Purification, characterization and sequencing of the major beta-1,3-glucanase from the midgut of Tenebrio molitor larvae

The major beta-1,3-glucanase from Tenebrio molitor (TLam) was purified to homogeneity (yield, 6%; enrichment, 113 fold; specific activity, 4.4 U/mg). TLam has a molecular weight of 50 kDa and a pH optimum of 6. It is an encloglucanase that hydrolyzes beta-1,3-glucans as laminarin and yeast beta-1,3-1,6-glucan, but is inactive toward other polysaccharides (as unbranched beta-1,3-glucans or mixed beta-1,3-1,4-glucan from cereals) or disaccharides. The enzyme is not inhibited by high substrate concentrations and has low processivity (0.6). TLam has two ionizable groups involved in catalysis, and His, Tyr and Arg residues plus a divalent ion at the active site. A Cys residue important for TLam activity is exposed after laminarin binding. The cDNA coding for this enzyme was cloned and sequenced. It belongs to glycoside hydrolase family 16, and is related to other insect glucanases and glucan-binding proteins. Sequence analysis and homology modeling allowed the identification of some residues (E174, E179, H204, Y304, R127 and R181) at the active site of the enzyme, which may be important for TLam activity. TLam efficiently lyses fungal cells, suggesting a role in making available walls and cell contents to digestion and in protecting the midgut from pathogen infections. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Sequencing of Spodoptera frugiperda midgut trehalases and demonstration of secretion of soluble trehalase by midgut columnar cells

Both soluble (SfTre1) and membrane-bound (SfTre2) trehalases occur along the midgut of Spodoptera frugiperda larvae. Released SfTre2 was purified as a 67 kDa protein. Its K(m) (1.6 mM) and thermal stability (half life 10 min at 62 degrees C) are different from the previously isolated soluble trehalase (K(m) = 0.47 mM; 100% stable at 62 degrees C). Two cDNAs coding for S. frugiperda trehalases have been cloned using primers based on consensus sequences of trehalases and having as templates a cDNA library prepared from total polyA-containing RNA extracted from midguts. One cDNA codes for a trehalase that has a predicted transmembrane sequence and was defined as SfTre2. The other, after being cloned and expressed, results in a recombinant trehalase with a K(m) value and thermal stability like those of native soluble trehalase. This enzyme was defined as SfTre1 and, after it was used to generate antibodies, it was immunolocalized at the secretory vesicles and at the glycocalyx of columnar cells. Escherichia coli trehalase 3D structure and sequence alignment with SfTre1 support a proposal regarding the residue modulating the pKa value of the proton donor.

Caracterização da mutagênese por inserção do retrotransposon Tos17 em genótipos de arroz

O aumento do potencial produtivo da cultura de arroz via melhoramento genético está principalmente relacionado ao rendimento, a qualidade de grãos e a obtenção de plantas resistentes a doenças e pragas. Neste caso, deve ser explorada a variabilidade genética natural ou induzida através de agentes mutagênicos físicos, químicos ou biológicos. A vantagem do uso de mutagênicos biológicos, como os transposons e os retrotransposons, é que ao serem inseridos podem interrompem um gene causando uma mutação. Esta retrotransposição deixa uma marca que possibilita a identificação molecular do local de inserção. No presente trabalho, foi utilizada a estratégia de mutagênese insercional através de eventos de transposição do retrotransposon Tos17, induzido por cultura in vitro. A análise de diferentes genótipos de arroz é muito importante para avaliar se a transposição ocorre de forma similar em genótipos distintos. Foram avaliados calos embriogênicos de cultivares que têm um histórico de variabilidade genética em homozigose, linhagens obtidas através de cruzamentos com espécies silvestres e ecótipos de arroz vermelho, submetidos a 6 meses de cultura in vitro. O método escolhido para avaliar o número de cópias de Tos17 em calos embriogênicos foi a quantificação relativa por PCR em tempo real. A identificação dos genes mutados pela inserção do retrotransposon foi feita através do isolamento e amplificação das seqüências que flanqueiam os insertos de Tos17. O resultado deste experimento indica um aumento no número de cópias de Tos17 em 8 dos 21 genótipos avaliados. O seqüenciamento dos fragmentos de DNA que flanqueiam os insertos do retrotransposon Tos17, indicaram alta similaridade com seqüências genômicas não codificantes de arroz.

The effects of the coexistence of weed communities on table beet yield during early crop development

Objetivando avaliar efeitos de períodos de infestação inicial na comunidade infestante e na produtividade da beterraba em sistema de semeadura direta e transplantio, conduziu-se um experimento em delineamento de blocos casualizados, esquema fatorial 2 x 13. Métodos de semeadura direta e transplante de mudas foram avaliados dentro de 13 períodos semanais crescentes de infestação. Importância relativa, densidade e matéria seca acumulada pelas plantas daninhas foram analisadas por regressão não-linear, assim como produtividade e estande da cultura de beterraba, que foram submetidos à análise de variância. Amaranthus viridis, Coronopus didymus, Cyperus rotundus, Digitaria nuda, Galinsoga parviflora e Nicandra physaloides foram as plantas daninhas mais importantes, destacando-se C. didymus. O acúmulo de matéria seca das plantas daninhas foi maior na cultura em semeadura direta, embora a densidade de plantas daninhas tenha sido mais alta em sistema de transplantio. A produtividade da beterraba transplantada foi maior que a da semeadura direta no tratamento livre de plantas daninhas. A convivência das plantas daninhas com a cultura pode permanecer por quatro e sete semanas depois da semeadura/transplantio, respectivamente, antes de reduzir a produtividade. A cultura em sistema de semeadura direta foi mais susceptível à interferência das plantas daninhas que a cultura sob sistema de transplantio.

Geostatistical analysis of the spatial distribution of Rotylenchulus reniformis on cotton cultivated under crop rotation

The spatial distribution of Rotylenchulus reniformis on cotton cultivated in crop rotation with sorghum-peanut-velvetbean was studied using geostatistics. The experimental field, which had been continuously cropped with cotton for 20 years, comprised two 32 x 48 m-grids, each divided in sixty-four 4 x 6 in sampling plots. For all crops, 300 cm(3) soil samples were taken at the center of each plot at crop germination (Pi) and again at harvest (Pf), from which the numbers of nematodes were determined. The results revealed that the spatial distribution of R. reniformis was highly aggregated and with the aid of geostatistical techniques the nematode intensities were mapped and the risk areas accurately identified. Consequently, geostatistics is here considered a useful tool for planning nematode control strategies, particularly in precision agriculture.

Analysis of the Priestley-Taylor alpha parameter for a bean crop

This work deals with the Priestley-Taylor model for evapotranspiration in different grown stages of a bean crop. Priestley and Taylor derived a practical Formulation for energy partitioning between the sensible and latent heat fluxes through the a parameter. Bowen ratio energy balance (BREB) was carried out for daily sensible and latent heat flux estimations in three different crop stages. Mean daily values of Priestley-Taylor a parameter were determined for eleven days during the crop cycle. Diurnal variation patterns of a are presented for the growing, flowering and graining periods. The mean values of 1.13 +/- 0.33, 1.26 +/- 0.74, 1.22 +/- 0.55 were obtained for a day in the growing, in the flowering and for graining periods, respectively. Eleven days values of a are shown and gave a mean value of 1.23 +/- 0.10 which agree on the reported literature.

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

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

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.

Soil CO2 emission as related to incorporation of sugarcane crop residues and aggregate breaking after rotary tiller

O preparo do solo é um dos processos que aceleram a decomposição da matéria orgânica, transferindo carbono para atmosfera, principalmente na forma de CO2. Neste trabalho, investigou-se o efeito do preparo com enxada rotativa sobre as emissões de CO2 do solo durante 02 semanas após o preparo do solo, incluindo-se a presença de resíduos vegetais sobre a superfície. As emissões foram avaliadas por 15 dias após preparo em 3 parcelas: 1) sem preparo e sem palha superficial (SPs); 2) preparo com enxada rotativa sem a presença de palha na superfície (ERs), e 3) preparo com enxada rotativa com a presença de palha superficial (ERc). As emissões provenientes da ERc foram superiores às demais (0,777 g CO2 m-2 h-1), sendo as menores emissões registradas na parcela SPs (0,414 g CO2 m-2 h-1). As emissões totais indicaram que a diferença de C-CO2 emitida à atmosfera corresponde a 3% do total de carbono adicional presente na palha, na parcela ERc, quando comparado à parcela ERs. O aumento da emissão da parcela SPs para ERs foi acompanhado de uma modificação na distribuição do tamanho de agregados, especialmente aqueles com diâmetro médio inferior a 2 mm. O aumento da emissão da parcela ERs para ERc esteve relacionado a uma diminuição da massa de palha na superfície, com fragmentação e incorporação da mesma no interior do solo. Quando se analisa a correlação linear entre emissão de CO2 versus temperatura e umidade do solo, somente a emissão da ERc foi significativamente correlacionada (p<0,05) à umidade do solo.

Influence of irrigation on wheat crop

O uso da irrigação na triticultura tem aumentado significativamente nos últimos anos no Brasil. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a influência da irrigação na produtividade, na qualidade tecnológica da farinha e no sistema radicular do trigo. em experimento de campo no IAPAR, em Londrina, Paraná, a cultivar IPR 118 foi cultivada sob irrigação por aspersão convencional (Tratamento Irrigado) e sem irrigação (Tratamento Sequeiro). A produtividade foi determinada, colhendo-se três amostras de 25 m² por tratamento. Nestas mesmas amostras, procedeu-se à análise da qualidade tecnológica da farinha, sendo avaliada, entre outros parâmetros, a força de glúten (W). A avaliação do sistema radicular foi realizada após a colheita, no perfil de 0 a 45 cm de profundidade do solo, amostrando-se oito plantas em cada tratamento. O método da parede do perfil foi utilizado para determinar o número de raízes (NR) e o método do monólito para determinar a massa seca de raízes (MSR). A irrigação aumentou em três vezes a produtividade do trigo, porém diminuiu o W na farinha. Ainda assim, o valor de W encontrado no Tratamento Irrigado (249 10-4 J) foi suficiente para manter a classificação do trigo como tipo-pão, a mesma para o qual a cultivar IPR 118 é classificada. Os valores medidos de NR e a MSR foram iguais ou maiores no Tratamento Sequeiro.

Selectivity of the herbicide flazasulfuron applied after postemergence in sugarcane (Saccharum spp. L.) crop

The selectivity of the herbicide flazasulfaron was evaluated when applied at two rates (50 and 100 g/ha) with and without surfactants (Aterbane or Agral at 0.2% v/v). The treatment was applied at early (three leaves) and late (five to six leaves) stages of the postemergence of sugarcane plants (var. RB845257) grown in two soils (sandy and clay) with good moisture status before and after application. Despite the toxicity symptoms, especially at the late stage with the higher rate of application in the sandy soil, the herbicide did not affect the growth nor the stalk yield. The presence of the surfactants had no effect on the toxicity symptoms.

The effects of inter-crop cultivation Between rows of citrus crop on spreading of Guignardia citricarpa Ascospores and in the citrus black spot occurrence

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

Toxoplasma gondii: cloning, sequencing, expression, and antigenic characterization of ROP2, GRA5 and GRA7

Toxoplasma gondii is an intracellular obligate protozoan, which infects humans and warm-blooded animals. The aim of the present study was to clone the rop2, gra5 and gra7 genes from T. gondii RH strain and to produce recombinant proteins. The rop2, gra5 and gra7 gene fragments produced by polymerase chain reaction were cloned into the pET102/D-TOPO(R) vector which contains thioredoxin and polyhistidine tags at the C-and N-ends, respectively, and is expressed in Escherichia coli BL21(DE-3). The expression fusion proteins were found almost entirely in the insoluble form in the cell lysate. These recombinant proteins were purified with an Ni-NTA column. Concentrations of the recombinant antigens produced in the E. coli BL21-star ranged from 300 to 500 mu g/mL growth media, which was used to immunize rabbits. We observed an identity ranging from 96 to 97% when nucleotide sequences were compared to GenBank database sequences. Immunocharacterization of proteins was made by indirect immunofluorescence assay. These proteins will be used for serodiagnosis and vaccination.

Cattle manure and N-urea in radish crop (Raphanus sativus)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)