, through Design of Experiments (DOE), using Response Surface Methodology (RSM).The investigated variables were: (1) enzyme concentration; (2) molar reason of substrates; (3) water/solvent rale; (4) temperature and (5) time. We obtained six distinct sugar esters: 5-0-lauroyl L-arabinose, 6-0-lauroyl D-glucose, 1'-O-lauroyl sucrose, 5-0-vinyladipoyl L-arabinose, 6-0-vinyladipoyl D-glucose and 1 '-O-vinyladipoyl sucrose, being lhe last three polymerizable. The progress of lhe reaction was monitored by HPLC analysis, through lhe decrease of sugar concentration in comparison to lhe blank. Qualitative analysis by TLC confirmed lhe formation of lhe products. In lhe purification step, two methodologies were adopted: (1) chromatographic column and (2) extraction with hot acetone. The acylation position and lhe chemical structure were determined by 13C-RMN. The polymerization of lhe three vinyl sugar esters was possible, through chemical catalysis, using H2O2 and K2S2O8 as initiators, at 60°C, for 24 hours. IR spectra of lhe monomers and respective polymers were compared revealing lhe disappearance of lhe vinyl group in lhe polymer spectra. The molar weights of lhe polymers were determined by GPC and presented lhe following results: poly (5-0-vinyladipoyl L-arabinose): Mw = 7.2 X 104; PD = 2.48; poly (6-0-vinyladipoyl D-glucose): Mw = 2.7 X 103; PD = 1.75 and poly (1'-O-vinyladipoyl sucrose): Mw = 4.2 X 104; PD = 6.57. The six sugar esters were submitted to superficial tension tests for determination of the critical micelle concentrations (CMC), which varied from 122 to 167 ppm. Finally, a study of applicability of these sugar esters, as lubricants for completion fluids of petroleum wells was' accomplished through comparative analysis of lhe efficiency of these sugar esters, in relation to three commercial lubricants. The products synthesized in this thesis presented equivalent or superior action to lhe tested commercial products

Efeito da fonte de carbono na embriogênese somática em Bactris gasipaes.

A metodologia de camada fina de células foi utilizada com sucesso para indução de embriogênese somática em região do meristema apical de plantas de pupunha mantidas em casa-de-vegetação. O efeito de três fontes de carbono: sacarose, glicose e manitol na indução de embriogênese somática foi avaliado. Embriões somáticos foram observados após a indução apenas nos meios contendo sacarose ou glicose em igual proporção.

Avaliação da oxidação de segmentos de ráquilas de açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.) sob diferentes condições de cultura in vitro.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da adição de antioxidantes no meio de cultura e o efeito nos estádios de desenvolvimento de inflorescências de açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.), sobre a intensidade de oxidação de explantes cultivados in vitro. As atividades foram realizadas no Laboratório de Recursos Genéticos e Biotecnologia da Embrapa Amazônia Oriental. Belém (PA). Os segmentos de ráquilas, obtidos de inflorescências de açaizeiro previamente desinfestadas, foram inoculados em tubos de ensaio contendo meio de cultura de MS (Murashige & Skoog. 1962), sólido e líquido, com 3 % de sacarose, suplementado com diferentes antioxidantes. As culturas foram mantidas em sala de crescimento sob ausência total de luz. Aos 15 dias após a inoculação, foram avaliados a intensidade de oxidação e o número de explantes contaminados. Os segmentos de ráquilas obtidos de inflorescências jovens, em meio MS sólido suplementado com os diversos antioxidantes testados, apresentaram menor intensidade de oxidação. Entretanto, os segmentos de ráquilas de inflorescências maduras somente alcançaram menor oxidação quando inoculados cm meio MS solid° suplementado com 0,3 % de carv5o ativado, tanto na presença quanto na ausência de ácido ascórbico. Os demais antioxidantes quando associados ao meio MS líquido não apresentaram um efeito satisfatório no controle da oxidação de segmentos de ráquilas jovens e maduras

Avaliação da oxidação de segmentos de ráquilas de açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.) sob diferentes condições de cultura in vitro.

O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da adição de antioxidantes no meio de cultura e o efeito nos estádios de desenvolvimento de inflorescências de açaizeiro (Euterpe oleracea Mart.), sobre a intensidade de oxidação de explantes cultivados in vitro. As atividades foram realizadas no Laboratório de Recursos Genéticos e Biotecnologia da Embrapa Amazônia Oriental. Belém (PA). Os segmentos de ráquilas, obtidos de inflorescências de açaizeiro previamente desinfestadas, foram inoculados em tubos de ensaio contendo meio de cultura de MS (Murashige & Skoog. 1962), sólido e líquido, com 3 % de sacarose, suplementado com diferentes antioxidantes. As culturas foram mantidas em sala de crescimento sob ausência total de luz. Aos 15 dias após a inoculação, foram avaliados a intensidade de oxidação e o número de explantes contaminados. Os segmentos de ráquilas obtidos de inflorescências jovens, em meio MS sólido suplementado com os diversos antioxidantes testados, apresentaram menor intensidade de oxidação. Entretanto, os segmentos de ráquilas de inflorescências maduras somente alcançaram menor oxidação quando inoculados cm meio MS solid° suplementado com 0,3 % de carv5o ativado, tanto na presença quanto na ausência de ácido ascórbico. Os demais antioxidantes quando associados ao meio MS líquido não apresentaram um efeito satisfatório no controle da oxidação de segmentos de ráquilas jovens e maduras

Germinação in vitro de camu-camuzeiro (Myrciaria dubia (H.B.K.) McVaugh).

O sucesso da aplicação das técnicas de cultura de tecidos é dependente do estabelecimento prévio da cultura que se quer estudar in vitro. Para a produção de plântulas assépticas, um dos principais problemas é o alto índice de contaminação de explantes obtidos diretamente de plantas de campo. Este trabalho objetivou avaliar a percentagem de germinação de sementes de camu-camuzeiro, em dois experimentos de germinação in vitro, visando a obtenção de plântulas assépticas. No primeiro experimento foram utilizadas cinco concentrações diferentes de ácido giberélico (AG3) combinadas a cinco tipos de explantes obtidos a partir de sementes maduras de camu-camuzeiro, em um delineamento experimental inteiramente casualizado em esquema fatorial 5x5. No segundo experimento, o delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x3x4, utilizando ausência e presença de carvão ativado a 3g.L-1, sementes em três estádios de maturação e quatro concentrações de AG3 (0; 1; 2 e 4mg.L-1). Os explantes foram inoculados em meio MS com pH 5,8, contendo 20g.L-' de sacarose e 2g.L-1 de phytagel. A incubação foi feita em uma sala com fotoperíodo de 16h/luz/dia e temperatura de 25° ± 2°C, e a característica avaliada foi a percentagem de germinação. Nos dois experimentos, o número de explantes germinados foi baixo e independente do estádio de maturação, da presença de AG3 e de carvão ativado no meio de cultura.

Ácido naftaleno acético na rizogênese in vitro de pimenteira-do-reino (Piper nigrum L.).

O enraizamento in vitro é uma etapa importante no processo de micropropagação, por permitir a formação de plantas completas para posterior aclimatização às condições ex-vitro. Objetivou-se no trabalho verificar o efeito do ácido naftalenoacético (ANA) no enraizamento in vitro de dois híbridos de pimenteira-do reino, um proveniente do cruzamento entre Bento x Guajarina e o segundo do cruzamento entre Bragantina x Arborium. Foram usados os ápices caulinares e segmentos nodais com gemas laterais como explantes, inoculados em condições assépticas em frascos contendo 40 ml de meio básico de cultura de Murashige e Skoog (MS), sacarose a 3%, vitamina 0,2, phytagel a 0,2% e pH ajustado para 5,8 com dose de 0,05 mg L-1 ANA e o testemunha com ½ MS + 0 ANA para os dois genótipos. Ambos cultivados por seis semanas sob condições de fotoperíodo de 16 h.luz.dia-1, com intensidade luminosa de 3.000 lux e temperatura de 25 ± 3oC. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com 2 tratamentos e 5 repetições, sendo um frasco com cinco brotos por repetição. Os parâmetros avaliados foram: A percentagem de explante enraizados e o comprimento da raiz (mm) comprimento do broto (mm), número de raízes. Os dados foram submetidos à análise da variância. Pode-se concluir com os resultados que não há diferença significativa no desenvolvimento entre os dois híbridos a partir de brotos em meio 1/2 MS com 0,05 mg L-1 de ANA.