Mechanical effects of plant cell wall enzymes on xyloglucan/cellulose composites

Xyloglucan-acting enzymes are believed to have effects on type I primary plant cell wall mechanical properties. In order to get a better understanding of these effects, a range of enzymes with different in vitro modes of action were tested against cell wall analogues (bio-composite materials based on Acetobacter xylinus cellulose and xyloglucan). Tomato pericarp xyloglucan endo transglycosylase (tXET) and nasturtium seed xyloglucanase (nXGase) were produced heterologously in Pichia pastoris. Their action against the cell wall analogues was compared with that of a commercial preparation of Trichoderma endo-glucanase (EndoGase). Both 'hydrolytic' enzymes (nXGase and EndoGase) were able to depolymerise not only the cross-link xyloglucan fraction but also the surface-bound fraction. Consequent major changes in cellulose fibril architecture were observed. In mechanical terms, removal of xyloglucan cross-links from composites resulted in increased stiffness (at high strain) and decreased visco-elasticity with similar extensibility. On the other hand, true transglycosylase activity (tXET) did not affect the cellulose/xyloglucan ratio. No change in composite stiffness or extensibility resulted, but a significant increase in creep behaviour was observed in the presence of active tXET. These results provide direct in vitro evidence for the involvement of cell wall xyloglucan-specific enzymes in mechanical changes underlying plant cell wall re-modelling and growth processes. Mechanical consequences of tXET action are shown to be complimentary to those of cucumber expansin.

Expression pattern of four storage xyloglucan mobilization-related genes during seedling development of the rain forest tree Hymenaea courbaril L.

During seedling establishment, cotyledons of the rain forest tree Hymenaea courbaril mobilize storage cell wall xyloglucan to sustain growth. The polysaccharide is degraded and its products are transported to growing sink tissues. Auxin from the shoot controls the level of xyloglucan hydrolytic enzymes. It is not yet known how important the expression of these genes is for the control of storage xyloglucan degradation. In this work, partial cDNAs of the genes xyloglucan transglycosylase hydrolase (HcXTH1) and beta-galactosidase (HcBGAL1), both related to xyloglucan degradation, and two other genes related to sucrose metabolism [alkaline invertase (HcAlkIN1) and sucrose synthase (HcSUS1)], were isolated. The partial sequences were characterized by comparison with sequences available in the literature, and phylogenetic trees were assembled. Gene expression was evaluated at intervals of 6 h during 24 h in cotyledons, hypocotyl, roots, and leaves, using 45-d-old plantlets. HcXTH1 and HcBGAL1 were correlated to xyloglucan degradation and responded to auxin and light, being down-regulated when transport of auxin was prevented by N-1-naphthylphthalamic acid (NPA) and stimulated by constant light. Genes related to sucrose metabolism, HcAlkIN1 and HcSUS1, responded to inhibition of auxin transport in consonance with storage mobilization in the cotyledons. A model is proposed suggesting that auxin and light are involved in the control of the expression of genes related to storage xyloglucan mobilization in seedlings of H. courbaril. It is concluded that gene expression plays a role in the control of the intercommunication system of the source-sink relationship during seeding growth, favouring its establishment in the shaded environment of the rain forest understorey.

Avaliação da sensibilidade de diversas espécies de plantas daninhas aquáticas ao carfentrazone-ethyl, em ambiente controlado

Plantas aquáticas, especialmente macrófitas, tornam-se sério problema em hidrelétricas, afetando a múltipla utilização dos corpos d'água, incluindo produção de peixes e atividades de pesca, perdas d'água por evapotranspiração, esportes aquáticos, canoagem, irrigação e produção de energia nas usinas hidrelétricas. Com o objetivo de analisar o potencial de uso do carfentrazone-ethyl no controle das principais plantas daninhas aquáticas no Brasil, foi instalado um experimento em vasos com água. Utilizaram-se os seguintes tratamentos herbicidas (g i.a. ha-1): carfentrazone-ethyl a 15, 30 e 60; glyphosate a 4.536; 2,4-D a 4.690; imazapyr a 1.250; e uma testemunha sem herbicida. Esses tratamentos foram testados nas seguintes espécies: Eichhornia crassipes, Salvinia auriculata, Pistia stratiotes, Myriophyllum aquaticum, Brachiaria arrecta, Hydrocotyle umbellata, Typha sp. e Echinochloa polystachya. As avaliações foram efetuadas aos 7, 14, 21 e 28 dias após os tratamentos. Os resultados mostraram que o carfentrazone-ethyl foi eficiente no controle de E. crassipes (maior dose) e P. stratiotes (duas maiores doses), com efeito supressivo sobre S. auriculata. Foi observado que nas outras plantas daninhas estudadas não houve eficiência de controle.

Análise farmacognóstica e atividade antibacteriana de extratos vegetais empregados em formulação para a higiene bucal

A utilização de extratos vegetais vem se tornando uma alternativa importante para a prevenção de doenças periodontais. Este trabalho objetivou desenvolver uma formulação de enxagüatório bucal, contendo, em associação, extratos hidroalcoólicos de Rosmarinus officinalis, Plantago major, Tabebuia impetiginosa, Achillea millefollium e Nasturtium officinale; avaliar sua composição farmacognóstica e sua atividade antibacteriana, como também da fórmula proposta. Foram realizados estudos de pré-formulação e análises farmacognósticas para as espécies vegetais. A atividade antibacteriana in vitro foi observada por meio dos métodos de difusão em disco de papel, por hole- plate e por template, frente a Staphylococcus aureus, Bacillus subtilis, Escherichia colik, Enterococcus faecalis e Pseudomonas aeruginosa. A concentração inibitória mínima (CIM) foi determinada por meio do método de macrodiluições sucessivas em caldo. Os resultados obtidos apresentaram-se de acordo com o histórico farmacognóstico das drogas estudadas. Todas as bactérias foram inibidas pelos extratos, observando-se que as espécies S. aureus e B. subtilis mostraram, aparentemente, maior sensibilidade. A CIM variou, em relação a sensibilidade de cada espécie bacteriana estudada, de 312,5 µL/mL a 1250 µL/mL para os extratos vegetais e de 625 µL/mL a 2500 µL/mL para o enxaguatório bucal. São necessários estudos complementares para a confirmação da eficácia deste produto e sua utilização na prevenção de doenças periodontais.

A laboratory study on feeding plasticity of the shredder Sericostoma vittatum Rambur (Sericostomatidae)

Since litter input and availability of leaves in many streams is highly seasonal in Portugal, we investigated whether Sericostoma vittatum, a typical shredder, was able to grow using alternative food sources. To test this hypothesis we fed S. vittatum with Alnus glutinosa (alder, CPOM, coarse particulate organic matter), leaf powder from A. glutinosa and Acacia dealbata and FPOM (fine particulate organic matter) from a 5th and a > 6th order river, the macrophyte Myriophyllum aquaticum and biofilm. Growth in S. vittatum was significantly influenced by the food item given (ANOVA, P = 0.0082). The food item promoting the highest growth was A. glutinosa, in the form of FPOM (6.48% day(-1)) and CPOM (4.24% day(-1)); all other forms of FPOM and biofilm provided relatively low growth rates (0.77-1.77% day(-1)). The macrophyte M. aquaticum was also used as food source by S. vittatum and promoted intermediate growth (1.96% day(-1)). Neither nitrogen, phosphorus nor caloric content was correlated with growth. However, since higher growth was achieved with alder, in the form of CPOM and FPOM, we concluded that the chemical content of food was more important for S. vittatum than the physical form of such food. This may partially explain why shredders are able to survive when leaves are scarce in streams.

Phosphorus, nitrogen, and carbon contents of macrophytes in lakes lateral to a tropical river (Paranapanema River, São Paulo, Brazil)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Inibição da mineralização de compostos nitrogenados de lixiviado de macrófita aquática: Adequação metodológica

This study aimed to establish the adequate concentrations of nitrapyrin for the effective inhibition of oxygen demand required for the oxidation of nitrogen compounds during aerobic mineralization of leachate. The aquatic macrophyte Myriophyllum aquaticum was used as a source of dissolved organic matter (DOM). The leachate was incubated in several chambers, containing different composition and treatments: (i) treatment with leachate (DOM), (ii) treatment with DOM plus nitrapyrin in different concentrations (10; 25 and 50 mg L-1), aiming at finding the right concentration that inhibits the nitrification process, (iii) treatment with DOM plus NH4SO 2, (iv) treatment containing DOM and nitrapyrin plus NH 4SO2, and (v) treatment with DOM plus azide. The dissolved oxygen amount in each incubation treatment was periodically measured. The results indicated that the ratio of 10 mg L-1 of nitrapyrin for each 10 mg C of leachate is efficient in inhibiting the oxidation of nitrogen compounds from aquatic macrophytes.

Constructed wetland in wastewater treatment

Physical and chemical variables of soil and water were measured to determine the effectiveness of a constructed wetland for wastewater treatment. Eight different macrophyte species, namely Eichhornia crassipes, Alternanthera philoxerodos, Heteranthera reniformis, Hydrocotyle umbeliferae, Lidwigia elegan, Ludwigia sericea, Myriophyllum aquaticum and Thypha domingensis, were transplanted. Inlet water and outlet water were the two sampling sites evaluated. There were significant differences (p < 0,05) when limnological characteristics between inlet and outlet water from the constructed wetland were compared. In general, dissolved oxygen was over 4 mg L-1, and conductivity was high, above 80 μS cm-1. Chlorophyll-a levels generally tended to decrease at the wetland outlet and were higher during the rainy period (fish growth period). Results show that ammonia, total phosphorus, BOD5, phosphorus and organic mattel in the sediment removals in the constructed wetland were higher, indicating that macrophytes played an important role in removing these variables. The use of constructed wetland is a viable technology for the biological treatment in aquaculture and swine wastewater.

Atividade biológica de gel dentifrício e enxagüatório bucal contendo extratos vegetais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Abordagens multivariadas no estudo da dinâmica de comunidades de macrófitas aquáticas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação da composição química, dos compostos bioativos e da atividade antioxidante em seis espécies de flores comestíveis

Pós-graduação em Alimentos e Nutrição - FCFAR

Frequência e diversidade de enteroparasitos veiculados por hortaliças comercializadas na cidade de Belém-PA e sua relação com a sazonalidade climática

Os enteroparasitas constituem-se em importante problema de saúde para a população humana no mundo inteiro. O consumo de hortaliças é uma das grandes vias de transmissão desses patógenos. Este trabalho buscou determinar a frequência e a diversidade de enteroparasitos veiculados por hortaliças comercializadas, na região metropolitana de Belém-PA, e sua relação com a sazonalidade climática da região. Foram usadas 252 amostras de três espécies de hortaliças, sendo 84 de alface (Lactuca sativa- variedade crespa), 84 de agrião (Nasturtium officinale) e 84 de coentro (Coriandrum sativum) adquiridas em feiras, hortas e em um supermercado, no período de dezembro de 2008 a novembro de 2009. Cada amostra foi lavada com 500 ml de PBS, permitindo a sedimentação espontânea e posterior centrifugação dos 30 ml finais do sedimento. O sedimento final foi analisado à microscopia óptica comum. Os níveis de contaminação das três espécies de hortaliças foram obtidos pelas médias mensais de estruturas enteroparasitárias identificadas em cada uma delas, e pelo número total de parasitos identificados, nas amostras de cada feira, horta e supermercado. Aos resultados obtidos, na análise microscópica das amostras, foi aplicado o Teste do Quiquadrado e o Teste Exato de Fisher, para determinar a existência ou não de diferenças estatisticamente significativas entre esses resultados. Foi usado o nível de significância ≤ 0,05. A análise microscópica revelou uma contaminação de 100% das amostras obtidas nas feiras, nas hortas e no supermercado incluídos na pesquisa, não havendo diferença estatística na frequência total de parasitos entre elas. O Strongyloides stercoralis foi o parasito mais prevalente, seguido pelo complexo Entamoeba histolytica/dispar e pelos ancilostomídeos, tanto nas amostras das hortas, quanto nas amostras das feiras e do supermercado. O agrião e a alface apresentaram maior índice de contaminação parasitária que o coentro. Foi caracterizada a influência sazonal sobre a intensidade de parasitos nas hortaliças pesquisadas, pois houve diferença estatística entre os resultados obtidos com uma prevalência maior de parasitos nas amostras de verão, em relação as amostras de inverno. Não houve diferença estatisticamente significativa entre as médias mensais de contaminação das hortaliças comercializadas nas feiras, nas hortas e no supermercado, indicando que, as condições de higiene sob as quais são comercializadas as hortaliças, apesar de importantes para manter suas características organolépticas, tem menor influência sobre os níveis de contaminação parasitária, que parece estar mais associada ao local e condições de cultivo desses vegetais. Esses dados permitem um bom grau de comparação para futuros trabalhos.

Controle biológico de Sagittaria montevidensis com Cylindrocarpon sp

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação comparativa das perdas de água por evapotranspiração em mesocosmos colonizados por diferentes macrófitas aquáticas

Water loss increase through evapotranspiration is one the most important modes of interference of weeds in water bodies, especially in water storage reservoirs. Thus, this research was conducted to compare the water losses in mesocosms colonized with the aquatic weeds Myriophyllum aquaticum,Brachiaria subquadripara,Echinochloa polystachya,Typha latifolia and Pontederia lanceolata. The evaluations were carried out in July 2004, in three 4-day periods. The water losses were evaluated based on the amounts of water necessary to restore the existing water level before each evaluation period. The colonization of the aquatic weeds increased the water losses in the mesocosms, with the highest losses being observed in those colonized by T. latifolia, between 3.54 to 4.71 times the water surface without aquatic weeds. The losses in the mesocosms colonized by M. aquaticum,B. subquadripara, E. polystachya, and P. lanceolata were statistically similar and promoted increases between 1.54 to 2.21 times the free surface. The results showed that aquatic weed control is important to prevent water losses in reservoirs used for water storage.

Avaliação da sensibilidade de organismos aquáticos e terrestres ao triclopyr

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV