Characterization of AFN1, a Gene Associated with Cereal Grain Germination

The AFN1 gene is transiently expressed in germinating oat grains. As AFN1 is not expressed in dormant oat grains during imbibition, we hypothesize that AFN1 may be involved in stimulating the germination process. Sequence analysis of an AFN1 cDNA clone indicates that the AFN1 polypeptide is similar to a previously identified abscisic acid (ABA) glucosyl transferase. This suggests that AFN1 may be acting to glucosylate ABA, thereby inactivating it. As the hormone ABA is known to inhibit germination, ABA glucosylation/inactivation could lead to germination in grains expressing AFN1. To test this hypothesis, we have constructed an expression plasmid that encodes an MBP::AFN1 (maltose binding protein) fusion protein. E. coli cells carrying the expression plasmid were found to produce the MBP::AFN1 fusion protein as a substantial fraction of total protein. We are currently in the process of purifying the MBP::AFN1 fusion protein by affinity chromatography, so that it can be assayed for ABA glucosyl transferase activity. We also wish to test the effect of AFN1 gene expression during grain imbibition on the germination behavior of the grains. To this end, we have constructed plasmids for the overexpression and RNAi-based suppression of AFN1 in transgenic plants. These plasmids have been introduced into oat cells by particle bombardment and we are in the process of regenerating transgenic plants for study.

A scanning electron microscopy study of the seed and post-seminal development in Angelonia salicariifolia Bonpl. (Scrophulariaceae)

The external morphology of seeds and post-germination developmental stages of Angelonia salicariifolia Bonpl. (Scrophulariaceae) were investigated using scanning electron microscopy. Some structural features of the seed exotesta and seedling in Angelonia are presented for the first time and are of potential taxonomic value for this neotropical genus. The seeds are very small (0.9-1.7 mm long and 0.5-0.9 mm wide), ovate, with a reticulate-crested exotesta, reticules arranged uniformly in longitudinal rows, with a high density of microcilia-like projections on the cell wall of the reticule base and on the edge of the crests. The hilum is located beside the micropyle at the narrow end of the seed. Germination is epigeal. During germination the radicle develops, followed by elongation of the hypocotyl and primary root. At this stage dense root hairs develop on the lower part of the hypocotyl. The apical bud-located between the cotyledons-begins to develop after the cotyledons have unfolded. The cotyledons are equal in size, sessile and ovate. The seedlings have two types of trichomes, one characteristic of the cotyledons and first pair of leaves (glandular, sessile, four-celled head with quadrangular shape) and the other characteristic of the hypocotyl and epicotyl (stalked, erect, elongate and three-celled with dome-shaped unicellular head). (C) 2001 Annals of Botany Company.

Biochemical and physiological responses of sugarcane cultivars to soil water deficiencies

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Spatial analysis of the distribution of Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) (Lepidoptera: Noctuidae) and losses in maize crop productivity using geostatistics

A lagarta-do-cartucho, Spodoptera frugiperda (J.E. Smith), é uma das principais pragas do milho nas Américas. O estudo de sua distribuição espacial é fundamental para a utilização de estratégias de controle, otimização de técnicas de amostragens, determinação de danos econômicos e incorporação de um programa de agricultura de precisão. em uma área cultivada com milho foram realizadas amostragens com intervalo semanal, correspondendo ao estádio vegetativo que compreende desde a germinação até o pendoamento. Foram amostradas 10 plantas ao acaso por parcela, no total de 2000 plantas em cada amostragem. A produtividade foi obtida através da colheita de todas as parcelas que eram pesadas separadamente no campo e em cada parcela foram coletadas 15 espigas aleatoriamente para estimar o comprimento e o diâmetro médio. As análises espaciais, utilizando geoestatística, mostraram que o modelo esférico apresentou o melhor ajuste às lagartas pequenas. À medida que as lagartas foram se desenvolvendo sua distribuição foi tornando aleatória, representada por um modelo ajustado por uma reta, não tendo sido detectado nenhum tipo de dependência espacial nos pontos de amostragem. A produtividade e o diâmetro e comprimento da espiga foram descritos por modelos esféricos, indicando uma variabilidade espacial nos parâmetros de produtividade na área cultivada. A geoestatística mostrou-se promissora para a aplicação de métodos precisos no controle integrado de pragas.

Susceptibility of fruits of the 'Valência' and 'Natal' sweet orange varieties to Guignardia citricarpa and the influence of the coexistence of healthy and symptomatic fruits

Em pomar de laranjeiras 'Valência' e 'Natal' avaliou-se a importância da presença de frutos sintomáticos da mancha preta citros (MPC) na severidade da doença nos frutos cítricos da safra subseqüente. Adicionalmente, avaliou-se o estádio de suscetibilidade dos frutos dessas variedades. Frutos foram protegidos com sacos de papel cristal a partir do estádio de 75% de pétalas caídas em outubro de 2000, até abril de 2001. Frutos foram expostos, em intervalos semanais, da 1ª à 24ª semana. Esse processo se deu tanto em plantas onde os frutos da safra remanescente foram previamente colhidos, como naquelas cujos frutos sintomáticos da safra remanescente permaneceram até a sua queda natural. Avaliou-se a severidade da doença usando uma escala de notas que variou de 0 (ausência de sintomas) a 6 (sintomas severos). Observou-se que para as duas variedades os conídios de Phyllosticta citricarpa, formados nas lesões dos frutos da safra remanescente, não provocaram incremento significativo na severidade da doença dos frutos da safra subseqüente. A proteção dos frutos até 10ª semana após a queda de pétalas não influenciou na quantidade final de lesões, indicando que as descargas de ascósporos que ocorreram a partir desse momento foram, provavelmente, responsáveis pela severidade da doença. Frutos que ficaram expostos entre a 20ª a 24ª semanas após a queda de 75% de pétalas mostraram-se sintomáticos, indicando que nesse estádio frutos encontravam-se suscetíveis ao patógeno.

Influência da temperatura e da luminosidade no desenvolvimento de Guignardia citricarpa, agente causal da mancha preta dos frutos cítricos

O presente trabalho teve como objetivo avaliar sob condições de laboratório, o efeito de temperatura (15, 18, 20, 21, 24, 25, 27, 30, 33 e 35 ± 1 ºC) nas condições escuro, luz contínua e fotoperíodo 12/12 h, na produção de pseudotécios de isolados de Guignardia citricarpa, provenientes de regiões cítricolas dos Estados de São Paulo e Rio de Janeiro. Discos de folhas de limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia), de 12 mm de diâmetro, foram autoclavados e depositadas (parte abaxial) na superfície do meio de cultura constituído por ágar-água 2%. Foram colocados quatro discos de folhas por placa onde, de forma conjunta e intercalar aos mesmos, depositaram-se dois discos obtidos de colônias de Phyllosticta citricarpa, com 21 dias de incubação. Foi, também, estudado o efeito da temperatura e do tempo de incubação (2, 8 e 16 h) na germinação dos ascósporos. Após 21 dias de incubação, a ótima temperatura ajustada pela função beta generalizada, para produção de pseudotécios deu-se a 26 e 22,5 a 27,5 °C, sob condição de escuro e de luz, respectivamente. Observou-se também produção de pseudotécios a 27 ºC em fotoperíodo 12/12 h. em estudo complementar foi verificado que, aos 19 dias, a 27 ºC, cerca de 90% dos pseudotécios haviam alcançado a maturidade, com abundante produção de ascósporos. A maior porcentagem de ascósporos germinados foi constatada na temperatura de 24 ºC, após 16 h de incubação. Dentre as vantagens alcançadas, incluem-se a possibilidade (i) da produção massal de ascósporos em curto período de tempo, e (ii) da padronização do inóculo, tanto qualitativa, quanto quantitativa.

Mechanism of infection and colonization of Rhipicephalus sanguineus eggs by Mertarhizium anisopliae as revealed by scanning eletron microscopy and histopathology

O presente trabalho teve como objetivo verificar a forma de penetração do fungo Metarhizium anisopliae em ovos do carrapato Rhipicephalus sanguineus, assim como as lesões infringidas no interior do ovo. A aderência e penetração do fungo foram estudadas por meio da microscopia eletrônica de varredura e a ação do fungo nos tecidos internos avaliada em secções histológicas convencionais. Para observação destes eventos, realizaram-se infecções experimentais em 11 grupos de ovos do R. sanguineus contendo 25 mg cada. Os ovos foram banhados durante 3 minutos, sob agitação manual, em suspensão com concentração de 10(8) conídios/mL. Nos grupos controle o banho foi realizado apenas no veículo da suspensão. Os ovos foram processados para análise histopatológica e microscopia eletrônica de varredura nos seguintes tempos após a infecção: 1 e 18h, e um, dois, três, quatro, cinco, seis, sete, nove e onze dias. Observou-se grande germinação de conídios em 67% dos ovos 18h após a inoculação e o fungo penetrou em 92,6% dos ovos 5 dias após a infecção. A extrusão do patógeno ocorreu em 87% dos ovos 7 dias após a infecção, chegando a 100% no 9º dia. Nas análises histopatológicas não foram observadas lesões dignas de nota, porem deve-se ressaltar que houve significativa redução (53,9%) na eclosão a partir dos ovos infectados.

Electrical conductivity of the seed soaking solution and soybean seedling emergence

Vigor of soybean [Glycine max (L.) Merrill] seeds can be evaluated by measuring the electrical conductivity (EC) of the seed soaking solution, which has shown a satisfactory relationship with field seedling emergence, but has not had aproper definition of range yet. This work studies the relationship between EC and soybean seedling emergence both in the field and laboratory conditions, using twenty two seed lots. Seed water content, standard germination and vigor (EC, accelerated aging and cold tests) were evaluated under laboratory conditions using -0.03; -0.20; -0.40 and -0.60 MPa matric potentials, and field seedling emergence was also observed. There was direct relationship between EC and field seedling emergence (FE). Under laboratory conditions, a decreasing relationship was found between EC and FE as water content in the substrate decreased, Relationships between these two parameters were also found when -0.03; -0.20 and -0.40 MPa matric potentials were used. EC tests can be used successfully to evaluate soybean seed vigor and identify lots with higher or lower field emergence potential.

Accelerated ageing test to evaluate seed vigor in pumpkin and zucchini seeds

The accelerated ageing (AA) test is widely used to evaluate seed vigor in various species including vegetable crops. The objective of this work was to study procedures for conducting AA to evaluate seed vigor of pumpkin and zucchini seed lots. Five seed lots of commercially acceptable quality (germination) standards were selected from both cv. `Menina Brasileira' (zucchini) and `Barbara' Hybrid (pumpkin). The following tests were conducted: standard germination, the first count of germination, and AA with and without saline solution (periods of 48, 72 and 96 hours). For each combination of temperature and ageing period, seeds were placed in a single layer on a screen in a germination plastic box with either 40 mL deionized water or 40g NaCl/100mL of water. Both AA methods identified lots 2 and 5 of `Menina Brasileira' and lot 10 of `Barbara' hybrid as having the lowest physiological quality. The temperature 41 C promoted a more drastic reduction in germination than did 38 C. This observation was more marked after 96 hours. Based on the results obtained, it can be concluded that the combination 41 degrees C/96 hours should be used to evaluate the physiological potential of pumpkin and zucchini seeds; however, additional studies are necessary to evaluate other combinations and confirm this indication.

Accelerated ageing and controlled deterioration in beetroot seeds

It is fundamentally important that adequate tests are used to evaluate the physiological quality of produced and commercialized seeds. The objective of this work was to study accelerated ageing and controlled deterioration to evaluate seed vigour in beetroot, seeking to associate these results with seedling emergence in the field. Consequently, five seed lots of Top Tall Early Wonder cultivar were submitted to the tests of germination, seedling emergence in the field, accelerated ageing (using periods of 24, 48 and 72 hours at 42 degrees C) and controlled deterioration (seeds with moisture contents of 22, 24 and 26% at 41 degrees C and 45 degrees C for 12, 24 and 36 hours). Combinations of 72h at 42 degrees C for the accelerated ageing test and 45 degrees C with 24% moisture content for 24h for the controlled deterioration test were sensitive enough to evaluate the physiological potential of beetroot seeds, providing information that was compatible with results of the seedling emergence in the field.

Effect of temperature on percentage of germination of canistel seeds (Pouteria campechiana)

O canistel é uma fruteira originada no México e América Central, sendo introduzida no Brasil em 1986. As plantas apresentam porte médio, porém podem atingir até 15 metros de altura; as folhas medem cerca de 10 a 25 cm; as flores são completas e pequenas, e o fruto apresenta coloração amarela quando maduro, com polpa esbranquiçada e sabor doce. A propagação pode ser realizada por semente ou por enxertia. em vista da quase total ausência de informações sobre a cultura e a possibilidade de cultivo comercial, realizou-se o presente trabalho, no qual se avaliou o efeito da temperatura na porcentagem de germinação de sementes. Foi verificado que as melhores taxas foram obtidas à temperatura de 30ºC e as menores a 15ºC, 20ºC e 40ºC, sendo esta última a pior delas.

Seed-borne pathogens and electrical conductivity of soybean seeds

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Eletrical conductivity and deterioration of soybean seeds exposed to different storage conditions

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

Electrical conductivity testing of corn seeds as influenced by temperature and period of storage

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

Electrical conductivity and soybean seedling emergence

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)