Physiological limitations in two sugarcane varieties under water suppression and after recovering

Increasing water scarcity and depleted water productivity in irrigated soils are inducing farmers to adopt improved varieties, such as those with high-capacity tolerance. The use of tolerant varieties of sugarcane might substantially avoid the decline of productivity under water deficit. This research aimed to evaluate the harmful effects of drought on the physiology of two sugarcane varieties (RB867515 and RB962962) during the initial development. Young plants were subjected to irrigation suspension until total stomata closure, and then rewatered. Significant reduction on stomatal conductance, transpiration, and net photosynthesis were observed. RB867515 showed a faster stomatal closure while RB962962 slowed the effects of drought on the gas exchanges parameters with a faster recovering after rewatering. Accumulation of carbohydrates, amino acids, proline, and protein in the leaves and roots of the stressed plants occurred in both varieties, substantially linked to reduction of the leaf water potential. Due to the severity of stress, this accumulation was not enough to maintain the cell turgor pressure, so relative water content was diminished. Water stress affected the contents of chlorophyll (a, b, and total) in both varieties, but not the levels of carotenoids. There was a significant reduction in dry matter under stress. In conclusion, RB962962 variety endured stressed conditions more than RB867515, since it slowed down the damaging effects of drought on the gas exchanges. In addition, RB962962 presented a faster recovery than RB867515, a feature that qualifies it as a variety capable of enduring short periods of drought without major losses in the initial stage of its development.

Fontes de metionina em rações formuladas com base em aminoácidos totais ou digestíveis para frangas de reposição leves e semipesadas

Foram conduzidos dois experimentos com o objetivo de avaliar a utilização de duas fontes de metionina (em pó ou líquida) em rações formuladas com base em aminoácidos digestíveis ou totais para frangas de reposição leves e semipesadas, nas fases inicial (de 1 a 6 semanas de idade) e de crescimento (de 11 a 16 semanas de idade). Em cada experimento, foram utilizadas 384 aves distribuídas em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 2 × 2 × 2, composto de duas linhagens (Hy-Line W36 e Hy-Line Brown), duas fontes de metionina (HMTBA - 88% e DL-Metionina - 99%) e dois critérios de formulação da dieta (aminoácidos totais e digestíveis), totalizando oito tratamentos, cada um com seis repetições de oito aves. Foram avaliados os consumos de ração, proteína bruta e energia metabolizável, o peso e ganho de peso corporal e a conversão alimentar das aves. Não houve interação entre os fatores para nenhuma das variáveis estudadas. As aves da linhagem Brown apresentaram maior consumo de ração, peso corporal e ganho de peso. As fontes de metionina e os critérios de formulação de ração não influenciaram as características de desempenho. As aves das linhagens W36 e Brown da linhagem Hy-Line apresentam diferentes perfis de desenvolvimento corporal. A metionina em pó (DL-metionina - 99%) ou a líquida (HMTBA - 88%), assim como os critérios de formulação de ração (aminoácidos totais ou digestíveis) proporcionam desempenho semelhante em aves de reposição.

Desempenho e rendimento de carcaça de frangos de corte alimentados com dietas contendo subprodutos do arroz formuladas com base nos conceitos de proteína bruta e ideal

Foi conduzido um experimento para avaliar a utilização de subprodutos do arroz em dietas formuladas com base nos conceitos de proteína bruta e ideal para frangos de corte de 1 a 42 dias de idade. Foram utilizados 720 pintos machos de 1 dia de idade da linhagem "Hybro", em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 3 × 2, composto de três dietas (sem subprodutos, farelo de arroz integral e quirera de arroz) e dois conceitos de formulação de rações (proteína bruta e ideal), totalizando seis tratamentos e quatro repetições de 30 aves. O ganho de peso, o consumo de ração e a conversão alimentar foram avaliados aos 21 e 42 dias e as características de carcaça aos 42 dias de idade. As aves alimentadas com dietas formuladas pelo conceito tradicional (baseado na proteína bruta) apresentaram melhor conversão alimentar e menor taxa de deposição de gordura abdominal.

Composição química, valores de energia metabolizável e aminoácidos digestíveis de subprodutos do arroz para frangos de corte

Dois experimentos foram conduzidos para determinar a composição química, os valores de energia e os coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos, do farelo de arroz integral (FAI) e da quirera de arroz (QA). No primeiro estudo, foram utilizadas 144 aves, com 21 dias de idade, machos, linhagem Cobb, que tiveram suas excretas totalmente coletadas para determinação da energia metabolizável aparente (EMA) e energia metabolizável aparente corrigida (EMAn). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com três tratamentos e seis repetições, com oito aves cada. No segundo experimento, foi utilizado o método de alimentação forçada para a determinação dos coeficientes de digestibilidade dos aminoácidos. O delineamento foi inteiramente casualizado, com dois alimentos e um jejum e seis repetições com um galo cada. Os valores de MS, PB, EE, FB, EMA e EMAn foram, respectivamente, para FAI: 88,6%; 11,8%; 15,3%; 10,2%; 2968kcal kg-1 e 2804kcal kg-1 e para QA: 93,5%; 9,1%; 0,73%; 0,45%; 3338kcal kg-1 e 3239kcal kg-1. Os valores médios encontrados dos coeficientes de digestibilidade de aminoácidos essenciais e não essenciais foram, respectivamente, de 75,9% e 73,9%, para FAI, e 77,9% e 76,5%, para QA. Embora tenham apresentado níveis inferiores de energia, FAI e a QA podem ser utilizados nas rações de aves em substituição ao milho, uma vez que tiveram níveis maiores de proteína bruta e aminoácidos digestíveis.

Desempenho e qualidade dos ovos de poedeiras comerciais alimentadas com rações contendo diferentes níveis de metionina e lisina

Foram avaliados os efeitos dos níveis de metionina e lisina sobre o desempenho e a qualidade interna e externa dos ovos de poedeiras comerciais. Foram utilizadas 256 poedeiras Hisex White com 68 semanas de idade, alojadas individualmente em delineamento inteiramente casualizado em arranjo fatorial 4 õ 4, com quatro níveis de lisina (0,482; 0,682; 0,882 e 1,082%) e metionina (0,225; 0,318; 0,411 e 0,505%), totalizando 16 dietas, cada uma com quatro repetições de quatro aves. O desempenho foi avaliado por meio das características consumos de ração, lisina, metionina, proteína bruta e de energia, peso, produção e massa de ovos e conversão alimentar. A qualidade interna dos ovos foi avaliada por meio das características peso e porcentagem de albúmen e gema e pela unidade Haugh. As aves apresentaram máxima produção de ovos quando alimentadas com rações contendo 0,444% de metionina total e 0,872% de lisina total. A classificação dos ovos por tipo e as características de qualidade interna e externa dos ovos não foram influenciadas pelos níveis de metionia e lisina da dieta.

Desempenho, qualidade dos ovos e balanço de nitrogênio de poedeiras comerciais alimentadas com rações contendo diferentes níveis de proteína bruta e lisina

O experimento foi conduzido para avaliar os efeitos de rações com diferentes níveis de proteína bruta (PB) e lisina sobre as características de desempenho, a qualidade interna dos ovos e o balanço/retenção do nitrogênio. Foram utilizadas 160 poedeiras Hisex White com 48 semanas de idade, alojadas individualmente em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 × 2, com quatro níveis de PB (12, 14, 16 e 18%) e dois de lisina (0,85 e 1,00%), totalizando oito rações com cinco repetições de quatro aves. O consumo de proteína bruta, o peso dos ovos, a massa de ovos e a porcentagem de albúmen apresentam resposta linear crescente aos níveis de PB na dieta. O balanço de nitrogênio não é alterado pelos níveis de proteína das rações.

Aspectos atuais sobre aminoácidos de cadeia ramificada e exercício físico

Em humanos saudáveis, nove aminoácidos são considerados essenciais, uma vez que não podem ser sintetizados endogenamente e, portanto, devem ser ingeridos por meio da dieta. Dentre os aminoácidos essenciais, se incluem os três aminoácidos de cadeia ramificada, ou seja, leucina, valina e isoleucina. Esses aminoácidos participam da regulação do balanço protéico corporal além de serem fonte de nitrogênio para a síntese de alanina e glutamina. No tocante à regulação da síntese protéica muscular, verifica-se que a leucina age estimulando a fase de iniciação da tradução do RNA-mensageiro em proteína, por mecanismos tanto dependentes quanto independentes de insulina. No que concerne ao exercício físico, supõe-se que esses aminoácidos estejam envolvidos na fadiga central, no balanço protéico muscular, na secreção de insulina, na modulação da imunocompetência, no aumento da performance de indivíduos que se exercitam em ambientes quentes e na diminuição do grau de lesão muscular. Nesse contexto, essa revisão aborda os aspectos atuais do metabolismo e da suplementação de aminoácidos de cadeia ramificada no exercício físico.

Lisina digestível e zinco quelado para frangos de corte machos: desempenho e retenção de nitrogênio na fase pré-inicial

Em dois ensaios experimentais, avaliaram-se níveis de lisina digestível (0,90; 1,00; 1,10; 1,20 e 1,40%) combinados a zinco quelado (43 e 253 ppm) para frangos de corte machos. Os períodos considerados foram: 1 a 11 dias de idade (desempenho) e 1 a 7 dias de idade (balanço de nitrogênio). O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 5 × 2. No ensaio de desempenho, utilizaram-se 7 repetições e 15 aves por unidade experimental e, no ensaio de digestibilidade, 6 repetições e 6 aves por unidade experimental. As dietas continham 2.960 de EM/kg e 21% de proteína bruta. Na fase de 1 a 11 dias de idade, não houve efeito de interação lisina digestível × zinco quelado no desempenho, mas verificou-se efeito quadrático dos níveis de lisina digestível sobre o peso final, o ganho de peso e o ganho de peso relativo e efeito linear crescente no consumo de ração. A conversão alimentar não diferiu com as variações dos níveis de lisina digestível e zinco na dieta. Nas condições de avaliação do desempenho, o nível ótimo de lisina digestível para frangos de corte machos mantidos em piso de concreto é de 1,19%. Na fase de 1 a 7 dias de idade, não houve influência da relação entre níveis de lisina digestível e zinco quelado no balanço de nitrogênio. A retenção de nitrogênio aumentou de forma linear crescente com o aumento da concentração de lisina digestível na dieta, o que está de acordo com o aumento linear do ganho de peso e da eficiência alimentar. A exigência de lisina digestível para frangos de corte machos de 1 a 7 dias de idade é igual ou superior a 1,40%.

Níveis de proteína bruta em dietas comerciais para suínos em crescimento e terminação

Avaliaram-se quatro níveis de proteína bruta (PB) em dietas consideradas comerciais fornecidas a suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação. Foram utilizados 48 machos castrados de mesma linhagem genética, com pesos iniciais de 30,8 ± 0,12 kg (fase de crescimento) e 61,2 ± 0,89 kg (fase de terminação), segregados no sistema de produção. Os animais foram distribuídos em delineamento experimental de blocos ao acaso, compostos de quatro tratamentos (níveis de PB) e seis repetições e dois animais por unidade experimental. Os níveis de PB testados foram 19,5; 18,0; 16,5 e 15,0% na fase crescimento e 18,0; 16,5; 15,0 e 13,5% na fase terminação. Na fase crescimento, não foram constatadas diferenças no desempenho dos machos castrados. Independentemente do nível de PB na dieta, as exigências nutricionais foram atendidas, não obstante, a dieta com 16,5% PB indicou maior viabilidade econômica, calculada como margem bruta decorrente da alimentação. Semelhante à fase de crescimento, na fase de terminação os níveis de PB da dieta não promoveram diferenças no desempenho e nas características de carcaça dos animais ao abate. Ao considerar a margem bruta atribuída à alimentação, a dieta com 15,0% PB permitiria maior retorno econômico no período correspondente ao intervalo dos 60 aos 100 kg. A variação da proteína dietética com a suplementação dos principais aminoácidos não prejudicou o desempenho de suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação criados em condições desejáveis de saúde, segregados, em sistema de criação comercial. Pequenas variações entre aminoácidos não prejudicam o desempenho de suínos machos castrados nas fases de crescimento e terminação, desde que as exigências de lisina digestível e dos demais aminoácidos limitantes sejam mantidas próximas às relações mínimas atualmente indicadas.

Modulation of extracellular matrix by nutritional hepatotrophic factors in thioacetamide-induced liver cirrhosis in the rat

Nutritional substances associated to some hormones enhance liver regeneration when injected intraperitoneally, being denominated hepatotrophic factors (HF). Here we verified if a solution of HF (glucose, vitamins, salts, amino acids, glucagon, insulin, and triiodothyronine) can revert liver cirrhosis and how some extracellular matrices are affected. Cirrhosis was induced for 14 weeks in 45 female Wistar rats (200 mg) by intraperitoneal injections of thioacetamide (200 mg/kg). Twenty-five rats received intraperitoneal HF twice a day for 10 days (40 mL·kg-1·day-1) and 20 rats received physiological saline. Fifteen rats were used as control. The HF applied to cirrhotic rats significantly: a) reduced the relative mRNA expression of the genes: Col-α1 (-53%), TIMP-1 (-31.7%), TGF-β1 (-57.7%), and MMP-2 (-41.6%), whereas Plau mRNA remained unchanged; b) reduced GGT (-43.1%), ALT (-17.6%), and AST (-12.2%) serum levels; c) increased liver weight (11.3%), and reduced liver collagen (-37.1%), regenerative nodules size (-22.1%), and fibrous septum thickness. Progranulin protein (immunohistochemistry) and mRNA (in situ hybridization) were found in fibrous septa and areas of bile duct proliferation in cirrhotic livers. Concluding, HF improved the histology and serum biochemistry of liver cirrhosis, with an important reduction of interstitial collagen and increased extracelullar matrix degradation by reducing profibrotic gene expression.

Exercise x BCAA supplementation in young trained rats: what are their effects on body growth?

The purpose of this study was to evaluate whether Branched-chain amino acids (BCAAs) supplementation had any beneficial effects on growth and metabolic parameters of young rats submitted to chronic aerobic exercise. Thirty-two young rats (age: 21-d) were randomly assigned to four experimental groups (n = 8): Supplemented Trained (Sup/Ex), Control Trained (Ctrl/Ex), Supplemented Sedentary (Sup/Sed) and Control Sedentary (Ctrl/Sed). The trained groups underwent a five-week swimming protocol and received supplemented (45 mg BCAA/body weight/day) or control ration. Trained animals presented a lower body length and a higher cartilage weight, regardless of supplementation. Physical activity was responsible for a substantial reduction in proteoglycan synthesis in cartilage tissue, and BCAA supplementation was able to attenuate this reduction and also to improve glycogen stores in the liver, although no major differences were found in body growth associated to this supplementation.

Adaptive Immunity against Leishmania Nucleoside Hydrolase Maps Its C-Terminal Domain as the Target of the CD4+ T Cell-Driven Protective Response

Nucleoside hydrolases (NHs) show homology among parasite protozoa, fungi and bacteria. They are vital protagonists in the establishment of early infection and, therefore, are excellent candidates for the pathogen recognition by adaptive immune responses. Immune protection against NHs would prevent disease at the early infection of several pathogens. We have identified the domain of the NH of L. donovani (NH36) responsible for its immunogenicity and protective efficacy against murine visceral leishmaniasis (VL). Using recombinant generated peptides covering the whole NH36 sequence and saponin we demonstrate that protection against L. chagasi is related to its C-terminal domain (amino-acids 199-314) and is mediated mainly by a CD4+ T cell driven response with a lower contribution of CD8+ T cells. Immunization with this peptide exceeds in 36.73 +/- 12.33% the protective response induced by the cognate NH36 protein. Increases in IgM, IgG2a, IgG1 and IgG2b antibodies, CD4+ T cell proportions, IFN-gamma secretion, ratios of IFN-gamma/IL-10 producing CD4+ and CD8+ T cells and percents of antibody binding inhibition by synthetic predicted epitopes were detected in F3 vaccinated mice. The increases in DTH and in ratios of TNF alpha/IL-10 CD4+ producing cells were however the strong correlates of protection which was confirmed by in vivo depletion with monoclonal antibodies, algorithm predicted CD4 and CD8 epitopes and a pronounced decrease in parasite load (90.5-88.23%; p = 0.011) that was long-lasting. No decrease in parasite load was detected after vaccination with the N-domain of NH36, in spite of the induction of IFN-gamma/IL-10 expression by CD4+ T cells after challenge. Both peptides reduced the size of footpad lesions, but only the C-domain reduced the parasite load of mice challenged with L. amazonensis. The identification of the target of the immune response to NH36 represents a basis for the rationale development of a bivalent vaccine against leishmaniasis and for multivalent vaccines against NHs-dependent pathogens.

The four hexamerin genes in the honey bee: structure, molecular evolution and function deduced from expression patterns in queens, workers and drones

Background: Hexamerins are hemocyanin-derived proteins that have lost the ability to bind copper ions and transport oxygen; instead, they became storage proteins. The current study aimed to broaden our knowledge on the hexamerin genes found in the honey bee genome by exploring their structural characteristics, expression profiles, evolution, and functions in the life cycle of workers, drones and queens. Results: The hexamerin genes of the honey bee (hex 70a, hex 70b, hex 70c and hex 110) diverge considerably in structure, so that the overall amino acid identity shared among their deduced protein subunits varies from 30 to 42%. Bioinformatics search for motifs in the respective upstream control regions (UCRs) revealed six overrepresented motifs including a potential binding site for Ultraspiracle (Usp), a target of juvenile hormone (JH). The expression of these genes was induced by topical application of JH on worker larvae. The four genes are highly transcribed by the larval fat body, although with significant differences in transcript levels, but only hex 110 and hex 70a are re-induced in the adult fat body in a caste-and sex-specific fashion, workers showing the highest expression. Transcripts for hex 110, hex 70a and hex70b were detected in developing ovaries and testes, and hex 110 was highly transcribed in the ovaries of egg-laying queens. A phylogenetic analysis revealed that HEX 110 is located at the most basal position among the holometabola hexamerins, and like HEX 70a and HEX 70c, it shares potential orthology relationship with hexamerins from other hymenopteran species. Conclusions: Striking differences were found in the structure and developmental expression of the four hexamerin genes in the honey bee. The presence of a potential binding site for Usp in the respective 5' UCRs, and the results of experiments on JH level manipulation in vivo support the hypothesis of regulation by JH. Transcript levels and patterns in the fat body and gonads suggest that, in addition to their primary role in supplying amino acids for metamorphosis, hexamerins serve as storage proteins for gonad development, egg production, and to support foraging activity. A phylogenetic analysis including the four deduced hexamerins and related proteins revealed a complex pattern of evolution, with independent radiation in insect orders.

Unexpected Diversity of Cellular Immune Responses against Nef and Vif in HIV-1-Infected Patients Who Spontaneously Control Viral Replication

Background: HIV-1-infected individuals who spontaneously control viral replication represent an example of successful containment of the AIDS virus. Understanding the anti-viral immune responses in these individuals may help in vaccine design. However, immune responses against HIV-1 are normally analyzed using HIV-1 consensus B 15-mers that overlap by 11 amino acids. Unfortunately, this method may underestimate the real breadth of the cellular immune responses against the autologous sequence of the infecting virus. Methodology and Principal Findings: Here we compared cellular immune responses against nef and vif-encoded consensus B 15-mer peptides to responses against HLA class I-predicted minimal optimal epitopes from consensus B and autologous sequences in six patients who have controlled HIV-1 replication. Interestingly, our analysis revealed that three of our patients had broader cellular immune responses against HLA class I-predicted minimal optimal epitopes from either autologous viruses or from the HIV-1 consensus B sequence, when compared to responses against the 15-mer HIV-1 type B consensus peptides. Conclusion and Significance: This suggests that the cellular immune responses against HIV-1 in controller patients may be broader than we had previously anticipated.

Leucine supplementation improves adiponectin and total cholesterol concentrations despite the lack of changes in adiposity or glucose homeostasis in rats previously exposed to a high-fat diet

Background: Studies suggest that leucine supplementation (LS) has a therapeutic potential to prevent obesity and to promote glucose homeostasis. Furthermore, regular physical exercise is a widely accepted strategy for body weight maintenance and also for the prevention of obesity. The aim of this study was to determine the effect of chronic LS alone or combined with endurance training (ET) as potential approaches for reversing the insulin resistance and obesity induced by a high-fat diet (HFD) in rats. Methods: Forty-seven rats were randomly divided into two groups. Animals were fed a control diet-low fat (n = 10) or HFD (n = 37). After 15 weeks on HFD, all rats received the control diet-low fat and were randomly divided according to treatment: reference (REF), LS, ET, and LS+ET (n = 7-8 rats per group). After 6 weeks of treatment, the animals were sacrificed and body composition, fat cell volume, and serum concentrations of total cholesterol, HDL-cholesterol, triacylglycerol, glucose, adiponectin, leptin and tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) were analyzed. Results: At the end of the sixth week of treatment, there was no significant difference in body weight between the REF, LS, ET and LS+ET groups. However, ET increased lean body mass in rats (P = 0.019). In addition, ET was more effective than LS in reducing adiposity (P = 0.019), serum insulin (P = 0.022) and TNF-alpha (P = 0.044). Conversely, LS increased serum adiponectin (P = 0.021) levels and reduced serum total cholesterol concentration (P = 0.042). Conclusions: The results showed that LS had no beneficial effects on insulin sensitivity or adiposity in previously obese rats. On the other hand, LS was effective in increasing adiponectin levels and in reducing total cholesterol concentration.