Divinyl ether fatty acid synthesis in late blight-diseased potato leaves.

We conducted a study of the patterns and dynamics of oxidized fatty acid derivatives (oxylipins) in potato leaves infected with the late-blight pathogen Phytophthora infestans. Two 18-carbon divinyl ether fatty acids, colneleic acid and colnelenic acid, accumulated during disease development. To date, there are no reports that such compounds have been detected in higher plants. The divinyl ether fatty acids accumulate more rapidly in potato cultivar Matilda (a cultivar with increased resistance to late blight) than in cultivar Bintje, a susceptible cultivar. Colnelenic acid reached levels of up to approximately 24 nmol (7 microgram) per g fresh weight of tissue in infected leaves. By contrast, levels of members of the jasmonic acid family did not change significantly during pathogenesis. The divinyl ethers also accumulated during the incompatible interaction of tobacco with tobacco mosaic virus. Colneleic and colnelenic acids were found to be inhibitory to P. infestans, suggesting a function in plant defense for divinyl ethers, which are unstable compounds rarely encountered in biological systems.

Is the ability of biocontrol fluorescent pseudomonads to produce the antifungal metabolite 2,4-diacetylphloroglucinol really synonymous with higher plant protection?

The antifungal compound 2,4-diacetylphloroglucinol (Phl) contributes to biocontrol in pseudomonads, but whether or not Phl(+) biocontrol pseudomonads display higher plant-protecting activity than Phl(-) biocontrol pseudomonads remains to be demonstrated. This issue was addressed by assessing 230 biocontrol fluorescent pseudomonads selected from a collection of 3132 bacterial isolates obtained from 63 soils worldwide. One-third of the biocontrol pseudomonads were Phl(+) and almost all Phl(+) isolates also produced hydrogen cyanide (HCN). The only Phl(+) HCN(-) strain did harbor hcn genes, but with the deletion of a 134 bp hcnC fragment corresponding to an ADP-binding motif. Statistical analysis of biocontrol isolate distributions indicated that Phl production ability was associated with superior disease suppression activity in the Pythium-cucumber and Fusarium-tomato pathosystems, but this was also the case with HCN production ability. However, HCN significance was not as strong, as indicated both by the comparison of Phl(-) HCN(+) and Phl(-) HCN(-) strains and by correlation analyses. This is the first population-level demonstration of the higher plant-protecting activity of Phl(+) biocontrol pseudomonads in comparison with Phl(-) biocontrol pseudomonads.

Mechanisms of growth inhibition of Phytomonas serpens by the alkaloids tomatine and tomatidine

Phytomonas serpens are flagellates in the family Trypanosomatidae that parasitise the tomato plant (Solanum lycopersicum L.), which results in fruits with low commercial value. The tomato glycoalkaloid tomatine and its aglycone tomatidine inhibit the growth of P. serpens in axenic cultures. Tomatine, like many other saponins, induces permeabilisation of the cell membrane and a loss of cell content, including the cytosolic enzyme pyruvate kinase. In contrast, tomatidine does not cause permeabilisation of membranes, but instead provokes morphological changes, including vacuolisation. Phytomonas treated with tomatidine show an increased accumulation of labelled neutral lipids (BODYPY-palmitic), a notable decrease in the amount of C24-alkylated sterols and an increase in zymosterol content. These results are consistent with the inhibition of 24-sterol methyltransferase (SMT), which is an important enzyme that is responsible for the methylation of sterols at the 24 position. We propose that the main target of tomatidine is the sterols biosynthetic pathway, specifically, inhibition of the 24-SMT. Altogether, the results obtained in the present paper suggest a more general effect of alkaloids in trypanosomatids, which opens potential therapeutic possibilities for the treatment of the diseases caused by these pathogens.

A rapid assay for the coupled cell free generation of oxylipins

We developed a rapid and simple assay for the coupled in vitro synthesis of oxylipins using free unsaturated fatty acids as substrates. Reactions were catalysed with extracts expressed from living plant tissues. Preliminary experiments involving the cell free transformation of fatty acid hydroperoxides revealed that storage or pretreatment of the plant extract rapidly altered its capacity to catalyse the generation of oxidised fatty acid derivatives. This could reflect changes in oxylipin generation that might take place in situ in damaged plant cells during herbivory. All subsequent experiments were performed without dilution, titration or any other modification of the plant extract prior to its addition to the assay system. The assays were used to study, for the first time, tissue-specific differences in fatty acid transformation to divinyl ethers. Root tissues from tomato efficiently catalysed the formation of corneleic and colnelenic acids from linoleic acid and linolenic acids, respectively, whereas leaf, hypocotyl and cotyledon extracts did not promote the formation of these compounds. We observed the efficient generation of 9-oxo-nonanoic acid from the substrate linolenic acid and speculate that this aldehyde could arise either from the action of hydroperoxide lyase on 9-hydroperoxylinolenic acid or by a novel route involving cleavage of colnelenic acid which was also present among the products of the reaction. A potential role of divinyl ethers as substrates for the generation of toxic aldehydes is discussed

Fried potatoes and human cancer.

A considerable public concern about cancer risk from acrylamide-rich foods followed the announcement that high concentrations of acrylamide are found in fried potatoes and potato chips and, more generally, in starch-containing foods cooked at high temperatures. From a series of hospital-based case-control studies conducted in Italy and Switzerland between 1991 and 2000, we have analyzed the relation between intake of fried/baked potatoes and cancer risk. The cancer sites considered were oral cavity and pharynx (749 cases, 1772 controls), esophagus (395 cases, 1066 controls), larynx (527 cases, 1297 controls), large bowel (1225 colon and 728 rectum cases, 4154 controls), breast (2569 cases, 2588 controls) and ovary (1031 cases, 2411 controls). All cancer cases were incident and histologically confirmed. Controls were subjects admitted to the same network of hospitals of cases for acute, non-neoplastic conditions. All the odds ratios (OR) for the highest vs. the lowest tertile of intake ranged between 0.8-1.1. We found no evidence of interaction with age, gender, alcohol and tobacco use. Our data provide reassuring evidence for the lack of an important association between consumption of fried/baked potatoes and cancer risk.

Problemas entomológicos na cultura do tomate em Cabo Verde. Estudo de caso na Ilha de Santiago

O tomate (Lycopersicon esculentum) é uma das principais hortícolas produzidas na Ilha de Santiago, Cabo Verde. Com o objectivo de se identificar as principais pragas associadas a esta cultura e de se acompanhar a evolução ao longo do ciclo fenológico, instalaram-se parcelas experimentais em São Jorge dos Órgãos, São Domingos e Tarrafal. No presente trabalho caracterizou-se a agricultura cabo-verdiana e ilustrou-se a importância do sector hortícola na agricultura. Descreveu-se sucintamente a cultura do tomate e as variedades utilizadas. Apresentou-se uma revisão bibliográfica para as pragas referenciadas neste país e para as potenciais, incidindo-se principalmente nos meios de protecção. Para a concretização dos objectivos propostos realizaram-se amostragens semanais nas parcelas instaladas. Identificaram-se algumas espécies anteriormente referenciadas como pragas e outras que foram observadas a infestar a cultura: Aphis sp., Brachycaudus sp., cicadelídeo, Megalurothrips sp. e Tuta absoluta. Acompanhou-se a evolução da incidência e da população de tripes, mosquinhas-brancas, lagartas, minas de larvas mineiras, afídeos e mirídeos no período de observação e analisou-se a sua distribuição vertical na planta. Identificou-se Tuta absoluta em campos de agricultores e avaliaram-se os estragos provocados por esta praga, através da realização de inquéritos por questionário aos agricultores afectados.

Identificação do Vírus do Frisado Amarelo do Tomateiro (TYLCV) e do Vírus do Mosaico do Tomateiro (ToMV), na Cultura de Tomate na Ilha Santiago, Cabo Verde.

Sintomas atribuídos ao vírus do Frisado Amarelo do Tomateiro (TYLCV) e ao vírus do Mosaico do Tomateiro (ToMV) são frequentemente registados em solanáceas em Cabo Verde e a eles associam-se prejuízos em culturas, sobretudo de tomate. Para confirmar a presença de TYLCV e ToMV em solanáceas em Cabo Verde, avaliaram-se por teste DAS-ELISA 16 amostras de plantas das espécies Solanum lycopersicum, S. melanogena, Capsicum annum e C. frutescens com sintomas de viroses. Determinou-se ainda a presença de TYLCV e ToMV em seis lotes de sementes de três cultivares de tomateiro, “Calor”, “CV01” e “Produtor”, produzidas no país em 2008 e 2009 e em plantas provenientes dessas sementes. Finalmente avaliou-se a incidência de viroses e a produtividade em ensaios instalados com plantas obtidas dessas sementes. TYLCV foi encontrado em 10 das amostras de solanáceas estudadas, constituindo S. lycopersicum, S. melanogena e C. annum plantas hospedeiras do vírus em Cabo Verde. Por sua vez, ToMV foi registado numa amostra de S. lycopersicum. TYLCV foi detectado em sementes das três cultivares estudadas e ToMV nas sementes da cv. CV01. Nos ensaios de campo detectou-se apenas TYLCV que surgiu em amostras de plantas de todas as modalidades (cultivar x ano da semente). A média da incidência de viroses registada nos ensaios de campo foi de 0,8% na cv. CV01, 44,5% na cv. Produtor e 51,5% na cv. Calor e as médias das produções no ensaio de S. Domingos foram de 20,6 t/ha em ‘CV01’, 17,4 t/ha em ‘Produtor’ e 11,6 t/ha em ‘Calor’. Mostrou-se que “Tomatinho”, variedade espontânea de S. lycopersicum, e plantas de S. melanogena que são mantidas nos campos para além do ciclo do tomateiro aparecem infectadas por TYLCV, constituindo importante reservatório do vírus.

Avaliação de substratos de oviposição para Orius insidiosus (Say) (Hemiptera, Anthocoridae)

Avaliação de substratos de oviposição para Orius insidiosus (Say) (Hemiptera, Anthocoridae). Fêmeas do predador O. insidiosus usam tecidos de plantas para colocação de seus ovos, o que caracteriza a oviposição endofítica. Este trabalho teve por objetivo avaliar diferentes substratos de oviposição para este predador. O estudo foi conduzido em sala climatizada a 25 ± 2ºC, UR de 70 ± 10% e fotofase de 12 horas. Os substratos de oviposição utilizados foram brotos de feijão (Phaselus vulgaris L.), brotos de soja [Glycine max (L.) Merr.], brotos de batata (Solanum tuberosum L.), vagem de feijão (Phaselus vulgaris L.) e inflorescências de picão-preto (Bidens pilosa L.). Foram avaliados os números médio diário e total de ovos por um período de 15 dias, o número de adultos vivos em cada recipiente e a viabilidade na produção dos adultos. Todos os substratos testados foram aceitos pelas fêmeas. Entretanto, foi observado um número significativamente maior de ovos de O. insidiosus em brotos de feijão (4,3 ovos por dia) e brotos de soja (3,9 ovos por dia), comparado aos demais substratos avaliados. As menores (p< 0,05) viabilidades na produção de adultos de O. insidiosus (75,1 e 71,7%) foram verificadas a partir dos ovos colocados em brotos de batata e vagem de feijão, respectivamente. Brotos de feijão e brotos de soja foram adequados para a utilização na criação de O. insidiosus em laboratório, com vantagens de poderem ser produzidos durante todo o ano sem necessitar de grandes áreas para isso, reduzindo assim os custos e o trabalho com a sua obtenção e preparo para uso no sistema de criação do predador. Esses resultados poderão auxiliar na criação massal de O. insidiosus em laboratório, visando à liberação do mesmo em programas de controle biológico de tripes.

Immatures of Gratiana conformis (Boheman) (Coleoptera, Chrysomelidae, Cassidinae)

Egg cases and larvae of Gratiana conformis (Boheman, 1854) were collected on Solanum paniculatum L. and reared in laboratory. Egg case, egg, third instar and mature larvae and pupa are described and illustrated. Biological notes and a comparison with the immatures of other Gratiana species and Charidotis gemellata Boheman, 1855, are also presented.

Cloning of a cDNA encoding a plasma membrane-associated, uronide binding phosphoprotein with physical properties similar to viral movement proteins.

Oligogalacturonides are structural and regulatory homopolymers from the extracellular pectic matrix of plants. In vitro micromolar concentrations of oligogalacturonates and polygalacturonates were shown previously to stimulate the phosphorylation of a small plasma membrane-associated protein in potato. Immunologically cross-reactive proteins were detected in plasma membrane-enriched fractions from all angiosperm subclasses in the Cronquist system. Polygalacturonate-enhanced phosphorylation of the protein was observed in four of the six dicotyledon subclasses but not in any of the five monocotyledon subclasses. A cDNA for the protein was cloned from potato. The deduced protein is extremely hydrophilic and has a proline-rich N terminus. The C-terminal half of the protein was predicted to be a coiled coil, suggesting that the protein interacts with other macromolecules. The recombinant protein was found to bind both simple and complex galacturonides. The behavior of the protein suggests several parallels with viral proteins involved in intercellular communication.

Maternal care in Gargaphia decoris (Heteroptera, Tingidae), with comments on this behavior within the genus and family

Maternal care in Gargaphia decoris is described for the first time. A video is presented as supplementary material. The knowledge on such trait within Tingidae is summarized. The behavior within the family is discussed, and the potential as a source of phylogenetic characters for further analyses is stressed.

Influência de diferentes manejos agrícolas na distribuição de metais pesados no solo e em plantas de tomate

Paty do Alferes (RJ) é um município com tradição agrícola, sendo a olericultura a sua principal atividade econômica. A região apresenta uma topografia e regime de chuvas que favorecem a erosão. A falta de um manejo adequado do solo e o uso excessivo de agroquímicos favorecem os processos de degradação física e química do solo, acarretando sérios impactos ao ambiente. Com o objetivo de avaliar o acúmulo de metais pesados no solo e em plantas de tomate (Lycopersicon esculentum Mill), cultivadas sob diferentes sistemas de preparo do solo, foi realizado um trabalho no município de Paty do Alferes (RJ), entre os meses de agosto e dezembro de 1999. Foram instaladas parcelas do tipo Wischmeier (com coletores de enxurrada e sedimentos), com dimensões de 22,0 x 4,0 m, em um Latossolo Vermelho-Amarelo com 30 % de declividade. Cada tratamento consistiu de um tipo de sistema de preparo do solo: (a) preparo convencional: aração no sentido morro abaixo e queima dos restos vegetais (PC); (b) preparo em curvas de nível: aração com tração animal em nível com faixas de capim-colonião a cada 7,0 m (PN); (c) cultivo mínimo: apenas abertura de covas para plantio e conservação dos restos vegetais (CM). Foram coletadas amostras de solo e plantas de tomate, sendo analisados os teores de metais pesados nas amostras coletadas, a produtividade das plantas e a fertilidade do solo. A produtividade no cultivo mínimo foi significativamente inferior à de outros manejos, apesar de tal sistema favorecer a maior fertilidade do solo. Esse manejo também proporcionou maior acúmulo de metais pesados no solo, principalmente quando comparado ao plantio convencional. Com relação às plantas, a aplicação foliar de defensivos agrícolas favoreceu o maior acúmulo de metais pesados na parte aérea das plantas, e os teores de Cu e Zn estiveram acima dos limites permitidos para metais pesados em plantas. Os frutos produzidos nos três sistemas de preparo do solo apresentaram concentrações de Pb próximas ao limites permitidos para alimentos frescos.

Compatibilidade simbiótica de fungos micorrízicos arbusculares com espécies arbóreas tropicais

A revegetação com espécies arbóreas é uma estratégia adequada, quando se pretende a reabilitação de terras degradadas. Entretanto, o estabelecimento e o crescimento destas em solos pobres em nutrientes dependem de diversos fatores como a capacidade de formar e beneficiar-se das micorrizas. No presente estudo, realizado em casa de vegetação na Universidade Federal de Lavras, Minas Gerais- Brasil, avaliaram-se aspectos da relação fungos micorrízicos arbusculares e espécies arbóreas do sudeste brasileiro. Os fungos estudados foram: Scutellospora pellucida, Acaulospora scrobiculata, Entrophospora colombiana, Gigaspora gigantea, Gigaspora margarita, Glomus etunicatum, Scutellospora gregaria, Glomus clarum e isolados oriundos de agrossistemas e de mata, os quais foram inoculados em dezesseis espécies vegetais: Luehea grandiflora, Cecropia pachystachya, Schinus terebinthifolius, Machaerium nyctitans, Senna macranthera, Senna spectabilis, Solanum granuloso-leprosum, Caesalpinea ferrea, Tabebuia serratifolia, Maclura tinctoria, Guazuma ulmifolia, Acacia polyphylla, Mimosa caesalpiniaefolia, Enterolobium contortisiliquum, Trema micrantha e Cedrela fissilis. Estas espécies apresentaram comportamento diferenciado em relação à susceptibilidade aos fungos e às respostas em crescimento decorrentes da inoculação. A amplitude de eficiência simbiótica dos fungos variou muito, sendo o Gl. clarum, E. colombiana, S. pellucida e Gl. etunicatum os fungos de maior amplitude, beneficiando mais de 80 % das espécies vegetais estudadas, e a A. scrobiculata a espécie de comportamento mais restrito em relação aos hospedeiros. A análise da compatibilidade fungo-hospedeiro e o comportamento geral das espécies em associação indicam a ocorrência de seletividade diferenciada na relação fungo-hospedeiro, existindo combinações de eficiência simbiótica muito variável para as plantas hospedeiras. A importância destes resultados para a revegetação de áreas degradadas é discutida.

Potential role of pathogen signaling in multitrophic plant-microbe interactions involved in disease protection.

Multitrophic interactions mediate the ability of fungal pathogens to cause plant disease and the ability of bacterial antagonists to suppress disease. Antibiotic production by antagonists, which contributes to disease suppression, is known to be modulated by abiotic and host plant environmental conditions. Here, we demonstrate that a pathogen metabolite functions as a negative signal for bacterial antibiotic biosynthesis, which can determine the relative importance of biological control mechanisms available to antagonists and which may also influence fungus-bacterium ecological interactions. We found that production of the polyketide antibiotic 2,4-diacetylphloroglucinol (DAPG) was the primary biocontrol mechanism of Pseudomonas fluorescens strain Q2-87 against Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici on the tomato as determined with mutational analysis. In contrast, DAPG was not important for the less-disease-suppressive strain CHA0. This was explained by differential sensitivity of the bacteria to fusaric acid, a pathogen phyto- and mycotoxin that specifically blocked DAPG biosynthesis in strain CHA0 but not in strain Q2-87. In CHA0, hydrogen cyanide, a biocide not repressed by fusaric acid, played a more important role in disease suppression.

Adubação orgânica da batata com esterco e, ou, Crotalaria juncea: I - produtividade vegetal e estoque de nutrientes no solo em longo prazo

No Agreste paraibano, a batata (Solanum tuberosum L.) é importante cultura comercial, embora seja limitada pela variabilidade e escassez de chuvas e pela baixa fertilidade do solo. O esterco é a principal fonte de nutrientes utilizada para fertilização do solo, porém geralmente não é disponível em quantidade suficiente nas propriedades rurais para suprir a demanda das culturas agrícolas. Como alternativa tem sido recomendada a adubação verde com Crotalaria juncea L. Realizou-se um experimento, de 1996 a 2002, em um Neossolo Regolítico, com o objetivo de quantificar a produtividade da batata e o estoque de nutrientes no solo, após incorporações anuais de esterco e, ou, crotalária. Os tratamentos consistiram de: incorporação da crotalária (C), adição de 15 t ha-1 de esterco caprino (E), incorporação de crotalária + 7,5 t ha-1 de esterco (CE) e testemunha (T). No final do experimento, o tratamento E promoveu aumentos de 73, 45, 221 e 43 % nos teores de N total, P total, P e K extraíveis (Mehlich-1) do solo, respectivamente, em relação à testemunha. Os tratamentos C e CE aumentaram o N total do solo em 76 e 63 %, mas não aumentaram o teor dos outros nutrientes. Os acúmulos médios de massa seca, N, P e K na parte aérea da crotalária nos tratamentos, ao longo dos cinco anos, foram de 3.550, 69, 6 e 55 kg ha-1, respectivamente. As produtividades médias de tubérculos, ao longo dos cinco anos de colheita, foram de 15.204, 12.053, 11.085 e 7.926 kg ha-1 nos tratamentos CE, C, E e T, respectivamente. Apesar de a adição de 15 t ha-1 de esterco ter proporcionado os maiores aumentos nos nutrientes do solo, as maiores produtividades de tubérculos ao longo do período do estudo foram obtidas quando se combinou o plantio e a incorporação de crotalária com a adição de 7,5 t ha-1 de esterco.