Nonspecific PCR amplification by high-fidelity polymerases: implications for next-generation sequencing of AFLP markers.

High-fidelity 'proofreading' polymerases are often used in library construction for next-generation sequencing projects, in an effort to minimize errors in the resulting sequence data. The increased template fidelity of these polymerases can come at the cost of reduced template specificity, and library preparation methods based on the AFLP technique may be particularly susceptible. Here, we compare AFLP profiles generated with standard Taq and two versions of a high-fidelity polymerase. We find that Taq produces fewer and brighter peaks than high-fidelity polymerase, suggesting that Taq performs better at selectively amplifying templates that exactly match the primer sequences. Because the higher accuracy of proofreading polymerases remains important for sequencing applications, we suggest that it may be more effective to use alternative library preparation methods.

The half-size ABC transporters STR1 and STR2 are indispensable for mycorrhizal arbuscule formation in rice.

The central structure of the symbiotic association between plants and arbuscular mycorrhizal (AM) fungi is the fungal arbuscule that delivers minerals to the plant. Our earlier transcriptome analyses identified two half-size ABCG transporters that displayed enhanced mRNA levels in mycorrhizal roots. We now show specific transcript accumulation in arbusculated cells of both genes during symbiosis. Presently, arbuscule-relevant factors from monocotyledons have not been reported. Mutation of either of the Oryza sativa (rice) ABCG transporters blocked arbuscule growth of different AM fungi at a small and stunted stage, recapitulating the phenotype of Medicago truncatula stunted arbuscule 1 and 2 (str1 and str2) mutants that are deficient in homologous ABCG genes. This phenotypic resemblance and phylogenetic analysis suggest functional conservation of STR1 and STR2 across the angiosperms. Malnutrition of the fungus underlying limited arbuscular growth was excluded by the absence of complementation of the str1 phenotype by wild-type nurse plants. Furthermore, plant AM signaling was found to be intact, as arbuscule-induced marker transcript accumulation was not affected in str1 mutants. Strigolactones have previously been hypothesized to operate as intracellular hyphal branching signals and possible substrates of STR1 and STR2. However, full arbuscule development in the strigolactone biosynthesis mutants d10 and d17 suggested strigolactones to be unlikely substrates of STR1/STR2. Interestingly, rice STR1 is associated with a cis-natural antisense transcript (antiSTR1). Analogous to STR1 and STR2, at the root cortex level, the antiSTR1 transcript is specifically detected in arbusculated cells, suggesting unexpected modes of STR1 regulation in rice.

Cinética de absorção de amônio e crescimento radicular das cultivares de arroz Agulha e Bico Ganga

Este trabalho teve por objetivo avaliar, em dois estádios de desenvolvimento, o crescimento do sistema radicular e a cinética de absorção de amônio das cultivares de arroz Agulha e Bico Ganga, procedentes do Estado do Maranhão. As plantas (25 e 50 dias de idade) cresceram em casa de vegetação, emsolução nutritiva, com quatro níveis de N (20, 40, 60 e 80 mg L-1). Os valores de Vmáx, K M e Cmín foram determinados empregando-se um processo gráfico-matemático. A cultivar Bico Ganga apre-sentou maiores valores de Vmáx e menores de Cmín, aos 25 e 50 dias de idade, nos níveis de 20 e 40 mg L-1 de N, enquanto em altos níveis de N (60 e 80 mg L-1), os maiores valores de Vmáx e menores de Cmín ocorreram na cultivar Agulha. Tanto aos 25 quanto aos 50 dias, a Bico Ganga apresentou maior área radicular, maior produção de matéria fresca e seca de raiz e parte aérea, e maior eficiência de acumulação de N e síntese de proteína na parte aérea. Esses resultados sugerem que a Bico Ganga, por ser uma cultivar local mais antiga que a Agulha, estaria melhor adaptada ao estresse nutricional em ambientes tropicais.

Parâmetros morfológicos para estabelecer tolerância diferencial à toxicidade de alumínio em cultivares de arroz

Dois experimentos em casa de vegetação foram conduzidos visando identificar parâmetros morfológicos ligados à tolerância ao alumínio (Al) e estabelecer a concentração de Al e o tempo de cultivo suficientes para a expressão da tolerância ao Al, em duas cultivares de arroz, em solução nutritiva. Plantas de determinado comprimento radicular máximo foram transferidas para solução nutritiva com quatro concentrações de Al (0, 80, 160 e 320 mimol L-¹), a pH 4,0. Em cada coleta, foram medidos o comprimento máximo radicular, área radicular, área foliar e massa seca de raízes e parte aérea. Apenas os parâmetros morfológicos ligados ao sistema radicular possibilitaram o reconhecimento da tolerância diferencial das cultivares; a elongação radicular relativa foi a medida mais sensível. Quatro dias de exposição ao Al foram suficientes para a detecção da tolerância diferencial por meio da elongação radicular relativa. Os procedimentos estabelecidos nos experimentos podem ser utilizados para a avaliação de um número maior de cultivares.

Efeito de extratos de cascas de café e de arroz na emergência e no crescimento do caruru-de-mancha

Este trabalho objetivou determinar influências dos extratos aquosos de cascas de café e de arroz na emergência e no crescimento inicial do caruru-de-mancha (Amaranthus viridis L.). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial (2x2x5), sendo dois tipos de casca, em dois solos (lavoura de café e terra de barranco) e cinco concentrações dos extratos (0, 5, 10, 15 e 20%). Extratos aquosos de cascas de café e de arroz, nas concentrações entre 10 e 20%, proporcionaram, respectivamente, maior estímulo e inibição na emergência. O extrato de casca de café proporcionou maior crescimento inicial e massa da matéria seca do caruru-de-mancha, enquanto a velocidade e a porcentagem de emergência foram mais inibidas por extrato de casca de arroz.

Resposta de cultivares de arroz a doses de nitrogênio e do regulador de crescimento cloreto de clormequat

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de doses de nitrogênio (0, 50, 100 e 150 kg ha-1) e do regulador de crescimento cloreto de clormequat (0, 1 e 2 L ha-1), em algumas características agronômicas de cultivares de arroz IAC 201 e IAC 202. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições. O N foi aplicado em cobertura, no estádio da diferenciação floral, e o regulador de crescimento foi aplicado parceladamente, aos 20 e 30 dias após a emergência das plântulas de arroz (perfilhamento). Na safra 2001/2002, houve efeito significativo de N para altura de plantas, comprimento da panícula, espiguetas por panícula, massa de 100 grãos e produtividade de grãos. Houve efeito do regulador de crescimento sobre o comprimento da panícula e espiguetas por panícula. A maior produtividade foi a da cultivar IAC 202. Na safra 2002/2003, houve efeito de N para altura de plantas, massa de 100 grãos, fertilidade das espiguetas e produtividade de grãos. O regulador de crescimento não exerceu efeito nas características testadas, e a cultivar IAC 202 foi novamente a mais produtiva.

Controle químico de doenças foliares na cultura do arroz irrigado

O objetivo deste trabalho foi avaliar a interferência das doenças foliares na produtividade de duas cultivares de arroz irrigado, bem como determinar a interação entre ingredientes ativos e momento de aplicação, para o controle de escaldadura e mancha-marrom. Foram utilizados: tiofanato metílico, tebuconazole, azoxystrobin e trifloxystrobin + propiconazole, aplicados em cinco épocas, às cultivares IRGA 417 e El Passo L 144. Os parâmetros avaliados foram: severidade das doenças e rendimento de grãos. O controle químico proporcionou redução significativa na severidade das doenças, em ambas as cultivares, com reflexo no rendimento de grãos, e foi influenciado pelo produto e pela época de aplicação.

Ocorrência de fungos endofíticos "dark septate" em raízes de Oryza glumaepatula na Amazônia

O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de fungos endofíticos "dark septate" (DSEF) em Oryza glumaepatula, na Amazônia, e sua capacidade de colonização in vitro. Foram coletadas plantas de O. glumaepatula em área de cerrado e de mata em Roraima. As raízes foram tratadas para a observação de hifas melanizadas septadas e de microescleródios. Os fungos foram isolados em meio ágar malte. Os DSEF foram observados em plantas coletadas em ambos os ambientes, com maior colonização nas coletadas da mata. Um isolado foi capaz de colonizar o hospedeiro original e também plantas de Oryza sativa, exibindo as estruturas características de DSEF em plantas de arroz saudáveis.

Storage protein profile and amino acid content in wild rice Oryza glumaepatula

- The objective of this work was to determine the total protein profile and the contents of the four major protein fractions (albumin, globulin, prolamin and glutelin) and of the amino acids in the endosperm of the rice wild species Oryza glumaepatula. The experiment was performed with 29 accessions of this species, collected from 13 Brazilian locations, and two commercial cultivars. Protein samples were prepared using dried, polished, and ground grains to obtain homogeneous, dry flour used in the preparation of extracts. Oryza glumaepatula accessions were identified with the highest levels of total protein, albumin and glutelin protein fractions, and amino acids (with the exception of tryptophan) in comparison to the two analized rice cultivars. The albumin and glutelin profiles in SDS-Page were distinct between rice cultivars and O. glumaepatula. This wild species has the potential to increase the nutritional quality of rice storage protein through interspecific crosses.

Características sensoriais, físicas e químicas e aceitação de arroz irrigado ou de terras altas

Resumo:O objetivo deste trabalho foi caracterizar química, física e sensorialmente três genótipos de arroz polido de cultivo irrigado e cinco de terras altas. Determinaram-se: a composição centesimal, o amido, a amilose, a temperatura de gelatinização (Tg), a absorção de água ao cozimento, a cor, a textura instrumental, o perfil sensorial e a aceitação de atributos. A composição centesimal e o teor de amido variaram entre os genótipos. O 'Moti' e a linhagem N2583 foram classificados como cerosos, 'Douradão' apresentou amilose muito baixa, e os demais genótipos, amilose baixa. 'Irga 417', 'Moti' e AB101002 apresentaram Tg baixa; 'Douradão', alta; e os demais, intermediária. O 'Moti' e a linhagem N2583 crus apresentaram os maiores valores de L*; no entanto, após o cozimento, esses valores diminuíram e foram idênticos em todos os genótipos. 'Arroz-da-terra' apresentou maior a*, 'BRS Primavera' e N2583 apresentaram maior b*; e após o cozimento, houve redução desses valores. Na análise sensorial, destacaram-se 'AN Cambará', por pontos escuros e formato alongado; AB101002, 'Irga 417' e 'BRS Primavera', pela firmeza, cor branca e grãos soltos, que foram bem aceitos; e o 'Moti', por ser pegajoso, macio e com brilho, foi o menos aceito. Os atributos sensoriais do arroz são mais associados a características químicas, intrínsecas ao genótipo, do que à atribuição de plantio a terras altas ou irrigadas.

On the relationship between C and N fixation in nodulated alfalfa (Medicago sativa)

Legumes such as alfalfa (Medicago sativa L.) are vital N2-fixing crops accounting for a global N2 fixation of ~35 MtNyear-1. Although enzymatic and molecular mechanisms of nodule N2 fixation are now well documented, some uncertainty remains as to whether N2 fixation is strictly coupled with photosynthetic carbon fixation. That is, the metabolic origin and redistribution of carbon skeletons used to incorporate nitrogen are still relatively undefined. Here, we conducted isotopic labelling with both 15N2 and 13C-depleted CO2 on alfalfa plants grown under controlled conditions and took advantage of isotope ratio mass spectrometry to investigate the relationship between carbon and nitrogen turn-over in respired CO2, total organic matter and amino acids. Our results indicate that CO2 evolved by respiration had an isotopic composition similar to that in organic matter regardless of the organ considered, suggesting that the turn-over of respiratory pools strictly followed photosynthetic input. However, carbon turn-over was nearly three times greater than N turn-over in total organic matter, suggesting that new organic material synthesised was less N-rich than pre-existing organic material (due to progressive nitrogen elemental dilution) or that N remobilisation occurred to sustain growth. This pattern was not consistent with the total commitment into free amino acids where the input of new C and N appeared to be stoichiometric. The labelling pattern in Asn was complex, with contrasted C and N commitments in different organs, suggesting that neosynthesis and redistribution of new Asn molecules required metabolic remobilisation. We conclude that the production of new organic material during alfalfa growth depends on both C and N remobilisation in different organs. At the plant level, this remobilisation is complicated by allocation and metabolism in the different organs. Additional keywords: carbon exchange, carbon isotopes, nitrogen fixation, nitrogen 15 isotope

Concerted changes in N and C primary metabolism in alfalfa (Medicago sativa) under water restriction

Although the mechanisms of nodule N2 fixation in legumes are now well documented, some uncertainty remains on the metabolic consequences of water deficit. In most cases, little consideration is given to other organs and, therefore, the coordinated changes in metabolism in leaves, roots, and nodules are not well known. Here, the effect of water restriction on exclusively N2-fixing alfalfa (Medicago sativa L.) plants was investigated, and proteomic, metabolomic, and physiological analyses were carried out. It is shown that the inhibition of nitrogenase activity caused by water restriction was accompanied by concerted alterations in metabolic pathways in nodules, leaves, and roots. The data suggest that nodule metabolism and metabolic exchange between plant organs nearly reached homeostasis in asparagine synthesis and partitioning, as well as the N demand from leaves. Typically, there was (i) a stimulation of the anaplerotic pathway to sustain the provision of C skeletons for amino acid (e.g. glutamate and proline) synthesis; (ii) re-allocation of glycolytic products to alanine and serine/glycine; and (iii) subtle changes in redox metabolites suggesting the implication of a slight oxidative stress. Furthermore, water restriction caused little change in both photosynthetic efficiency and respiratory cost of N2 fixation by nodules. In other words, the results suggest that under water stress, nodule metabolism follows a compromise between physiological imperatives (N demand, oxidative stress) and the lower input to sustain catabolism.

Padrão molecular e de virulência de isolados de Pyricularia grisea do Estado do Rio Grande do Sul

A obtenção de genótipos resistentes à brusone é uma das maiores dificuldades para os programas de melhoramento genético de arroz (Oryza sativa) devido à variabilidade do fungo Pyricularia grisea. Esta diversidade do fungo tem sido caracterizada por meio de marcadores moleculares de DNA e pela virulência de isolados do patógeno demonstrada em genótipos de arroz com diferentes genes de resistência à brusone. Os marcadores moleculares permitem identificar isolados de P. grisea em grupos geneticamente relacionados denominados de linhagens e as linhas isogênicas em grupos com padrões de virulência iguais ou muito similares. Assim, este trabalho foi realizado com os objetivos de verificar os padrões moleculares e de virulência de isolados de P. grisea do Rio Grande do Sul. O DNA de 51 isolados monospóricos de P. grisea obtidos do Rio Grande do Sul foi utilizado em reações de PCR com os oligonucleotídeos iniciadores baseados na seqüência repetitiva Pot2. Os mesmos isolados também foram utilizados para inocular plantas de seis linhas isogênicas de arroz. A análise estatística indicou a ocorrência de seis linhagens e sete grupos de virulência. A ocorrência de isolados que causam reações de compatibilidade em linhas isogênicas que contêm o alelo Pi-1 foi maior do que aquelas que possuem o alelo Pi-2. As reações de compatibilidade na linha isogênica C 101 A51 caracterizaram-se pela baixa severidade, em geral, avaliadas como sendo de nota 4. Não foi verificada uma relação direta entre os padrões moleculares e de virulência dos isolados avaliados.

Análise da variabilidade genética de duas cultivares Raminad Str. 3 utilizadas como diferenciadoras de raças de Pyricularia grisea

O conhecimento sobre a ocorrência e distribuição de raças do fungo Pyricularia grisea é um importante aspecto a ser considerado em programas de melhoramento genético de arroz (Oryza sativa). No entanto, para que a identificação das raças seja correta e passível de comparações com outros levantamentos é necessário que os genótipos utilizados apresentem as mesmas características genéticas. O presente trabalho foi realizado com os objetivos de comparar a variação genética entre dois genótipos identificados como pertencentes à cultivar Raminad Str. 3, que é uma das oito cultivares utilizadas como direnciadoras de raças de P. grisea, e examinar a composição de raças deste fungo no estado do Rio Grande do Sul. Constatou-se a amplificação de fragmentos polimórficos em 20 dos 39 marcadores microssatélites utilizados para verificar a pureza genética de dois genótipos de arroz identificados como sendo a cultivar Raminad Str. 3. A identificação das raças baseou-se na reação das oito cultivares diferenciadoras de raças submetidas à inoculação com 85 isolados monospóricos de P. grisea, provenientes de 14 municípios produtores de arroz no Rio Grande do Sul. A avaliação do grau de infecção foi realizada de acordo com a escala preconizada pelo sistema internacional de avaliação de doenças do arroz, 14 dias após a inoculação.

Controle químico de plantas daninhas na cultura do arroz irrigado no estado do Ceará

A presente pesquisa foi conduzida, em condições de irrigação por inundação, em um solo de aluvião eutrófico da Fazenda Experimental Vale do Curu, Pentecoste-CE, em 1995. Teve como objetivo verificar a ação dos herbicidas propanil (4,80 kg/ha de i.a.), fenoxaprop-ethyl (0,14 kg/ha de i.a.), fenoxaprop-p-ethyl (0,11 kg/ha de i.a.), oxadiazon (0,62 kg/ha de i.a.) e as misturas: propanil + molinate (2,52 kg/ha de i.a. + 2,52 kg /ha de i.a.) e propanil + 2,4-D (2,72 kg/ha de i.a. + 2,52 kg/ha de i.a.), no controle das plantas daninhas e efeito fitotoxico sobre as plantas das cultivares de arroz CICA-8 e METICA-1. Foi avaliado também o efeito dos herbicidas sobre a produção de arroz em casca e outros componentes da produção de grãos. Os herbicidas mais eficientes no controle das plantas daninhas foram: propanil e as misturas propanil + 2,4-D e propanil + molinate, com 90%, 98% e 95% de controle, respectivamente. Esses herbicidas proporcionaram também as maiores produções de arroz em casca, semelhantes à testemunha capinada. A altura da planta; o número de dias para o início de floração; o comprimento da panícula e o peso de 1.000 sementes, não foram afetados pelos herbicidas testados. Os sintomas de fitotoxidade causados pelos herbicidas as plantas de arroz, variaram de leve a muito leve, tendo o propanil se mostrado o mais severo, porém sem causar decréscimo significativo a produção de arroz em casca.