Behavior of Peruvian carrot (Arracacia xanthorrhiza) and cassava (Manihot esculenta) starches subjected to heat-moisture treatment

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

Behavior of Peruvian carrot (Arracacia xanthorrhiza) and cassava (Manihot esculenta) starches subjected to the heat-moisture treatment

Peruvian carrot and cassava starches were isolated, adjusted to 30 and 35% moisture, and heatedat 90°C for 8 h. Structural and physicochemical characteristics of the treated starches wereevaluated and compared. High performance anion exchange chromatography with pulsedamperometric detector (HPAEC-PAD), gel permeation chromatography (GPC), and amylosecontent, revealed that the HMT did not change the chemical structures of the starches. A largeagglomeration of granules was observed from SEM, particularly in the Peruvian carrot starch.Crystalline patterns in Peruvian carrot and cassava starches changed from B to C and CAto A,respectively. Relative crystallinity decreased from 30 to 25% in Peruvian Carrot starch, andincreased from 35 to 37% in cassava starch adjusted to 30% moisture. SF and peak viscositydecreased, breakdown was almost completely eliminated (particularly in the Peruvian carrotstarch), and final viscosity increased. WAI and WSI increased as moisture levels of bothstarches increased. Gelatinization temperatures increased and enthalpy decreased. Degrees ofgelatinization increased as the moisture level increased, reaching 33 and 72% in the cassavaand Peruvian carrot starches, respectively. HMT strengthened the intra- and intermolecularinteractions of starches and increased their stability during heating and shearing, but also causeda partial gelatinization in the starches, particularly in Peruvian carrot starch.

Viability, production and morphology of pollen grains for different species in the genus Manihot (Euphorbiaceae)

(Viability, production and morphology of pollen grains for different species in the genus Manihot (Euphorbiaceae)). The objective of this work was to characterize the viability, production and morphology of pollen for different species in the genus Manihot. Floral buds from Manihot accessions were collected from two germplasm banks at Embrapa Cassava & Fruits. The viability of the pollen was assessed via colorimetric, in vitro and in vivo assays. The diameter of the pollen grains was determined by measuring the transversal length of the grain. The experimental design was entirely randomized. Studies on pollen ultrastructure were performed via scanning electron microscopy. Pollen viability was high in the colorimetric tests and intermediate in vivo tests; there was no germination in the in vitro tests. The average production for all accessions was 1,253 pollen grains per floral bud. The size of the pollen grains varied from 132 to 163 pm in the wild accessions, and 129 to 146 pm in the cultivated accessions. The pollen grains for all accessions were very large, apolar, spherical as well as inaperturate, with an exine ornamented with pila organized in a Croton pattern. The wild accessions, in general, produced more and larger pollen grains compared with the cultivated accessions.

Molecular characterization of 'sweet' cassavas (Manihot esculenta) from a germplasm bank in Brazilian Eastern Amazonia.

2016

Manejo de variedades tradicionais de mandioca (Manihot sculenta CRANTZ) por comunidades tradicionais da região do Baixo Amazonas.

Este trabalho teve por objetivo pesquisar as variedades tradicionais de mandioca cultivadas pelos agricultores familiares da região do Andirá, e das praticas de manejo das sementes. Foram utilizadas as metodologias da Pesquisa Qualitativa, e participativa em Agroecologia e do Diagnóstico Rural Participativo para caracterizar os agroecossistemas, como o diálogo semiestruturado, o mapa cognitivo, calendário sazonal, questionários semiestruturados e a caminhada transversal que contribuíram para um entendimento da realidade da comunidade. Uma quantidade significativa de variedades tradicionais de mandioca é manejada pelos agricultores e têm contribuído para a alimentação e geração de renda para as famílias. O cultivo continuado das variedades de mandioca e a troca de sementes entre os agricultores e outras comunidades favorecem a conservação e diversificação do material genético nos agroecossistemas.

The Significance of Wild Plants in the Evolutionary Ecology of Three Major Viruses Infecting Cultivated Sweetpotato in Uganda

The studies presented in this thesis contribute to the understanding of evolutionary ecology of three major viruses threatening cultivated sweetpotato (Ipomoea batatas Lam) in East Africa: Sweet potato feathery mottle virus (SPFMV; genus Potyvirus; Potyviridae), Sweet potato chlorotic stunt virus (SPCSV; genus Crinivirus; Closteroviridae) and Sweet potato mild mottle virus (SPMMV; genus Ipomovirus; Potyviridae). The viruses were serologically detected and the positive results confirmed by RT-PCR and sequencing. SPFMV was detected in 24 wild plant species of family Convolvulacea (genera Ipomoea, Lepistemon and Hewittia), of which 19 species were new natural hosts for SPFMV. SPMMV and SPCSV were detected in wild plants belonging to 21 and 12 species (genera Ipomoea, Lepistemon and Hewittia), respectively, all of which were previously unknown to be natural hosts of these viruses. SPFMV was the most abundant virus being detected in 17% of the plants, while SPMMV and SPCSV were detected in 9.8% and 5.4% of the assessed plants, respectively. Wild plants in Uganda were infected with the East African (EA), common (C), and the ordinary (O) strains, or co-infected with the EA and the C strain of SPFMV. The viruses and virus-like diseases were more frequent in the eastern agro-ecological zone than the western and central zones, which contrasted with known incidences of these viruses in sweetpotato crops, except for northern zone where incidences were lowest in wild plants as in sweetpotato. The NIb/CP junction in SPMMV was determined experimentally which facilitated CP-based phylogenetic and evolutionary analyses of SPMMV. Isolates of all the three viruses from wild plants were genetically similar to those found in cultivated sweetpotatoes in East Africa. There was no evidence of host-driven population genetic structures suggesting frequent transmission of these viruses between their wild and cultivated hosts. The p22 RNA silencing suppressor-encoding sequence was absent in a few SPCSV isolates, but regardless of this, SPCSV isolates incited sweet potato virus disease (SPVD) in sweetpotato plants co-infected with SPFMV, indicating that p22 is redundant for synergism between SCSV and SPFMV. Molecular evolutionary analysis revealed that isolates of strain EA of SPFMV that is largely restricted geographically in East Africa experience frequent recombination in comparison to isolates of strain C that is globally distributed. Moreover, non-homologous recombination events between strains EA and C were rare, despite frequent co-infections of these strains in wild plants, suggesting purifying selection against non-homologous recombinants between these strains or that such recombinants are mostly not infectious. Recombination was detected also in the 5 - and 3 -proximal regions of the SPMMV genome providing the first evidence of recombination in genus Ipomovirus, but no recombination events were detected in the characterized genomic regions of SPCSV. Strong purifying selection was implicated on evolution of majority of amino acids of the proteins encoded by the analyzed genomic regions of SPFMV, SPMMV and SPCSV. However, positive selection was predicted on 17 amino acids distributed over the whole the coat protein (CP) in the globally distributed strain C, as compared to only 4 amino acids in the multifunctional CP N-terminus (CP-NT) of strain EA largely restricted geographically to East Africa. A few amino acid sites in the N-terminus of SPMMV P1, the p7 protein and RNA silencing suppressor proteins p22 and RNase3 of SPCSV were also submitted to positive selection. Positively selected amino acids may constitute ligand-binding domains that determine interactions with plant host and/or insect vector factors. The P1 proteinase of SPMMV (genus Ipomovirus) seems to respond to needs of adaptation, which was not observed with the helper component proteinase (HC-Pro) of SPMMV, although the HC-Pro is responsible for many important molecular interactions in genus Potyvirus. Because the centre of origin of cultivated sweetpotato is in the Americas from where the crop was dispersed to other continents in recent history (except for the Australasia and South Pacific region), it would be expected that identical viruses and their strains occur worldwide, presuming virus dispersal with the host. Apparently, this seems not to be the case with SPMMV, the strain EA of SPFMV and the strain EA of SPCSV that are largely geographically confined in East Africa where they are predominant and occur both in natural and agro-ecosystems. The geographical distribution of plant viruses is constrained more by virus-vector relations than by virus-host interactions, which in accordance of the wide range of natural host species and the geographical confinement to East Africa suggest that these viruses existed in East African wild plants before the introduction of sweetpotato. Subsequently, these studies provide compelling evidence that East Africa constitutes a cradle of SPFMV strain EA, SPCSV strain EA, and SPMMV. Therefore, sweet potato virus disease (SPVD) in East Africa may be one of the examples of damaging virus diseases resulting from exchange of viruses between introduced crops and indigenous wild plant species. Keywords: Convolvulaceae, East Africa, epidemiology, evolution, genetic variability, Ipomoea, recombination, SPCSV, SPFMV, SPMMV, selection pressure, sweetpotato, wild plant species Author s Address: Arthur K. Tugume, Department of Agricultural Sciences, Faculty of Agriculture and Forestry, University of Helsinki, Latokartanonkaari 7, P.O Box 27, FIN-00014, Helsinki, Finland. Email: tugume.arthur@helsinki.fi Author s Present Address: Arthur K. Tugume, Department of Botany, Faculty of Science, Makerere University, P.O. Box 7062, Kampala, Uganda. Email: aktugume@botany.mak.ac.ug, tugumeka@yahoo.com

Diagnóstico del estado de aplicación y manual de recomendaciones buenas prácticas agrícolas en seis unidades de producción; Tres de yuca y tres de quequisque en el municipio de Nueva Guinea RAAS, Nicaragua

Entre los meses de mayo 2006 a febrero 20 07, s e realizó un diagnóstico sobre la aplicación de Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) en seis Unidades de Producción (U/P): 3 U/P del cultivo Yuca ( Manihot esculenta Crantz. L ) y 3 U/P del cultivo de Quequisque ( Xanthosoma s sp ) en el Municipio de Nueva Gui nea RAAS, Nicaragua. Para realizar este estudio se utilizó el formato oficial que el Ministerio Agropecuario y Forestal (MAGFOR) emplea para este tipo de diagnostico en finca. Dicho instrumento contiene 15 secciones, cada sección cuanta con un número varia ble de preguntas con su respectiva puntuación que suman un total de 401 puntos , lo que corresponde al (100 %). Este instrumento esta diseñado para determinar la situación actual en que se encuentran cada una de las U/P . E n lo relativo al cumplimiento de los requisitos mínimos obligatorios establec idos por el estado Nicaragüense, para otorgar una certificación de sistema BPA de producción en campo, las U/P a evaluar deben de alcanzar como mínimo un (80%) de aprobación que corresponde a los requerimientos míni mos para la obtención de certificación de U/P e implementación y aprobación del sistema BPA. Una vez levantada la información se hizo una verifi cación in situ de las mismas para observar directamente las condiciones en las U/P. Posteriormente realizado el diagnostico y verificada la información, se procedió a procesar la información, tabulando la misma y estableciendo el grado de cumplimiento en porcentaje (%) y promedio de aplicación por cada sección y productor en las U/P evaluadas. En todos los casos de las diferentes U/P evaluadas no hubo el mínimo cumplimiento (80 %) del total de la puntuación establecido para otorgar la certificación BPA. En general, los sistemas de producció n de yuca y q uequisque empleados en las U/P en estudio, son poc o tecnificados, los agricultores y agricultoras tienen poca o nula capacitación técnica y conocimientos para la implementación de las BPA, así como los escasos recursos para implementar los planes de mejora que el diagnóstico indica. Se recomienda capacitar a lo s agricult ores en los temas: Buenas Prácticas Agrícolas, Agrotecnia del cultivo de yuca, quequisque y Manejo Integrado de Plagas o Cultivo con énfasis en los cultivos en estudio. Los agricultores deben realizar y cumplir a medidas de las posibilidades con las recome ndaciones de la guía manual elaborada en base a las condiciones en que se encontraron las U/P, que enmarca las medidas correctivas para iniciar y alcanzar la certificación BPA definido en relación a las medidas a aplicar y los períodos de tiempo para su cu mplimiento. También se recomienda que los agricultores gestionen financiamiento para implementar las medidas correctivas necesarias

Comportamiento del crecimiento, desarrollo y rendimiento del nopal (Opuntia ficus-indica L.) en asocio con seis culltivos prehispánicos, Jardín Botánico, Apompuá, Carazo, 2013

El nopal (Opuntia ficus-indica L),pertenece a la familia de las cactáceas, sobrevive en zonas áridas o semiáridas. En Nicaragua la producción como planta de cultivo es incipiente, pero puede representar una alternativa para la dieta alimenticia tanto para humanos como animales, es importante por ser fuente de alimento a bajo costo, las bondades radican en la diversidad de utilidades que posee tanto por su valor nutritivo como por la adaptabilidad en las zonas del trópico seco de nuestro país. Este ensayo se estableció en el Jardín Botánico de la Asociación del Desarrollo Comunitario del Departamento de Carazo (ADECA), ubicado en la comunidad de Apompuá del municipio de Diriamba - Carazo kilómetro 40 carretera La Boquita-Casares, durante el período de Julio 2013 a Febrero 2014. Se utilizó un Bloque Completo al Azar (BCA), con cuatro repeticiones y seis tratamientos: pipián Cuarenteño (Cucurbita angyrosperma Huber), amaranto (Amaranthus caudatus L.), frijol blanco (Phaseolus cutifolius Gray), chan (Hyptis suaveolens L. Poit), batata o camote ( Ipomea batatas L. ) & yuca (Manihot esculenta Crantz), para evaluar con cuál de estos cultivos asociados tiene mejor rendimiento el nopal. El análisis de los datos obtenidos del estudio de nopal reflejan que obtuvo una sobrevivencia del 100 %, el mejor rendimiento 8285 kg ha -1 en el asocio con frijol blanco (T3), con respecto al comp ortamiento de los cultivos prehispánicos pipián Cuarenteño, amaranto, batata & yuca (T1,T2, T5 y T6) no llegaron a cosecha por no tolerar las condiciones climáticas de la zona, a excepción del frijol blanco y chan(T3 y T4), que completaron su ciclo biológico y obtuvieron una productividad en el asocio de 250 y 54% respectivamente. Palabras claves: zonas secas, alternativas de producción, cultivos precolombinos.

Comportamiento de nopal (Opuntia ficusindica L.) en asocio con seis cultivos prehispánicos, Ecolotes Ave Maria, Las Esquinas, Carazo 2013

El nopal (Opuntia ficus-indica L.), familia de las Cactáceas, es originario de América. Es una planta que se adapta muy bien en diferentes condiciones climáticas, se desarrolla exitosamente en zonas donde llueve muy poco; también tiene una gran importancia por sus diferentes usos que se le conocen. Para conocer de su comportamiento como cultivo asociado, se estableció un ensayo en la finca Ecolote Ave María, ubicada en Las Esquinas, Carazo, en el km 37 ½ carretera Managua – San Marcos, Carazo, en la época de primera 2013. Se utilizó un diseño de bloques completos al azar (BCA), con cuatro repeticiones y seis tratamientos: pipián cuarenteño (Cucúrbita angyrosperma J. C. Huber), amaranto (Amaranthus caudatus L.), chan (Hyptis suaveolens L.), frijol blanco (Phaseolus acutifolius, Gray), yuca (Manihot esculenta Crantz) y batata (Ipomoea batata L.), con el objetivo de conocer con cuál de estos cultivos en asocio se obtienen mejores rendimientos de cladodios de nopal. El análisis de los datos obtenidos del estudio reflejan que se obtuvo una supervivencia del 100 % en todo los tratamientos, el mejor número de brotes por planta fue de 2, el mejor ancho de cladodios (3.63 cm) y el mejor rendimiento fue de (2 386.5 kg/ha), en asocio con amaranto; el mejor largo de cladodios (7.65 cm) fue con el cultivo de Yuca, respecto al comportamiento de los cultivos prehispánicos, batata con una altura de 172.8 cm ha sido el más exitoso, seguido por el chan con 131.42 cm de largo de guía y la yuca con 111.3 cm de altura, los cultivos de amaranto, frijol blanco y pipián cuarenteño no lograron adaptarse a las condiciones climáticas del ensayo.

Diversidade de bactérias endofíticas na cultura da mandioca.

A diversidade de bactérias endofíticas na cultura da mandioca (Manihot esculenta Crantz) foi avaliada em plantas coletadas em plantios comerciais no estado de São Paulo e em etnovariedades coletadas em aldeias indígenas e pequenos agricultores nos estados do Amazonas e Bahia. A identificação das bactérias foi realizada pela análise do perfil dos ácidos graxos (FAME). Nos três estados foram identificadas 48 espécies bacterianas pertencentes a 27 gêneros, sendo que os mais freqüentemente isolados foram: Bacillus, Burkholderia, Enterobacter, Serratia e Stenotrophomonas. O gênero Bacillus foi encontrado com maior freqüência em todas as regiões amostradas e o maior número de espécies deste gênero foi encontrado no estado de São Paulo. No estado do Amazonas, à exceção do B. pumilus, e na Bahia, à exceção do B. atrophaeus, todas as espécies de Bacillus encontradas foram pertencentes ao grupo do B. cereus. Nas plantas dos estados do Amazonas e da Bahia foram encontradas espécies bacterianas endofíticas pertencentes aos três grupos bacterianos, ou seja, Proteobacteria, Firmicute e Actinobacteria; o mesmo não foi observado para o estado de São Paulo, onde não foram isoladas bactérias do grupo Actinobacteria. O número de gêneros bacterianos encontrados, associados a 11 diferentes famílias, no estado do Amazonas, demonstra a maior diversidade de bactérias endofíticas nas plantas provenientes deste estado.

Ácaro rajado (tetranychus urticae) em espécies silvestres de mandioca.

Algumas espécies de ácaros encontram-se associadas com a cultura da mandioca (Manihot esculenta Crantz), com destaque para fitófagos pertencentes à família Tetranychidae. No Brasil, as seguintes espécies de Tetranychidae foram relatadas na cultura: Aponychus Shultzi, Mononychellus bondari, M. mcgregori, M. planki, M. tanajoa, Tetranychus desertorum, T. mexicanus e T. urticae. Dentre estas, merecem destaque o ácaro verde da mandioca, M. tanajoa, e o ácaro-rajado, T. urticae. Tetranychus urticae é da ampla distribuição geográfica e de ocorrência em várias culturas além de mandioca. Em geral as fêmeas apresentam cor esverdeada é encontrado na face inferior das folhas, preferencialmente nas partes medianas e basal da planta. As folhas atacadas apresentam na face superior pontos amarelados ao longo da nervura central se estendendo por toda folha, adquirindo coloração bronzeada; posteriormente secam e caem. Em ataques severos pode ocorrer perda das folhas basais e medianas da planta, avançando até a parte apical.

Recomendação de calagem e adubação para o cultivo da mandioca.

A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é cultivada em todas as regiões do Brasil, desempenhando papel importante na alimentação humana e animal, como matéria-prima para vários produtos industriais e na geração de emprego e de renda. O Brasil ocupa a segunda posição na produção mundial de mandioca (12,7% do total), com área cultivada de cerca de 1,7 milhões de hectares, produção da ordem de 22,6 milhões de toneladas de raízes e produtividade média de 13,3 t/ha. Dentre os principais estados produtores destacam-se: Pará (18,0%), Bahia (16,3%), Paraná (12,5%), Rio Grande do Sul (5,0%) e Amazonas (4,3%), que respondem por 56,1% da produção do país. Estima-se que, nas fases de produção primária e no processamento de farinha e fécula, gera-se em torno de um milhão de empregos diretos e que a atividade mandioqueira proporciona receita bruta anual equivalente a 2,5 bilhões de dólares e uma contribuição tributária de 150 milhões de dólares; a produção que é transformada em farinha e fécula gera, respectivamente, receitas equivalentes a 600 milhões e 150 milhões de dólares. A Região Nordeste destaca-se com uma participação de 36,8% da produção nacional; as demais regiões participam com 28,7% (Norte), 19,7% (Sul), 8,8% (Sudeste) e 6,0% (Centro-Oeste).

Armadilha CNPMF: detecção, monitoramento e controle da broca-da-haste da mandioca gênero Sternocoelus.

A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é afetada por inúmeras pragas, dentre as quais estão duas espécies de broca-da-haste Sternocoelus spp. (Curculianidae) e Tropidozineus fulveolus (Lameere) (Cerambycidae). Até o momento, o método de controle recomendado era destruir restos de plantas infestadas no campo.

Dinamica populacional do percevejo-de-renda (Vatiga iludens) na cultura da mandioca no Distrito Federal.

Este trabalho refere-se a dinamica populacional do percevejo-de-renda, Vatiga illudens (Drake, 1922) (Hemiptera: Tingidae) da mandioca (Manihot esculenta Crantz) no Distrito Federal no periodo de 1994 a 1997. Dentro da area util de parcela do experimento, foram efetuadas amostragens quinzenais durante o ciclo da cultura, utilizando-se da seguinte tecnica: de cada cinco plantas previamente marcadas, colhia-se uma folha e contava-se o numero de ninfas e adultos nela depositados. O nível de dano do percevejo-de- renda foi avaliado com base na ocorrencia dos sintomas do ataque dos insetos nas folhas das plantas em escala de notas crescentemente de 0 a 5. Os resultados mostram que as variedades mansas (Mantiqueira e Jacana) são as mais infestadas e as bravas (IAC-12829 e EAB-629) as menos infestadas pelo percevejo-de-renda. A maior ocorrencia da praga concentra-se no primeiro semestre do ano. Apesar da eficiencia do inseticida no controle do percevejo-de-renda, conforme demostrado no presente trabalho, recomenda-se o uso de variedades tolerantes com o controle mais adequado.