Biossíntese e recentes avanços na produção de celulose bacteriana

O presente trabalho discute os recentes avanços na biossíntese e na produção de celulose bacteriana (CB) pela gram-negativa, aeróbia e aceto-ácida Gluconacetobacter. xylinus. A CB se difere de seu par vegetal, principalmente devido ao seu caráter de fibras nanométricas, contra o caráter micrométrico da vegetal, são extruídas através da parede celular de G. xylinus, com isso sua estrutura macroscópica é mecanicamente e fisicamente mais resistente, abrindo grandes oportunidades de aplicações tecnológicas e biológicas, muito além das obtidas pela celulose vegetal. O desafio atual está no aumento da produção de CB, que se debruça num maior entendimento de sua biossíntese para que seja possível uma posterior manipulação genético-bioquímica oriundas do recente avanço na biologia molecular e nos bioprocessos. São relacionados trabalhos utilizando a CB como base para produção de compósitos como também o que a está sendo feito de mais atual com este material biológico.

Efeito do tempo, substrato e temperatura na penetração de juvenis do segundo estádio de Meloidogyne javanica e Heterodera glycines em soja

Observou-se que, independente do substrato, aos 2 dias após a inoculação a penetração de juvenis do segundo estádio (J2)de Meloidogyne javanica nasraízes da soja foi baixa em comparação com os demais períodos. Em areia fina, maior penetração ocorreu aproximadamente aos 4,4 dias após a inoculação. Na mistura de solo + areia grossa, o aumento foi linear no intervalo de 2 a 8 dias após a inoculação. Na areia fina o número de J2 de Heterodera glycines no interior das raízes foi mais alto aos 2 dias da inoculação. Na mistura de solo + areia grossa, ocorreram menor número de J2 de H. glycines nas raízes aos 2 dias após a inoculação e tendência de aumento até o 8º dia. Na temperatura de 24ºC, ocorreu maior (P< 0,05) penetração de J2 de M. javanica indiferente da resistência da cultivar. Entretanto, na cultivar resistente a penetração não foi alterada (P< 0,05) entre 24 e 28ºC. A 32ºC ocorreu queda significante no número de J2 de M. javanica nas raízes chegando a 17,97% daquela em 28ºC e semelhante àquelas em 16 e 20ºC. Na cultivar suscetível a queda na penetração foi significante aos 28ºC e 32ºC, da ordem de 34,74% em relação a 24ºC, porém ainda mais elevada (P< 0,05) do que em 16 e 20ºC. A 12ºC não ocorreu penetração em qualquer cultivar testada. Para H. glycines, a maior penetração na cultura suscetível ocorreu à temperatura de 21,3ºC e a 22,4ºC na resistente. A 12 e 32ºC a penetração de H. glycines foi semelhante nas cultivares resistente e suscetível, porém correspondendo a aproximadamente metade daquela observada nas melhores temperaturas.

Genes diferencialmente expressos em cana-de-açúcar inoculada com Xanthomonas albilineans, o agente causal da escaldadura da folha

A escaldadura da folha, causada pela bactéria Xanthomonas albilineans colonizadora do xilema, é uma das principais doenças da cana-de-açúcar. A sintomatologia na fase crônica é caracterizada principalmente pelo aparecimento de uma faixa branca paralela à nervura central da folha, que evolui até queimar totalmente, sendo também observado brotação de gemas laterais no colmo. Neste trabalho, a técnica de macroarranjos de cDNA foi empregada para o estudo da expressão de 3.575 ESTs (espressed sequence tags) em folhas de cana-de-açúcar. Foram utilizadas duas variedades, uma resistente (SP82-1176) e outra suscetível (SP78-4467) a Xanthomonas albilineans as quais foram infectadas mecanicamente por ferimentos. As membranas dos macroarranjos foram confeccionadas a partir de ESTs de bibliotecas de folha e cartucho de cana-de-açúcar provenientes do projeto SUCEST e hibridizadas contra sondas de cDNA de plantas infectadas e controle marcadas com isótopos radioativos. Analisando os resultados dos macroarranjos foi possível verificar um comportamento diferenciado para cada variedade durante o ataque do patógeno. Após realizadas análises estatísticas identificamos na variedade resistente ESTs com expressão induzida relacionadas com biossíntese de isoprenoides, proteínas LRR transmembrânica, "ziper" de leucina, lignificação, tolerância ao frio, diferenciação de plastídeos, sistemas de defesa e de adaptação da planta ao meio ambiente. As ESTs reprimidas na variedade resistente foram àquelas relacionadas com genes responsáveis pela síntese de proteínas do controle da expansão da parede celular, detoxificação e transporte de auxina. Na variedade susceptível foram reprimidas ESTs relacionadas a genes de proteínas das respostas de defesa da planta, biossíntese de Etileno e regulação da transcrição.

Análise do perfil de expressão dos genes da cana-de-açúcar envolvidos na interação com Leifsonia xyli subsp: xyli

Utilizando a técnica de macroarranjos de cDNA em membranas de náilon, analisou-se o perfil de expressão de 3.575 ESTs ("Expressed Sequence Tags") de cana-de-açúcar, oriundas do projeto SUCEST, em duas variedades, uma tolerante (SP80-0185) e outra suscetível (SP70-3370) ao Raquitismo da Soqueira. Foram analisadas amostras foliares de plantas inoculadas com Leifsonia xyli subsp. xyli., agente etiológico do Raquitismo, contrastadas com plantas não inoculadas (controle), para cada variedade, marcadas com sondas de cDNA e hibridizadas contra os macroarranjos. Após as hibridizações e análises estatísticas dos dados foi possível identificar 49 ESTs com expressão alterada, sendo 44 na variedade tolerante (41 ESTs induzidos e 3 reprimidos) e 5 na variedade suscetível (2 ESTs induzidos e 3 reprimidos). Os resultados obtidos sugerem que a tolerância da variedade SP80-0185 de cana-de-açúcar à bactéria fitopatogênica pode estar relacionada com a percepção de sinais extracelulares, visto que ESTs relacionados a vias de transdução de sinais apresentaram expressão gênica induzida na variedade tolerante, os quais codificam para uma EST com similaridade à H+-ATPase da membrana plasmática, fatores de transcrição G-box, OsNAC6, "DNA binding", família MYB e "Zinc Finger" e ainda uma EST com similaridade ao fator de ligação ao G-Box, o qual corresponde a uma seqüência de DNA cis presente em vários promotores de plantas e requerido para o reconhecimento de muitos estímulos ambientais. Na variedade suscetível foi reprimido uma EST com similaridade à lipase. Esta enzima, também de membrana, faz parte da síntese do jasmonato, o qual ativa as defesas vegetais contra patógenos de plantas. Possíveis funções para os genes induzidos ou reprimidos nas cultivares de cana tolerante ou resistente ao Raquitismo são discutidas neste trabalho.

Caracterização molecular e patogênica de isolados de Xanthomonas albilineans (Ashby) Dowson, agente causal da escaldadura das folhas da cana-de-açúcar

A escaldadura das folhas, causada pela bactéria Xanthomonas albilineans (Ashby) Dowson, é uma das cinco doenças mais importantes da cana-de-açúcar e sua ocorrência reduz o rendimento e a longevidade da cultura. Variedades resistentes têm sido usadas para o controle, porém há evidências da ocorrência de variantes do patógeno. Em campos comerciais do Estado de São Paulo, tem sido observado que a mesma variedade de cana se apresenta como resistente em uma região e suscetível em outra, sugerindo a ocorrência de variantes na população do patógeno. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar a presença de diversidade genética da bactéria em áreas comerciais. Um total de 50 isolados foram obtidos em cultura pura a partir de plantas sintomáticas coletadas em Piracicaba (SP), Jaú (SP), região de Ribeirão Preto (SP) e Iturama (MG). Os isolados foram confirmados como pertencentes à espécie X. albilineans por meio de características de colônias, serologia e PCR com 'primers' específicos. Para caracterização da diversidade genética, foi usado o método de Rep-PCR, a partir do DNA extraído de cada isolado. Oito isolados, provenientes dos diferentes grupos identificados por rep-PCR, foram usados em testes de patogenicidade, por meio de inoculação em duas variedades de cana. Os resultados confirmaram todos os isolados como pertencentes à espécie X. albilineans. Por meio de rep-PCR, foi demonstrada diversidade genética entre os isolados, os quais foram separados em três grupos: um grupo composto somente pelos isolados de Piracicaba; um segundo, contendo todos os isolados amostrados em Jaú e na região de Ribeirão Preto, e um isolado de Iturama; e, no terceiro, somente dois isolados coletados em Iturama. Os testes de patogenicidade revelaram diferenças na agressividade entre isolados, porém sem relação com sua região de origem. Este trabalho revelou a ocorrência de diversidade genética e de agressividade dentro da espécie X. albilineans, evidenciando uma possível relação entre ocorrência de variantes do patógeno e reação de variedades de cana cultivadas no estado de São Paulo.

Utilização de análise de segregantes agrupados na identificação de marcadores ligados a genes que controlam a resistência à ferrugem (Puccinia psidii Winter) em Eucalyptus sp.

Devido a grande importância da cultura de Eucalyptus no Brasil, empresas do setor florestal têm buscado através de programas de melhoramento genético, reduzir as perdas de produção e atender a demanda do mercado de papel e celulose. Um exemplo, é a busca por genes de resistência a doenças, principalmente a ferrugem causada por Puccinia psidii Winter, que resulta em redução da produtividade em plantas altamente suscetíveis. No presente trabalho, mudas de Eucalyptus pertencentes a uma geração F1, provenientes do cruzamento controlado entre parentais híbridos E. grandis X E. urophylla, sendo eles resistente e suscetível, foram inoculadas com Puccinia psidii em casa de vegetação e acompanhadas até o aparecimento dos sintomas da ferrugem. Foram classificadas, em dois grupos: resistentes (ausência de sintomas) e suscetíveis (presença de sintomas e esporulação). As amostras de DNA foram comparadas com o uso de marcadores moleculares associado ao método de BSA (Bulked Segregant Analysis). O polimorfismo entre os grupos foi geneticamente relacionado ao loco que determina a característica de resistência ou sucetibilidade. Dentre os 720 "primers" testados, 19 foram polimórficos, porém, apenas o marcador AK 01 manteve-se presente, quando testado em todos os indivíduos da população, mostrando-se a uma distância genética estimada de 20 cM em repulsão ao gene de resistência.

Variabilidade patogênica de Ustilago scitaminea no estado de São Paulo

O carvão é uma das principais doenças da cana-de-açúcar, visto que é considerada em todos os Programas de Melhoramento Genético (PMG), tanto na seleção de genitores resistentes, como no comportamento das progênies. Quando a cultura está espalhada em grandes extensões torna-se importante conhecer a amplitude da variação patogênica na população do agente causal. Diante da importância de se obter variedades com resistência efetiva e duradoura, o objetivo do presente estudo foi verificar a ocorrência, e caracterizar, no Estado de São Paulo, a variabilidade patogênica de Ustilago scitaminea. Coletaram-se 12 populações do patógeno em 3 regiões canavieiras, Piracicaba, Jaú e Ribeirão Preto, e inocularam-se, com teliósporos dessas populações, gemas de três variedades de reação conhecida, SP71-8210 (resistente), SP84-2066 (suscetível) e Co421 (intermediária). Foi instalado um ensaio no campo, a partir destas gemas inoculadas. As avaliações de touceiras doentes foram realizadas a cada 14 dias. A variedade resistente SP71-8210 não apresentou doença. Nas outras duas variedades, a doença foi avaliada por meio da curva de progresso da doença, área abaixo da curva de progresso, incidência final e período latente gerados por cada população do patógeno. As populações de U. scitaminea apresentaram diferentes níveis de agressividade, porém não houve alterações de virulência entre as populações estudadas. Segundo os parâmetros observados, uma população de Piracicaba e duas de Jaú comportaram-se como as mais agressivas. Ficou demonstrado que existe uma considerável variabilidade na agressividade das populações de U. scitaminea do Estado de São Paulo. Os PMG que submetem os materiais a inoculações artificiais com teliósporos de carvão, em alguma etapa do programa, necessitam considerar esta variação do patógeno para desenvolverem variedades com resistência mais efetiva.

Padrão estomático de Capsicum ssp. resistentes e suscetíveis a Oidiopsis haplophylli

Visando relacionar a reação de Capsicum spp. resistentes e suscetíveis à Oidiopsis haplophylli com o padrão dos respectivos complexos estomáticos, foram analisados em dois ensaios, 5 e 15 genótipos de Capsicum spp. em delineamento inteiramente casualizado. Avaliou-se a abertura do ostíolo, a morfometria do estômato (comprimento, largura e área), o número de estômatos.mm-2 e a freqüência de estômatos (unidades de estômatos por células da epiderme) nas superfícies adaxial e abaxial da epiderme foliar de plantas cultivadas em casa-de-vegetação. A variável abertura ostiolar não explicou a reação dos genótipos ao oídio, nem na face adaxial (R²=0,16) nem na abaxial (R²=0,13). Entretanto, o número de estômatos.mm-2 explicou a reação ao oídio em 84 % (face adaxial) ou 74 % (face abaxial). Para a freqüência de estômatos, o modelo ajustou-se melhor na face adaxial (R² = 0,76), do que na face abaxial (R²=0,48). Maiores números e freqüências de estômatos em ambas as faces foliares ocorreram em pimentão 'Magali' (altamente suscetível), com valores significativamente maiores do que em 'HV-12' (altamente resistente). Sugere-se que a suscetibilidade de genótipos de Capsicum a O. haplophylli está parcialmente relacionada a mecanismos de defesa estruturais pré-formados, como o número e freqüência de estômatos, os quais se relacionam com o número de sítios de infecção. Por outro lado, para alguns genótipos, esta relação não foi significativa, indicando que outros mecanismos de resistência também estejam envolvidos.

Incidência de Colletotrichum graminicola em colmos de genótipos de milho

A podridão do colmo, causada por Colletotrichum graminicola, é uma das mais severas doenças da cultura do milho no Brasil, principalmente se ocorrer após a fase de florescimento, por causar perdas significativas na produtividade. A melhor alternativa para o controle da doença é a utilização de cultivares geneticamente resistentes. O objetivo deste trabalho foi avaliar a incidência da podridão de colmo em híbridos comerciais de milho, tendo em vista a pouca disponibilidade de informações que permitam a utilização da resistência genética como estratégia para o controle desta doença. Foram avaliados 18 híbridos comerciais de milho, em três ensaios conduzidos nos anos de 2005, 2006 e 2007 na área experimental da Embrapa Milho e Sorgo, sob condições de inóculo natural. Em cada parcela foram coletados fragmentos do colmo de três plantas, sendo: o segundo entrenó acima do solo, o entrenó de inserção da espiga e o entrenó localizado abaixo do pendão. Quatro fragmentos de cada parte foram desinfestados e transferidos para placas de Petri contendo meio de farinha de aveia - ágar (FAA). As placas foram mantidas em câmara de incubação sob luz fluorescente contínua à temperatura de 25 ºC, seguindo-se a identificação e quantificação do patógeno após três a quatro dias de incubação. As menores incidências (abaixo de 30%) foram observadas nos híbridos BR201 e BR206 e a maior incidência (acima de 60%) detectada no híbrido BRS1010. O patógeno foi detectado em todos os segmentos do colmo analisados, predominando, entretanto, no terço médio superior para a maioria dos híbridos avaliados. Apesar da variação observada entre os genótipos quanto à incidência da antracnose no colmo, nenhum híbrido pôde ser considerado como de altamente resistente ao patógeno.

Método de avaliação da resistência de clones de cajueiro à resinose

A resinose (Lasiodiplodia theobromae) é uma importante doença do cajueiro no Brasil. A resistência genética é o método mais promissor de controle, entretanto, a seleção de clones resistentes em campo é onerosa e demorada. Com o objetivo de definir um método de seleção precoce de genótipos resistentes à resinose, foram avaliados meios de cultura para produção de inóculo e métodos de inoculação do patógeno. Foram avaliados os método do bisel, da injeção de suspensão de esporos e do palito nos clones BRS 226 (resistente) e CCP 76 (susceptível). O efeito do estresse hídrico produzido pelo aumento do intervalo de rega (diário, três, seis e sete dias) das plantas foi testado com os melhores métodos de inoculação. Aos 17 e 21 dias após a inoculação foram feitas avaliações externa e interna dos sintomas (exsudação de goma, comprimento da lesão e morte), respectivamente. O meio de aveia-ágar para produção de inóculo do fungo e os métodos do bisel e da injeção foram os mais eficientes. A avaliação externa não possibilitou diferenciar genótipos, enquanto que, pela lesão interna foi possível diferenciar as reações entre os clones, independentemente do intervalo de regas. O método do bisel foi o melhor para diferenciação dos clones.

Comportamento de híbridos de couve chinesa à isolados de Plasmodiophora brassicae

Analisou-se o comportamento de cinco híbridos comerciais de couve chinesa perante a agressividade de 24 isolados de Plasmodiophora brassicae provenientes de diferentes regiões do estado de São Paulo. O ensaio foi conduzido em casa de vegetação e delineado em blocos ao acaso. Verificou-se que os cinco híbridos foram suscetíveis a todos os isolados de P.brassicae, sendo o hibrido 3 com comportamento mais resistente e o hibrido 2 com o comportamento mais suscetível. Dentre os isolados, verificou-se que os isolados de Piedade-SP foram os mais agressivos e os isolados Ribeirão Preto-SP foram os menos agressivos perante os cinco híbridos.

Herança de resistência do algodoeiro a Ramularia areola

A mancha-de-ramularia, doença causada pelo fungo Ramularia areola, é uma das doenças de destaque na cotonicultura brasileira. Há alguns anos atrás, esta doença era considerada de final de ciclo da cultura, mas em anos recentes tornou-se a doença de maior importância econômica nas principais regiões produtoras de algodão do Brasil. Dentre as alternativas de controle, estão o uso de fungicidas e o uso de cultivares resistentes, sendo que o último é o preferido. Visando estudar a herança da resistência do algodoeiro a R. areola, foram avaliadas populações derivadas do cruzamento entre a linhagem FMT02102996, como resistente e a cultivar FMT 701, como suscetível. As plantas foram classificadas como resistentes ou suscetíveis por meio de inoculação artificial em casa de vegetação. Realizou-se teste de segregação por meio de teste qui-quadrado. Os resultados obtidos indicam que a resistência do algodoeiro à mancha-de-ramularia é condicionada por um gene dominante. Este resultado pode auxiliar o planejamento dos programas de melhoramento do algodoeiro na incorporação da resistência a R. areola em novas cultivares, também constituindo informação básica para o início de trabalhos de mapeamento genético deste gene de resistência agronomicamente desejável.

Murcha por Ceratocystis em eucalipto: avaliação de resistência e análise epidemiológica

A cultura do eucalipto é uma das mais importantes do Brasil, constituindo-se em fonte de energia e madeira renovável, além de suportar importantes processos agroindustriais para produção de celulose, papel e essências. O eucalipto, como outras espécies vegetais, é infectado por diversos patógenos, principalmente fungos, desde o viveiro até plantios adultos. Neste trabalho, foi estudado o agente causador da murcha de Ceratocystis. Trata-se de um típico patógeno de xilema (Ceratocystis fimbriata Ellis et. Halsted), cujo sintoma marcador é constatável nas secções transversais de órgãos lenhosos, na forma de estrias radiais escuras, da medula para o exterior do lenho ou da periferia do lenho para a medula ou descoloração (mancha escura) do tipo cunha em geral da periferia para a medula. Essas estrias no lenho são visíveis quando um ramo afetado é cortado transversalmente, pois o patógeno provoca a desintegração do sistema vascular. Trata-se de um fungo de rápida disseminação e que atinge plantas em diversos estágios de desenvolvimento, sendo por isso de difícil controle. Os objetivos deste estudo foram verificar a suscetibilidade de clones visando encontrar material resistente e estudar a epidemiologia da doença em campo. Para isso, utilizaram-se mudas de clones operacionais para inoculação do patógeno para avaliação de resistência; a avaliação epidemiológica foi feita de acordo com levantamentos de campo em parcela previamente instalada. Foram encontrados materiais com diversos níveis de resistência, desde altamente resistente até a altamente suscetível. Em campo, a doença apresentou distribuição espacial agregada, com tendência a agregação de focos e distribuição vertical (na linha de plantio).

Doenças pós-colheita em laranja 'Pêra' produzida em sistema orgânico econvencional e resistência de Penicillium digitatum a fungicidas

As doenças pós-colheita podem ser responsáveis por perdas tiabendazol (10 mg.L-1) e imazalil (1 mg.L-1). Frutos tratados com significativas ao citricultor. Este trabalho objetivou: a) caracterizar imazalil apresentaram a menor incidência (5,4%) de doenças pós-as doenças pós-colheita em laranjas 'Pêra' provenientes de cultivo colheita, enquanto que frutos provenientes de pomares orgânicos orgânico e convencional, com ou sem tratamento pós-colheita com apresentaram a maior incidência (25,2%). As principais doenças pósimazalil, comercializadas na CEAGESP; e b) detectar a presença de colheita foram o bolor verde em frutos produzidos em sistema isolados de Penicillium digitatum resistentes a fungicidas em frutos convencional e as podridões pedunculares de lasiodiplodia e de com bolor verde. Frutos permaneceram em câmara úmida por 24 phomopsis em frutos orgânicos. A frequência relativa de isolados de horas, e por mais 13 dias a 25 ºC e 85% de UR. A incidência de P. digitatum resistentes ao fungicida tiabendazol foi menor em frutos doenças foi avaliada visualmente a cada 2-3 dias. A presença de P. orgânicos, enquanto a frequência de isolados de P. digitatum resistentes digitatum resistente a fungicidas foi avaliada em função do crescimento ao imazalil e à mistura tiabendazol+imazalil foi maior em frutos que micelial em meio batata-dextrose-ágar acrescido dos fungicidas receberam tratamento pós-colheita com imazalil.

Obtenção de plantas de feijão-caupi resistentes ao Cowpea severe mosaic virus e ao Cowpea aphid-borne mosaic virus

Dentre os vírus que infectam o feijão-caupi (Vigna unguiculata L. Walp.) destacam-se, respectivamente, pela severidade e ampla ocorrência o Cowpea severe mosaic virus (CPSMV) e o Cowpea aphid-borne mosaic virus (CABMV). Portanto, objetivaram-se, no presente trabalho, obter e avaliar plantas de feijão-caupi com resistência ao CPSMV e ao CABMV, visando ao desenvolvimento de cultivares essencialmente derivadas e novas cultivares. Realizaram-se oito cruzamentos seguidos de retrocruzamentos, utilizando a linhagem TE 97-309G-9 e a cultivar Patativa como genitores resistentes, e as cultivares BR3-Tracuateua, BRS-Urubuquara, BRS-Novaera, BRS-Guariba e Pretinho como genitores suscetíveis. As gerações F2 e F2RC1 foram desafiadas quanto à resistência por meio de inoculação mecânica com isolados do CPSMV e do CABMV. Nas gerações F2RC1, além da resistência foram avaliados os caracteres: número de dias para o início da floração, comprimento das vagens, número de grãos. vagem-1, peso de cem grãos e produção de grãos.planta-1. Todos os indivíduos F2 e F2RC1 foram analisados pelo teste χ² e se ajustaram à frequência esperada de 15 plantas suscetíveis 1 planta resistente a ambos os vírus. As médias das plantas F2RC1 resistentes, de cada retrocruzamento, foram comparadas com a média do seu respectivo genitor recorrente pelo teste 't' e as médias dos retrocruzamentos foram comparadas pelo teste de Scott-Knott. Foi detectada variabilidade genética entre os retrocruzamentos para todos os caracteres. Todos os retrocruzamentos foram considerados promissores para produção de cultivares essencialmente derivadas resistentes ao CPSMV e ao CABMV e as plantas selecionadas possuem características que possibilitam a seleção de linhagens com grãos de bom padrão comercial e altamente produtivas.