Variabilidade genética de procedências e progênies de umbuzeiro via metodologia de modelos lineares mistos (REML/BLUP)

O umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda), espécie nativa do semi-árido brasileiro, é um dos recursos genéticos mais importantes para a produção de frutos destinados ao consumo in natura e à industrialização. No melhoramento de espécies perenes, o uso de técnicas de avaliação genética com base em modelos mistos do tipo REML/BLUP (máxima verossimilhança restrita /melhor predição linear não viciada) é fundamental para a predição de valores genéticos aditivos e genotípicos de indivíduos com potencial para seleção, tanto em nível intrapopulacional como interpopulacional. Este procedimento vem sendo aplicado com sucesso no Brasil, no melhoramento de várias espécies frutíferas e florestais. O presente trabalho teve como objetivos estudar a variabilidade genética, estimar parâmetros genéticos e realizar a predição de valores genéticos dos indivíduos, utilizando a metodologia REML/BLUP a partir da avaliação de procedências e progênies de umbuzeiro. O ensaio foi instalado em delineamento de blocos ao acaso, com arranjo hierárquico desbalanceado, constituído de três procedências e 42 progênies. Foram avaliados os caracteres altura de plantas (ALP), maior diâmetro de copa (MAC), menor diâmetro de copa (MEC), diâmetro do colo (DIC) e número de ramos primários (NRP), os quais são correlacionados à produção de frutos. Os resultados obtidos permitem afirmar que, no umbuzeiro, aos nove anos de idade, a maior parte da variabilidade genética encontrada concentra-se dentro de populações. Os caracteres MEC e MAC apresentaram, respectivamente, valores de herdabilidade individual no sentido restrito de 0,08 e 0,14 e ganhos de 6% e 9%, respectivamente, com a seleção dos dez melhores genitores.

Estimación de la superficie foliar en viña mediante el uso de un escáner láser (LIDAR)

El present treball, pretén presentar una nova metodologia per a l'estimació de la superfície foliar en vinya mitjançant l'ús d'un sensor làser terrestre (LIDAR). Per a fer això, prèviament va tindre lloc una recollida de dades del camp en una parcel·la de vinya a Raïmat. Posteriorment, en gabinet es va realitzar un anàlisi de les dades per tal d'estimar a partir de diferents paràmetres, la superfície foliar existent en cadascún dels trams on van tindre lloc les mesures. Finalment, un cop obtinguts els resultats a partir del sensor terrestre, es van comparar amb els proporcionats per un sensor remot.

Absorção e redistribuição do nitrogênio aplicado via foliar em videiras jovens

A aplicação de nitrogênio via foliar antes da senescência das folhas da videira pode ser uma estratégia para aumentar as reservas deste nutriente nas partes perenes, uma vez que as mesmas são disponibilizadas no início do crescimento vegetativo dos órgãos anuais. O objetivo deste trabalho foi de estimar a absorção e a redistribuição do N adicionado via foliar em videiras jovens. O experimento foi instalado em casa de vegetação na EMBRAPA-Uva e Vinho, no município de Bento Gonçalves (RS). Foram utilizadas as variedades Chardonnay e Riesling Itálico com porta-enxerto 101-14 Mgt. Foi cultivada uma planta por vaso contendo 10kg de solo Neossolo Litólico. A aplicação do N via foliar foi parcelada em três vezes, durante três dias sucessivos. Foram aplicados 84,84mg N planta-1 na forma de (15NH4)2SO4 . As plantas foram colhidas em sete épocas diferentes. Após a colheita, as plantas foram fracionadas em folhas, enxerto, porta-enxerto, raízes grossas (>2mm) e raízes finas (<2mm). As partes das plantas foram secas em estufa, determinada a produção de matéria seca, N-total e 15N. Os resultados mostraram que parte do nitrogênio absorvido pelas folhas foi redistribuída e acumulada no enxerto, porta-enxerto, raízes grossas e finas, e, posteriormente, redistribuída para as folhas novas, sendo que a maior contribuição de N para a rebrota foi proveniente das raízes das plantas. A aplicação do N via foliar antes da senescência das folhas das videiras proporcionou baixa absorção do N e pequeno aumento nas reservas internas de N.

Nitrogênio e potássio em bananeira via fertirrigação e adubação convencional-atributos químicos do solo

Realizou-se um experimento em Pindorama (SP), no qual se avaliaram os efeitos da fertirrigação e da adubação convencional com N e K em alguns atributos químicos de solo sob cultivo com bananeira, durante dois ciclos de produção. Avaliaram-se a disponibilidade e a movimentação de nutrientes (P, K, Ca e Mg) no perfil do solo, bem como outros atributos químicos (matéria orgânica, acidez e saturação por bases), por meio de amostragens realizadas na implantação do experimento e ao final do primeiro e segundo ciclos de produção. Os principais efeitos dos tratamentos foram no pH do solo e no teor de K+ trocável. A adubação, tanto aplicada via fertirrigação como na forma convencional, implicou incrementos na acidez do solo, principalmente até 20 cm de profundidade. Observou-se que o impacto da adubação via fertirrigação no pH do solo foi proporcional à dose. A adubação convencional também causou decréscimo no pH, especialmente na região mais próxima das plantas, refletindo o efeito da aplicação localizada dos fertilizantes. A aplicação de adubo sólido na superfície do solo determinou significativo acúmulo de K nas camadas até 20 cm e na região mais próxima ao pseudocaule das plantas. Os efeitos da adubação via fertirrigação foram mais difusos, visto que os adubos são espalhados numa área de solo maior do que a coberta pela adubação convencional.

Nitrogênio e potássio via fertirrigação e adubação convencional-estado nutricional das bananeiras e produção de frutos

Realizou-se um experimento em Pindorama (SP) com o objetivo de avaliar os efeitos da fertirrigação e da adubação convencional com N e K, em bananeiras, durante dois ciclos de produção. Foram avaliados crescimento, estado nutricional e produção de frutos. A adubação causou redução do ciclo de produção. Os teores foliares de N e K foram influenciados pela adubação convencional e pela fertirrigação. Nos dois ciclos de cultivo, a produção de frutos variou em função dos tratamentos. A produção de frutos (t ha¹ ano¹) obtida com a aplicação de 80% da dose de N e de K via fertirrigação foi equivalente àquela com 100% da dose via adubação convencional.

Nutrição e produção da bananeira 'Prata-anã' adubada com zinco e boro diretamente no rizoma, via muda desbastada

Com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes doses de Zn e B, aplicados diretamente no rizoma, via muda desbastada, sobre a nutrição das plantas e produção da bananeira 'Prata-anã', foi instalado um experimento em Jaíba - MG, sob irrigação, conduzido por três ciclos produtivos consecutivos. Utilizou-se o desbastador "lurdinha" para extrair a gema apical de um broto cortado rente ao solo, de forma que, no local, ficasse um orifício onde os adubos foram aplicados. Empregou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com 20 tratamentos resultantes de um fatorial completo entre 5 doses de zinco (0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0 g de Zn família-1 ano-1) x 4 doses de boro (0; 0,68; 1,36 e 2,04 g B família-1 ano-1), com 10 repetições de uma planta. Avaliaram-se os teores de nutrientes na terceira folha e a produção em massa de frutos por cacho. Os adubos promoveram alterações nos teores foliares de nutrientes, porém sem magnitude suficiente para alterar a condição nutricional quando se consideram as faixas de suficiência. O Zn interferiu na produção, porém os menores valores foram observados na dose intermediária e não houve ajuste de modelo de regressão.

The Pseudomonas aeruginosa antimetabolite L -2-amino-4-methoxy-trans-3-butenoic acid (AMB) is made from glutamate and two alanine residues via a thiotemplate-linked tripeptide precursor.

The Pseudomonas aeruginosa toxin L-2-amino-4-methoxy-trans-3-butenoic acid (AMB) is a non-proteinogenic amino acid which is toxic for prokaryotes and eukaryotes. Production of AMB requires a five-gene cluster encoding a putative LysE-type transporter (AmbA), two non-ribosomal peptide synthetases (AmbB and AmbE), and two iron(II)/α-ketoglutarate-dependent oxygenases (AmbC and AmbD). Bioinformatics analysis predicts one thiolation (T) domain for AmbB and two T domains (T1 and T2) for AmbE, suggesting that AMB is generated by a processing step from a precursor tripeptide assembled on a thiotemplate. Using a combination of ATP-PPi exchange assays, aminoacylation assays, and mass spectrometry-based analysis of enzyme-bound substrates and pathway intermediates, the AmbB substrate was identified to be L-alanine (L-Ala), while the T1 and T2 domains of AmbE were loaded with L-glutamate (L-Glu) and L-Ala, respectively. Loading of L-Ala at T2 of AmbE occurred only in the presence of AmbB, indicative of a trans loading mechanism. In vitro assays performed with AmbB and AmbE revealed the dipeptide L-Glu-L-Ala at T1 and the tripeptide L-Ala-L-Glu-L-Ala attached at T2. When AmbC and AmbD were included in the assay, these peptides were no longer detected. Instead, an L-Ala-AMB-L-Ala tripeptide was found at T2. These data are in agreement with a biosynthetic model in which L-Glu is converted into AMB by the action of AmbC, AmbD, and tailoring domains of AmbE. The importance of the flanking L-Ala residues in the precursor tripeptide is discussed.

Avaliação da dissimilaridade genética em genótipos de bananeira (Musa spp.) via marcadores RAPD

A bananicultura possui grande importância econômica e social. A UENF, por meio do Laboratório de Melhoramento Genético Vegetal iniciou um trabalho de introdução de cultivares de bananeira. Foram introduzidas cultivares com procedência da Embrapa Mandioca e Fruticultura e Embrapa Amazônia Ocidental. O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo de diversidade genética entre 21 cultivares e obter a correta identificação de possíveis genótipos introduzidos na UENF. Foram avaliados os seguintes genótipos: Fhia 18, Prata-Anã, UENF 1526, Pacovan, Caipira, Maçã, UENF 1527, Nanicão, Thap Maeo, UENF 1528, UENF 1529, Grande Naine, Ambrósia, Bucaneiro, Calipso, PV42-68, PV42-85, PV42-142, ST12-31, Calcutta e BB da França. A análise de divergência genética foi feita com base na caracterização molecular, utilizando-se da técnica RAPD. Para serem obtidas marcas moleculares RAPD, foram utilizados 31 "primers", gerando um total de 94 marcas totais. Os resultados mostraram que os marcadores moleculares RAPD foram eficazes em revelar a existência de diversidade genética entre os 21 genótipos de bananeira. Na interpretação das análises moleculares, foi utilizado o complemento aritmético do Índice de Jaccard. Com base nas análises de agrupamento hierárquicas UPGMA e o método de otimização de Tocher, essa diversidade pôde ser observada pela presença de genótipos similares e divergentes.

CD103 marks a subset of human CD34(+)-derived langerin(+) dendritic cells that induce T-regulatory cells via indoleamine 2,3-dioxygenase-1.

Indoleamine 2,3-dioxygenase 1 (IDO1) is an immunosuppressive molecule expressed in some subsets of normal and neoplastic cells. Mature human dendritic cells (DCs) have been shown to express IDO1, but little is known about its expression and function during DC differentiation from bone marrow hematopoietic stem/progenitor cells (HSPCs). Here, we show that during in vitro differentiation along the myeloid DC lineage, CD34(+) HSPCs acquire IDO1 expression, which acts in a tolerogenic manner by inducing a population of fully functional CD4(+)CD25(+) FOXP3(+) T-regulatory cells. Phenotypically, CD1a(+)CD14(-) HPSC-derived DCs expressed IDO1, langerin, CD11b, and CD1c. Cell-sorting experiments demonstrated that IDO1 expression is found in a subset of CD1a(+)CD14(-)langerin(+) cells, expressing CD103, which is capable of inducing T-regulatory cells in an IDO1-dependent manner. In conclusion, DC differentiation from CD34(+) HSPCs results in the expression of a functionally active IDO1 protein in CD1a(+)langerin(+), CD103-expressing DCs. These data point toward IDO1 expression as part of a tolerogenic signature during DC development.

Identifying the preferred subset of enzymatic profiles in nonlinear kinetic metabolic models via multiobjective global optimization and pareto filters

Optimization models in metabolic engineering and systems biology focus typically on optimizing a unique criterion, usually the synthesis rate of a metabolite of interest or the rate of growth. Connectivity and non-linear regulatory effects, however, make it necessary to consider multiple objectives in order to identify useful strategies that balance out different metabolic issues. This is a fundamental aspect, as optimization of maximum yield in a given condition may involve unrealistic values in other key processes. Due to the difficulties associated with detailed non-linear models, analysis using stoichiometric descriptions and linear optimization methods have become rather popular in systems biology. However, despite being useful, these approaches fail in capturing the intrinsic nonlinear nature of the underlying metabolic systems and the regulatory signals involved. Targeting more complex biological systems requires the application of global optimization methods to non-linear representations. In this work we address the multi-objective global optimization of metabolic networks that are described by a special class of models based on the power-law formalism: the generalized mass action (GMA) representation. Our goal is to develop global optimization methods capable of efficiently dealing with several biological criteria simultaneously. In order to overcome the numerical difficulties of dealing with multiple criteria in the optimization, we propose a heuristic approach based on the epsilon constraint method that reduces the computational burden of generating a set of Pareto optimal alternatives, each achieving a unique combination of objectives values. To facilitate the post-optimal analysis of these solutions and narrow down their number prior to being tested in the laboratory, we explore the use of Pareto filters that identify the preferred subset of enzymatic profiles. We demonstrate the usefulness of our approach by means of a case study that optimizes the ethanol production in the fermentation of Saccharomyces cerevisiae.

Protocolo para la zonificación intraparcelaria de la viña para vendimia selectiva a partir de imágenes multiespectratrales

En este trabajo se presenta un protocolo para la zonificación intraparcelaria de la viña con la finalidad de vendimia selectiva. Se basa en la adquisición de una imagen multiespectral detallada en el momento del envero, a partir de la cual se obtiene el índice de vegetación de la diferencia normalizada (NDVI). Este índice se clasifica en áreas de vigor alto y bajo mediante un proceso de clasificación no supervisada (algoritmo ISODATA). Las zonas resultantes se generalizan y se transfieren al monitor de cosecha de una máquina vendimiadora para realizar la recolección selectiva. La uva recolectada según este protocolo en parcelas control ha mostrado diferenciación en cuanto a parámetros de calidad como el pH, la acidez total, el contenido de polifenoles y el color. La imagen multiespectral utilizada fue adquirida por el satélite Quickbird-2. Los datos de calidad de la uva fueron muestreados según una malla regular de 5 filas por 10 cepas, procediendo a un test estadístico de rangos múltiples para analizar la separación de medias de las variables analizadas en cada zona de NDVI.

Prostate-targeted radiosensitization via aptamer-shRNA chimeras in human tumor xenografts

Dose-escalated radiation therapy for localized prostate cancer (PCa) has a clear therapeutic benefit; however, escalated doses may also increase injury to noncancerous tissues. Radiosensitizing agents can improve ionizing radiation (IR) potency, but without targeted delivery, these agents will also sensitize surrounding normal tissues. Here we describe the development of prostate-targeted RNAi agents that selectively sensitized prostate-specific membrane antigen–positive (PSMA-positive) cells to IR. siRNA library screens identified DNA-activated protein kinase, catalytic polypeptide (DNAPK) as an ideal radiosensitization target. DNAPK shRNAs, delivered by PSMA-targeting RNA aptamers, selectively reduced DNAPK in PCa cells, xenografts, and human prostate tissues. Aptamer-targeted DNAPK shRNAs, combined with IR, dramatically and specifically enhanced PSMA-positive tumor response to IR. These findings support aptamer-shRNA chimeras as selective sensitizing agents for the improved treatment of high-risk localized PCa.

Data triangulation in the context of opioids monitoring via wastewater analyses.

BACKGROUND: The need to contextualise wastewater-based figures about illicit drug consumption by comparing them with other indicators has been stressed by numerous studies. The objective of the present study was to further investigate the possibility of combining wastewater data to conventional statistics to assess the reliability of the former method and obtain a more balanced picture of illicit drug consumption in the investigated area. METHODS: Wastewater samples were collected between October 2013 and July 2014 in the metropolitan area of Lausanne (226,000 inhabitants), Switzerland. Methadone, its metabolite 2-ethylidene-1,5-dimethyl-3,3-diphenylpyrrolidine (EDDP), the exclusive metabolite of heroin, 6-monoacetylmorphine (6-MAM), and morphine loads were used to estimate the amounts of methadone and heroin consumed. RESULTS: Methadone consumption estimated from EDDP was in agreement with the expectations. Heroin estimates based on 6-MAM loads were inconsistent. Estimates obtained from morphine loads, combined to prescription/sales data, were in agreement with figures derived from syringe distribution data and general population surveys. CONCLUSIONS: The results obtained for methadone allowed assessing the reliability of the selected sampling strategy, supporting its ability to capture the consumption of a small cohort (i.e., 743 patients). Using morphine as marker, in combination with prescription/sales data, estimates in accordance with other indicators about heroin use were obtained. Combining different sources of data allowed strengthening the results and suggested that the different indicators (i.e., administration route, average dosage and number of consumers) contribute to depict a realistic representation of the phenomenon in the investigated area. Heroin consumption was estimated to approximately 13gday(-1) (118gday(-1) at street level).