Phosphoglycerylethanolamine Posttranslational Modification of Plant Eukaryotic Elongation Factor 1α1

Eukaryotic elongation factor 1α (eEF-1A) is a multifunctional protein. There are three known posttranslational modifications of eEF-1A that could potentially affect its function. Except for phosphorylation, the other posttranslational modifications have not been demonstrated in plants. Using matrix-assisted laser desorption/ionization-mass spectrometry and peptide mass mapping, we show that carrot (Daucus carota L.) eEF-1A contains a phosphoglycerylethanolamine (PGE) posttranslational modification. eEF-1A was the only protein labeled with [14C]ethanolamine in carrot cells and was the predominant ethanolamine-labeled protein in Arabidopsis seedlings and tobacco (Nicotiana tabacum L.) cell cultures. In vivo-labeling studies using [3H]glycerol, [32P]Pi, [14C]myristic acid, and [14C]linoleic acid indicated that the entire phospholipid phosphatidylethanolamine is covalently attached to the protein. The PGE lipid modification did not affect the partitioning of eEF-1A in Triton X-114 or its actin-binding activity in in vitro assays. Our in vitro data indicate that this newly characterized posttranslational modification alone does not affect the function of eEF-1A. Therefore, the PGE lipid modification may work in combination with other posttranslational modifications to affect the distribution and the function of eEF-1A within the cell.

Ethylene-Mediated Phospholipid Catabolic Pathway in Glucose-Starved Carrot Suspension Cells1

Glucose (Glc) starvation of suspension-cultured carrot (Daucus carota L.) cells resulted in sequential activation of phospholipid catabolic enzymes. Among the assayed enzymes involved in the degradation, phospholipase D (PLD) and lipolytic acyl hydrolase were activated at the early part of starvation, and these activities were followed by β-oxidation and the glyoxylate cycle enzymes in order. The activity of PLD and lipolytic acyl hydrolase was further confirmed by in vivo-labeling experiments. It was demonstrated that Glc added to a medium containing starving cells inhibited the phospholipid catabolic activities, indicating that phospholipid catabolism is negatively regulated by Glc. There was a burst of ethylene production 6 h after starvation. Ethylene added exogeneously to a Glc-sufficient medium activated PLD, indicating that ethylene acts as an element in the signal transduction pathway leading from Glc depletion to PLD activation. Activation of lipid peroxidation, suggestive of cell death, occurred immediately after the decrease of the phospholipid degradation, suggesting that the observed phospholipid catabolic pathway is part of the metabolic strategies by which cells effectively survive under Glc starvation.

Metabolism of Polyamines in Transgenic Cells of Carrot Expressing a Mouse Ornithine Decarboxylase cDNA1

The metabolisms of arginine (Arg), ornithine (Orn), and putrescine were compared in a nontransgenic and a transgenic cell line of carrot (Daucus carota L.) expressing a mouse Orn decarboxylase cDNA. [14C]Arg, [14C]Orn, and [14C]putrescine were fed to cells and their rates of decarboxylation, uptake, metabolism into polyamines, and incorporation into acid-insoluble material were determined. Transgenic cells showed higher decarboxylation rates for labeled Orn than the nontransgenic cells. This was correlated positively with higher amounts of labeled putrescine production from labeled Orn. With labeled Arg, both the transgenic and the nontransgenic cells exhibited similar rates of decarboxylation and conversion into labeled putrescine. When [14C]putrescine was fed, higher rates of degradation were observed in transgenic cells as compared with the nontransgenic cells. It is concluded that (a) increased production of putrescine via the Orn decarboxylase pathway has no compensatory effects on the Arg decarboxylase pathway, and (b) higher rates of putrescine production in the transgenic cells are accompanied by higher rates of putrescine conversion into spermidine and spermine as well as the catabolism of putrescine.

Carotenoids and antioxidant enzymes as biomarkers of the impact of heavy metals in food chain

Antioxidant enzymes (catalase and peroxidase) and carotenoids (lutein and â-carotene) are often used as biomarkers of metal contamination of water and agricultural soils. In this study, the effects of heavy metals present in irrigation water on the aforementioned carotenoids of potatoes (Solanum tuberosum L.) and carrots (Daucus carota L.), cultivated in a greenhouse and irrigated with a water solution including different levels of Cr(VI) and Ni(II) were investigated. These results were compared to the levels of the same metabolites that had been assessed in market-available potato and carrot samples. The findings indicated that the levels of the examined metabolites on the treated with Cr and Ni samples, resemble the levels of the same parameters in the market samples, originating from polluted areas. Therefore, the antioxidant enzymes, catalase and peroxidase, and the carotenoids, lutein and â-carotene, could be handled as indicators of heavy metal pollution.

Estudo de tratamentos prévios para o controlo de acastanhamento de cenoura secada

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de compostos químicos como o ácido ascórbico e metabissulfito de sódio na inibição do acastanhamento em cenoura (Daucus carota L.), da variedade Nantes, sujeita a secagem, por convecção (60ºC e 40ºC). Por outro lado, estudou-se o efeito da aplicação de extratos naturais como os de chá verde e branco, aliados ao branqueamento, baseados na sua atividade antioxidante natural. As amostras foram sujeitas a ácido ascórbico e metabissulfito de sódio nas concentrações de 0,25% (m/v) e 1% (m/v), durante 60 min e 90 min e foi efetuado um controlo em água destilada (sem agente anti-escurecimento) nos mesmos períodos de tempo mencionados anteriormente. Os testes de branqueamento foram pré-estabelecidos, através do teste da peroxidase para a determinação do binómio tempo-temperatura adequado a cada tratamento térmico. Procedeu-se à análise das propriedades químicas (humidade, proteína, cinza, fibra bruta, açúcares, compostos fenólicos e atividade antioxidante), propriedades fisicas (textura e cor), no estado fresco e após as secagens. Quanto aos resultados obtidos, verificou-se que, de forma geral, a secagem a 60ºC conduziu a alterações mais notórias nas propriedades químicas analisadas, nomeadamente ao nível das proteínas e dos açúcares redutores. No que respeita à atividade antioxidante, as alterações foram pouco evidentes com o aumento da temperatura de secagem, porém comparativamente com a amostra em fresco, ocorreram perdas. Quanto ao teor de polifenóis totais, de forma geral, também ocorreram perdas, ocasionadas, possivelmente, por reações de acastanhamento enzimático. Quanto à análise da cor a secagem a 40ºC conduziu a maiores alterações em termos de luminosidade, sendo os tratamentos com infusões de chá os que se aproximaram mais à amostra em fresco. Em termos de diferença de cor total, a secagem a 40ºC conduziu a maiores variações, sendo os pré-tratamentos térmicos os que registaram menores variações. Quanto ao índice de acastanhamento, a secagem a 40ºC, apresentou resultados mais baixos, sendo os pré-tratamentos químicos aqueles que apresentaram os menores valores. Em relação à textura, registaram-se valores semelhantes em termos de elasticidade e coevisidade mas uma diminuição significativa da dureza e da mastigabilidade das amostras secadas quando comparadas com a amostra em fresco.

Variação da composição nutricional e propriedades de cenouras durante a secagem

Este trabalho teve como objetivo a determinação das propriedades da cenoura (Daucus carota L.), da variedade Nantes, antes, durante e após a secagem por convecção a três temperaturas diferentes (50, 60 e 70 ºC).De forma a verificar as alterações ao nível de diferentes propriedades, tais como: propriedades químicas (humidade, proteínas, fibras, cinzas, açúcares e 'aw') propriedades físicas (textura, cor, porosidade e densidade) e propriedades termofísicas (calor específico, condutividade térmica, difusividade e entalpia). Dos resultados obtidos foi possível concluir que a temperatura de secagem de 70 º C foi a que mais afetou as propriedades químicas analisadas, tais como a humidade, proteínas e açúcares redutores, onde estes sofreram uma diminuição ao longo das secagens. A 'aw' também apresentou uma diminuição ao longo das secagens, onde apresentou um menor valor na secagem a 70 ºC, tendo passado de 0,97 para 0,69, enquanto as temperaturas de 50 ºC e 60 ºC apresentaram um valor final igual, de 0,74. No que diz respeito às propriedades físicas, verificou-se que em relação à textura registaram-se evoluções semelhantes em termos de dureza, mastigabilidade e gomosidade, na medida em que sofreram uma acentuada diminuição nas primeiras horas de secagem, e a temperatura de 70 ºC foi a que mais afetou estas propriedades. No caso da cor a temperatura de 60 ºC foi a que provocou uma maior diferença de cor, a qual ao longo da secagem esta foi aumentando. A porosidade sofreu um aumento com as secagens devido à diminuição da humidade, no entanto a temperatura de 70 ºC foi a que obteve uma menor porosidade, e as temperaturas de 50 ºC e 60 ºC apresentaram valores de porosidade semelhantes. As propriedades termofísicas registaram uma diminuição ao longo da secagem, onde o calor específico sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 70 ºC, passando de 3,90 kJ/kg.K para 1,99 kJ/kg.K. A condutividade térmica também sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 70 ºC, diminuindo de 0,5243 W/m.K para 0,2782 W/m.K. A difusividade foi de igual forma afetada pela temperatura de 70 ºC, tendo diminuído de 1,50×10-7 m2/s para 1,06×10-7 m2/s. No caso da entalpia, esta sofreu uma maior diminuição com a temperatura de 50 ºC, passando de 233 J/kg para 96,7 J/kg. As isotérmicas de sorção foram ajustadas ao modelo de GAB, onde se verificou que apesar de algumas oscilações a quantidade de água sorvida a uma determinada aw, aumentou com a diminuição da temperatura.Os dados da cinética de secagem foram tratados e ajustados de acordo com três modelos: Page, Henderson & Pabis e Logarítmico, tendo-se verificado que o modelo de Page foi o que mostrou melhor descrever os processos em estudo, enquanto o pior modelo para descrever a cinética de secagem foi o Logarítmico.

Ecological infrastructures in sustainable olive growing: studies about Prays oleae (Bernard) and its natural enemies

Doutoramento em Engenharia Agronómica - Instituto Superior de Agronomia - UL

Isolation and characterization of plastid terminal oxidase gene from carrot and its relation to carotenoid accumulation

Carrot (Daucus carota L.) is a biennial plant that accumulates considerable amounts of carotenoid pigments in the storage root. To better understand the molecular mechanisms for carotenoid accumulation in developing storage roots, plastid terminal oxidase (PTOX) cDNA was isolated and selected for reverse-transcription quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). Present in photosynthetic species, PTOX is a plastid-located, nucleus encoded plastoquinone (PQ)-O2 oxidoreductase (plastioquinol oxidase). The enzyme is known to play a role as a cofactor for phytoene desaturase, and consequently plays a key role in the carotenoid biosynthesis pathway. A single PTOX gene was identified (DcPTOX) in carrot. DcPTOX encodes a putative protein with 366 amino acids that contains the typical structural features of PTOXs from higher plants. The expression of DcPTOX was analysed during the development of white, yellow, orange, red, and purple carrot roots, along with five genes known to be involved in the carotenoid biosynthesis pathway, PSY2, PDS, ZDS1, LCYB1, and LCYE. Expression analysis revealed the presence of DcPTOX transcripts in all cultivars, and an increase of transcripts during the time course of the experiment, with differential expression among cultivars in early stages of root growth. Our results demonstrated that DcPTOX showed a similar profile to that of other carotenoid biosynthetic genes with high correlation to all of them. The preponderant role of PSY in the biosynthesis of carotenoid pigments was also confirmed.

Composto orgânico de dejetos de suínos e aves no desenvolvimento da cenoura.

O trabalho teve como objetivo determinar o efeito de doses do composto orgânico no diâmetro, comprimento e na produtividade de raízes de cenoura.

Efeito de exsudatos de cultura de células de plantas em juvenis de segundo estádio de Meloidogyne incognita

Calus foram obtidos de tomateiro (Lycopersicon esculentum), cafeeiro (Coffea arabica), alfafa (Medicago sativa), orquídea (Dendrobium nobile), mostarda (Brassica rapa), batata doce (Ipomoea batatas), fumo (Nicotiana tabacum), cenoura (Daucus carota) e Crotalaria juncea em meio sólido de Murashige & Skoog (MS) seguido do cultivo em meio líquido MS em temperatura de 25-28 ºC. Após um mês, a suspensão foi passada em membrana Millipore 0,22 µm, obtendo-se, assim, o exsudato da cultura de células de cada planta testada. Ovos ou juvenis de segundo estádio (J2) de Meloidogyne incognita foram incubados nesses exsudatos e avaliadas as percentagens de eclosão, mobilidade e mortalidade dos J2. Com exceção dos ovos incubados em exsudato de orquídea, todos os demais inibiram a eclosão quando comparados com a incubação em água (testemunha). Entretanto, nos exsudatos de L. esculentum, cafeeiro e C. juncea a inibição foi mais drástica, semelhante ao aldicarb, mas significativamente diferente e menor do que em soluções contendo ingredientes do meio MS (1-5). Todos os exsudatos reduziram a mobilidade e aumentaram a mortalidade, com maior intensidade em 24 h de exposição. Porém, maior redução na mobilidade ocorreu nos exsudatos de tomateiro e alfafa, enquanto maior mortalidade no exsudato de tomateiro, seguido pelo de mostarda.

Use of botanical extracts, cassava wastewater and nematicide for the control of root-knot nematode on carrot

Aqueous extracts of several plant species have shown promising in controlling root-knot nematode, Meloidogyne incognita (Kofoid & White), one of the most limiting agents for carrot cultivation. The current study evaluated the effect of aqueous extracts from seven botanical species applied to 40, 50, 60, 70 and 80 days after sowing 'Nantes' carrots in soil infested with root-knot nematode. Three other treatments included cassava wastewater, distilled water (control), which were applied in the same periods of the extracts application, in addition to carbofuran 50G (80Kg/ha), which was applied once at 60 days after carrot sowing. Evaluations were performed at 90 days after inoculation to determine shoot and root fresh weight, as well as the diameter and the length of principal roots and the number of galls on primary and secondary roots. Plants treated with cassava wastewater, extracts of Ricinus communis L. seeds, Crotalaria juncea L. seeds, R. communis leaves + branches + fruits, Chenopodium ambrosioides L. leaves + branches + inflorescences and Azadirachta indica A. Juss. seeds showed the highest rates of total weight (root + shoot) and shoot weight. The extract of R. communis leaves + branches + fruits provides the highest total root weight and principal root diameter. Cassava wastewater and extracts of R. communis seeds provided the highest principal root weight. The extract of R. communis seeds and cassava wastewater can be considered promising for the alternative control of M. incognita.

Efeito inibidor dos extratos hidroalcóolicos de coberturas mortas sobre a germinação de sementes de cenoura e alface

O objetivo deste trabalho foi obter a prospecção fitoquímica e avaliar o efeito inibitório dos extratos hidroalcóolicos de capim-gordura (Melinis minutiflora), capim-jaraguá (Hyparrhenia rufa), capim-colonião (Panicum maximum), mucuna (Mucuna aterrima) e serrapilheira de bambu (Bambuza spp.), sobre a germinação de sementes de alface e cenoura. O teste de germinação foi conduzido sobre papel umedecido com extrato das espécies citadas diluídos em 25, 50, 75 e 100 % (v/v), e água destilada. Avaliou-se a porcentagem de final e o índice de velocidade de germinação. O índice de velocidade de germinação e a porcentagem de germinação de sementes de cenoura e alface, reduziram significativamente nas diluições de 50 a 100 % (v/v) em relação as demais diluições e ao controle. O extrato de mucuna apresentou significativamente maior efeito inibidor em comparação com os demais extratos testados, principalmente sobre a germinação de sementes de alface. A prospecção fitoquímica indicou a presença de classes de substâncias com potencial alelopático.

Épocas de consórcio de alho com cenoura em três sistemas de manejo de plantas daninhas em Jaboticabal-SP

Com o objetivo de estudar o sistema de cultivo consorciado das culturas de alho (Allium sativum) e cenoura (Daucus carota) no município de Jaboticabal-SP, testaram-se quatro épocas de semeadura da cenoura (0, 15, 30 e 45 dias após o plantio do alho) combinadas com três manejos de plantas daninhas (herbicida, capinas freqüentes e sem controle). Determinaram-se os efeitos deste consórcio no controle de plantas daninhas, no uso eficiente da terra (UET) e na rentabilidade agrícola. Utilizou-se o delineamento experimental de blocos casualizados, dispostos em parcelas subdivididas, com quatro repetições. As épocas foram as parcelas e os manejos as subparcelas. O herbicida oxadiazon a 750 g ha-1 não causou sintomas de intoxicação às plantas de alho e cenoura. Todos os tratamentos de épocas de início de consórcio, dentro dos três manejos de plantas daninhas, apresentaram valores de UET maiores que 1. A rentabilidade do consórcio de alho e cenoura foi maior que a do monocultivo de alho, em qualquer época e principalmente dentro do manejo com oxadiazon.

Épocas de consórcio de alho com cenoura em três sistemas de manejo de plantas daninhas, em Caçador-SC

O presente trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos do consórcio alho e cenoura em quatro épocas de semeadura de cenoura e em três manejos de plantas daninhas, visando determinar os benefícios do consórcio em relação ao controle destas plantas, à produtividade, à rentabilidade e à sua qualidade comercial. Testaram-se quatro épocas de semeadura da cenoura (0, 15, 30 e 45 dias após o plantio do alho), combinadas a três manejos de plantas daninhas (com herbicida, sem controle e com capinas freqüentes). Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados dispostos em parcelas subdivididas, com a época de semeadura da cenoura sendo parcela e o sistema de manejo, a sub-parcela, em quatro repetições. O oxadiazon a 750 g ha-1 não foi tóxico às plantas de alho nem às de cenoura. A rentabilidade do consórcio alho e cenoura foi vantajosa em relação ao monocultivo de alho, principalmente dentro do manejo com capinas freqüentes.

Períodos de interferência de plantas daninhas na cultura da cenoura em função do espaçamento entre fileiras

Objetivou-se com este trabalho determinar os períodos de interferência das plantas daninhas na cultura da cenoura (Daucus carota), cultivada em dois espaçamentos. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, no esquema fatorial 2 x 14, com quatro repetições. Os tratamentos consistiram na combinação de dois espaçamentos (15 x 6 cm e 20 x 6 cm) e sete períodos iniciais de controle ou convivência da cultura com as plantas daninhas (0, 12, 24, 36, 48, 60 e 72 dias após a emergência). Os períodos críticos de prevenção à interferência (PCPI) foram de 19 a 36 e 18 a 42 dias após emergência da cultura, respectivamente para os espaçamentos de 15 x 6 cm e 20 x 6 cm entre fileiras. O menor espaçamento entre fileiras resultou na redução do período crítico de prevenção à interferência das plantas daninhas em sete dias. A interferência das plantas daninhas durante todo o ciclo reduziu a produtividade de cenoura em até 96%.