Genetic diversity and phenotypic variability of phytoplankton populations in the Baltic Sea

En av naturens mest grundläggande aspekter är den enorma mängd av variation som existerar mellan arter. Denna variation har lett oss till att klassificera olika organismer på basis av morfologiska skillnader och på senare tid till att jämföra genetiska skillnader på individens nivå. Den marina kiselalgen Skeletonema marinoi är en av de vanligaste växtplanktonarter i Östersjön under vårblomningen och anses viktig för den årliga produktionen. En av mina främsta målsättningar var att beskriva den intra-specifika diversiteten hos denna art längs med miljögradienter i Östersjön. Ett annat mål var att klargöra de faktorer som eventuellt är involverade i konfigurationen av genetisk diversitet och differentiering. Med hjälp av genetiska markörer visade jag att den genetiska diversiteten hos S. marinoi populationer i Östersjön är lägre jämfört med populationer i östra delen av Nordsjön. Arten är genetiskt uppdelad så att en utpräglad population förekommer i Östersjön och en annan, genetiskt åtskild population förekommer norr om de Danska sunden. Resultaten visar att de genetiskt åtskilda populationerna är anpassade till lokala salinitetsförhållanden. Genflödet mellan populationerna korrelerade kraftigt med havströmmar i området. Mina studier avslöjade även omfattande variation av fenotypiska, ekologiskt vikitga särdrag hos olika kloner. Djurplankton som äter kiselalger kunde modifiera den klonala mångfalden av fenotypiskt variabla S. marinoi populationer. En ökad klonal mångfald ledde till högre prestationsförmåga i fråga om primär produktion och stabiliserade ekofysiologiska funktioner. Som visas i denna avhandling består en art allt som oftast av åtskilliga genetiska varianter med fenotypiska skillnader. Kunskap om sådana intra-specifika skillnader är en förutsättning för att vi skall kunna förstå var och varför arter förekommer. Denna kunskap utgör även en grund för prognoser som siktar på att förutspå huruvida arter kan anpassa sig till framtida miljöförhållanden. ------------------------------------------------------ Suunnaton määrä variaatioita eliölajien välillä on perustavanlaatuinen ominaisuus luonnossa. Perinteisesti tätä monimuotoisuutta on käytetty organismien luokittelemiseen eri lajeihin niiden morfologisten eroavaisuuksien perusteella. Hiljattain myös geneettisten erojen huomioimista yksilötasolla on hyödynnetty lajien luokittelemisessa. Merialueilla esiintyvä piilevä, Skeletonema marinoi on yksi Itämeren tavallisimmista kasviplanktonlajeista kevätkukinnan aikana. Tavoitteenani oli selventää geneettistä ja fenotyyppistä monimuotoisuutta pitkin Itämeren ympäristögradienttejä. Geneettisen monimuotoisuuteen ja erkaantumiseen vaikuttavien tekijöiden selvittäminen oli tärkeä aspekti väitöstutkimuksessani. Geneettisiä markkereita käyttämällä pystyin toteamaan, että S. marinoi levän geneettinen monimuotoisuus on Itämeressä merkittävästi alhaisempi kuin läheisessä Pohjanmeren itäosassa. Tutkittu laji jakautuu geneettisesti yhteen erilliseen populaatioon Itämeressä ja toiseen selvästi erottuvaan populaatioon Tanskan salmien pohjoispuolella. Kokeellisten tulosten perusteella nämä geneettisesti erilaistuneet populaatiot ovat kumpikin sopeutuneet paikalliseen veden suolapitoisuuteen. Populaatioiden välisen geenivirran ja merivirtojen luoman yhteyden välillä havaittiin vahva korrelaatio. Tutkimukseni paljastivat myös laajaa vaihtelua Skeletonema-kloonien ekologisesti tärkeissä ominaisuuksissa. Kokeellisten tutkimusteni perusteella laiduntajat pystyivät muuttamaan geneettisten kloonien lukumäärää monimuotoisissa S. marinoi populaatioissa. Lisääntynyt kloonien lukumäärä paransi perustuotantokykyä ja vakautti ekofysiologisia toimintoja. Kuten tässä väitöstutkimuksessa osoitetaan, lajit koostuvat useimmiten lukuisista geneettisistä muunnelmista, jotka eroavat usein fenotyypeiltään. Ymmärtääksemme missä tietyt lajit esiintyvät ja miksi, tarvitsemme tietoa lajien sisäisistä vaihteluista. Tämä tieto on tarpeellista, jotta voimme ennustaa lajien sopeutumista tuleviin ympäristönmuutoksiin.

Soja transgênica BRS 243 RR: determinação de macronutrientes e das isoflavonas daidzeína e genisteína por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE)

Este trabalho teve por objetivo determinar a composição centesimal e o conteúdo de Daidzeína (D) e Genisteína (G) da cultivar BRS 243 RR por CLAE. O preparo da amostra para cromatografia envolveu a remoção da gordura com hexano . Os analitos foram extraídos com etanol 70% acrescido de 0,1% de ácido acético. As condições cromatográficas otimizadas foram: coluna C18, fase móvel metanol: ácido acético 5% (1:1 v/v), vazão 0,5 mL/minuto, temperatura da coluna 30 °C, volume de injeção 40 µL e leitura em 254 nm. Os parâmetros de validação avaliados foram: linearidade y = 11242 x -37433, r = 0,9976 (D) e y = 18510 x -66761, r = 0,9980 (G); coeficientes de variação dos estudos de precisão intradia CV = 5,3% (D), CV = 6,7% (G) e interdias CV = 8,7% (D), CV = 9,7% (G); limite de quantificação 10 µg.g-1; limite de detecção 5 µg.g-1 e recuperação 95,7%. Portanto, o método desenvolvido foi adequado para a determinação de daidzeína e genisteína em soja. Os níveis de carboidratos (31,4%), proteínas (35,9%), lipídios (20,9%), umidade (6,9%), cinzas (4,9%), daidzeína (44,1 µg.g-1) e genisteína (37,4 µg.g-1) determinados na soja transgênica foram similares aos de outros estudos com soja convencional.

Resíduos de glifosato e ácido aminometilfosfônico e teores de isoflavonas em soja BRS 244 RR e BRS 154

A principal forma de controle das plantas daninhas durante o cultivo de soja geneticamente modificada (GM RR) BRS 244 RR é o uso de glifosato. Porém, existem dúvidas quanto à segurança desse herbicida, à qualidade dos grãos e do solo da soja GM RR cultivada em Planossolo. Resíduos da molécula do glifosato e do metabólito ácido aminometilfosfônico (AMPA) podem estar presentes nos grãos, bem como, podem afetar a concentração de isoflavonas. Por isso, avaliaram-se as sojas BRS 244 RR e BRS 154 cultivadas nos seguintes tratamentos: T1 - soja BRS 244 RR, sem aplicação de herbicida, com capina manual aos 28 dias após o plantio (dap); T2 - soja BRS 154 sem aplicação de herbicida, com capina manual também aos 28 dap; T3 - soja BRS 244 RR com uma aplicação de glifosato a 960 g ia ha-1 aos 28 dap; T4 - soja BRS 244 RR com duas aplicações de glifosato a 960 g ia ha-1 aos 28 e 56 dap; T5 - soja BRS 244 RR com uma aplicação de herbicida imazetapir a 100 g ia ha-1 aos 28 dap; T6 - soja BRS 154 com uma aplicação de herbicida imazetapir a 100 g ia ha-1 aos 28 dap. Verificou-se que a aplicação de glifosato no controle de plantas daninhas resultou em teores elevados de glifosato e ácido aminometilfosfônico no solo. Nos grãos, o teor de isoflavonas não parece ser significativamente afetado pela aplicação de glifosato, mas os resíduos desse herbicida foram superiores ao permitido pela legislação vigente, que é de 10 mg.kg-1.

Genetic variability for synthesis of bioactive compounds in peppers (Capsicum annuum) from Brazil

AbstractThe objective of this study was to evaluate the genetic variability for synthesis of bioactive compounds in pepper (Capsicum annuum, Solanaceae). Total phenolics, anthocyanins, carotenoids and antioxidant activity were evaluated in 14 accessions of Capsicum annuum from the Capsicum Genebank of Embrapa Temperate Agriculture (Pelotas – RS, Brazil). Thirty plants of each accession were cultivated in the field during spring and summer. The experimental design was a complete randomized block with 14 treatments (accessions) and three replications. The laboratory evaluations followed the same experimental design to field, but with two repetitions more. Seeds were discarded and opposite longitudinal portions of fruits were manually prepared for chemical analyzes. The data obtained showed high genetic variability for phenolics, anthocyanins, carotenoids and antioxidant activity. The P39, P77, P119, P143 and P302 accessions exhibited the highest levels of antioxidants, which are strongly indicated to be used in breeding programs of Capsicum peppers.

Avaliação da evolução de danos por "umidade" e redução do vigor em sementes de soja, cultivar TMG113-RR, durante o armazenamento, utilizando imagens de raios x e testes de potencial fisiológico

Condições climáticas desfavoráveis após a maturidade fisiológica em sementes de soja têm ocasionado problemas no seu potencial fisiológico, incluindo a ocorrência de danos por "umidade". Para a avaliação desses danos, a técnica de análise de imagens de raios X é aplicável para identificar, de maneira precisa, sua intensidade e localização. Assim, foi o objetivo desdte trabalho avaliar o efeito de diferentes condições de armazenamento na evolução dos danos por "umidade" em sementes de soja utilizando o teste de raios X e testes de potencial fisiológico. Foram utilizados três lotes do cultivar TMG113-RR, armazenados durante 8 meses em ambiente não controlado, câmara seca (50% UR e 20 ºC) e câmara fria (65% UR e 10 ºC). Periodicamente, a cada 2 meses, as sementes foram avaliadas por meio dos testes de germinação, envelhecimento acelerado, emergência de plântulas em campo e raios X. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x3x5 (lotes x ambientes x épocas) e as médias foram comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade. Observou-se que houve evolução dos danos por "umidade" e, conseqüentemente, diminuição do potencial fisiológico durante o período de armazenamento das sementes. A evolução do referido dano foi maior nas sementes armazenadas em ambiente não controlado e menor para as armazenadas em câmara fria.

Spatial variability of soil fertility and its relationship with seed physiological potential in a soybean production area

The correlation of soil fertility x seed physiological potential is very important in the area of seed technology but results published with that theme are contradictory. For this reason, this study to evaluate the correlations between soil chemical properties and physiological potential of soybean seeds. On georeferenced points, both soil and seeds were sampled for analysis of soil fertility and seed physiological potential. Data were assessed by the following analyses: descriptive statistics; Pearson's linear correlation; and geostatistics. The adjusted parameters of the semivariograms were used to produce maps of spatial distribution for each variable. Organic matter content, Mn and Cu showed significant effects on seed germination. Most variables studied presented moderate to high spatial dependence. Germination and accelerated aging of seeds, and P, Ca, Mg, Mn, Cu and Zn showed a better fit to spherical semivariogram: organic matter, pH and K had a better fit to Gaussian model; and V% and Fe showed a better fit to the linear model. The values for range of spatial dependence varied from 89.9 m for P until 651.4 m for Fe. These values should be considered when new samples are collected for assessing soil fertility in this production area.

RR soybean seed quality after application of glyphosate in different stages of crop development

In consequence of several studies and speculations concerning the issue of RR transgenic soybean after the application of glyphosate, additional scientific investigations became necessary to clarify the actual viability of the product use when applied in different developmental stages of the soybean crop. Therefore, this study was aimed to evaluate the physiological quality as well as seed health quality of RR soybean subjected to application of the herbicide glyphosate in different phonological stages of the transgenic soybean, cultivar CD 219RR. For this, an experiment with a complete block experimental design with treatments randomly distributed within the block, with four replications, was carried out. The assessed treatments were foliar sprayings of glyphosate in three increasing dosages [0 (control); 1,440 g ha-1; and 2,880 g ha-1] of acid equivalent, applied in two crop developmental stages: vegetative (V6) and reproductive (R2). The variables assessed were: germination; first count of germination; fresh and dry mass of seedlings, lengths of seedling and root; vigor and viability by the tetrazolium test; and seed health quality. Glyphosate application may adversely affect physiological quality of RR soybean seeds, when applied in dosages varying from 1,440 to 2,880 g acid equivalent per hectare at the stages V6 and R2.