The Tomato (Solanum Lycopersicum cv. Micro-Tom) Natural Genetic Variation Rg1 and the DELLA Mutant Procera Control the Competence Necessary to Form Adventitious Roots and Shoots

Despite the wide use of plant regeneration for biotechnological purposes, the signals that allow cells to become competent to assume different fates remain largely unknown. Here, it is demonstrated that the Regeneration1 (Rg1) allele, a natural genetic variation from the tomato wild relative Solanum peruvianum, increases the capacity to form both roots and shoots in vitro; and that the gibberellin constitutive mutant procera (pro) presented the opposite phenotype, reducing organogenesis on either root-inducing medium (RIM) or shoot-inducing medium (SIM). Mutants showing alterations in the formation of specific organs in vitro were the auxin low-sensitivity diageotropica (dgt), the lateral suppresser (ls), and the KNOX-overexpressing Mouse ears (Me). dgt failed to form roots on RIM, Me increased shoot formation on SIM, and the high capacity for in vitro shoot formation of ls contrasted with its recalcitrance to form axillary meristems. Interestingly, Rg1 rescued the in vitro organ formation capacity in proRg1 and dgtRg1 double mutants and the ex vitro low lateral shoot formation in pro and ls. Such epistatic interactions were also confirmed in gene expression and histological analyses conducted in the single and double mutants. Although Me phenocopied the high shoot formation of Rg1 on SIM, it failed to increase rooting on RIM and to rescue the non-branching phenotype of ls. Taken together, these results suggest REGENERATION1 and the DELLA mutant PROCERA as controlling a common competence to assume distinct cell fates, rather than the specific induction of adventitious roots or shoots, which is controlled by DIAGEOTROPICA and MOUSE EARS, respectively.

Selective uptake, distribution, and redistribution of Cd-109, Co-57, Zn-65, Ni-63, and Cs-134 via xylem and phloem in the heavy metal hyperaccumulator Solanum nigrum L

The focus of this article was to explore the translocation of Cd-109, Co-57, Zn-65, Ni-63, and Cs-134 via xylem and phloem in the newly found hyperaccumulator Solanum nigrum L. Two experiments with the uptake via the roots and transport of Cd-109, Co-57, and Zn-65 labeled by roots, and the redistribution of Cd-109, Zn-65, Co-57, Ni-63, and Cs-134 using flap label in S. nigrum in a hydroponic culture with a standard nutrient solution were conducted. The results showed that Cd-109 added for 24 h to the nutrient medium of young plants was rapidly taken up, transferred to the shoot, and accumulated in the cotyledons and the oldest leaves but was not efficiently redistributed within the shoot afterward leading to a rather low content in the fruits. In contrast, Co-57 was more slowly taken up and released to the shoot, but afterward, this element was redistributed from older leaves to younger leaves and maturing fruits. Zn-65 was rapidly taken up and transferred to the shoot (mainly to the youngest leaves and not to the cotyledons). Afterward, this radionuclide was redistributed within the shoot to the youngest organs and finally accumulated in the maturing fruits. After flap labeling, all five heavy metals tested (Cd-109, Co-57, Zn-65, Ni-63, Cs-134) were exported from the labeled leaf and redistributed within the plant. The accumulation in the fruits was most pronounced for Ni-63 and Zn-65, while a relatively high percentage of Co-57 was finally found in the roots. Cs-134 was roughly in the middle of them. The transport of Cd-109 differed from that previously reported for wheat or lupin and might be important for the potential of S. nigrum to hyperaccumulate cadmium.

Detección de Ralstonia solanacearum en Solanum tuberosum L. en el Estado de Sonora, México

Ralstonia solanacearum (Rs) produce la enfermedad cuarentenaria denominada marchitez bacteriana en papa. México es un país importador de semilla de Estados Unidos de América y Canadá, aspecto significante para provocar una eventual introducción de esta enfermedad en áreas con amplias extensiones de papa. Sonora es una región importante en relación con la producción de este cultivo. Por lo anteriormente expuesto, se realizó la presente investigación, teniendo como objetivos: a) la producción de antisuero para la bacteria Rs; b) diagnosticar Rs en tubérculos de importación que se utilizan para siembra, y en tubérculos de procedencia mexicana para consumo humano, que son utilizados como semilla; c) la detección de la bacteria durante el desarrollo vegetativo de lotes de papa en Sonora, México. Se analizó tubérculo semilla de importación, de consumo humano, plantas de papa, hojas y tubérculos de producción; los métodos de detección utilizados fueron medios de cultivos específicos, ELISA, antisuero producido y pruebas de patogenicidad. Los resultados mostraron positiva la presencia de Rs en tubérculos de consumo; en tubérculos de importación y en etapas vegetativas fue negativa. Cada prueba de detección por separado no debe ser utilizada como método único; la presencia de Rs representa un riesgo de eventual manifestación de la enfermedad, por lo que es necesario que las áreas productoras realicen actividades de control preventivo fitosanitario.

Die Kartoffel. Geschichte, Bau und Lebenserscheinungen, Nutzen und Anbau von Solanum tuberosum L. mit einer Beschreibung der Zuchtstätten der deutschen Kartoffel, der Kartoffelsorten und der Kartoffelkrankheiten.

Mode of access: Internet.

Producción de microtubérculos de papa (Solanum tuberosum L.), cultivar Burren en biorreactores económicos de inmersión temporal

El estudio de microtuberización del cultivar de papa Burren se realizó en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos de la Universidad Nacional Agraria entre los meses de junio a diciembre del 2015. Se estudiaron las fases de multiplicación y formación de microtubérculos en Biorreactores Económicos de Inmersión Temporal (BEIT). En la fase de multiplicación se evaluó la formación de plantas completas cuando se sembraron 70 microesquejes en cinco variantes de medios de cultivo. Se empleó un diseño de Bloques Completos al Azar con arreglo unifactorial con réplicas conformadas por 2 BEIT, y para definir las diferencias estadísticas entre las medias (ANDEVA) de los tratamientos se realizó la prueba de rangos múltiples de Duncan-Waller ( = 0.05). En la formación de plantas se evaluaron la longitud de plantas, número de hojas y número de brotes que se les realizó la prueba de medias de diferencia mínima significativa con α = 0.05, se calcul�� el porcentaje de supervivencia. Como resultado se obtuvo en las variantes de medios de cultivo que contenían 0.20 mg l-1 de GA3 con 0.50 mg l-1 de BAP y 0.10 mg l-1 de GA3 con 1 mg l-1 de BAP, se obtuvieron medias respectivas en número de entrenudos de 6.32-5.7 y en número de hojas por planta de 7.37-6.93. Adiciones de sacarosa de 80 g l-1 y 110 g l-1 favorecieron la formación de microtubérculos de peso fresco con medias entre 0.69-0.75 gramos. La adición de sacarosa entre 80 g l-1 y 120 g l-1 no se registró diferencias estadísticas significativas entre las medias de las variables diámetro y longitud de microtubérculos. Con microtubérculos con diámetro mayor a los 10 mm se obtuvieron medias en longitud de planta, número de hojas y número de brotes de 21, 16.35 y 5.65 cm respectivamente y con diámetros entre 8-10 mm las medias respectivas fueron de 16.37, 11.35 y 5.35 cm.

Microtuberización del cultivar de papa (Solanum tuberosum L.) Banba en biorreactores económicos de inmersión temporal

El trabajo se realizó en el laboratorio de cultivo de tejidos de la Universidad Nacional Agraria (UNA) de mayo a septiembre de 2015. El mismo pretende sentar las bases de la producción de semilla básica con un método innovador, al producir microtubérculos de papa del cultivar Banba en BEITs y determinar la mejor variante de medio de cultivo en la fase de multiplicación y microtuberización. Se buscaron las características morfol��gicas deseadas, mediante el efecto de cinco variantes de medios de cultivos (0.10 y 0.20 mg l -1 de GA3 con 0.5 y 1 mg l -1 de bencilaminopurina (BAP)). Posteriormente se utilizaron cinco variantes de medios con BAP para la etapa de microtuberización en BEIT con 3000 ml de medio de cultivo en condiciones de crecimiento de 20 ± 3 °C, 16 horas luz y 8 de oscuridad con intensidad de luz de 2000 lux. El ensayo se estableció en BCA unifactorial con tres repeticiones. Para determinar las diferencias estadísticas entre las medias de los tratamientos se realizó la prueba de medias de diferencia mínima significativa (LSD) de Fisher con (α = 0.05). En los medios de multiplicación para las características altura de planta y número de brotes axilares, presentó mejor desempeño el medio con 0.10 mg l -1 de GA3 y 0.50 de BAP. Para el número de entrenudos no hubo diferencias significativas y para el número de hojas la mejor respuesta se obtuvo con 0.10 mg l -1 de GA3 y 0.50 g l -1 de BAP. En microtuberización se obtuvieron buenos resultados en microtubérculos por planta, diámetro y longitud en el medio de cultivo con 1 mg l -1 de BAP y 11% de sacarosa, así como microtubérculos esféricos superiores a los 0,6 g de peso en 36%.

Indole acetic acid and ACC deaminase fromendophytic bacteria improves the growth of Solanum lycopersicum

Background: Endophytic bacteria are ubiquitous in all plant species contributing in host plant\'s nutrient uptake and helping the host to improve its growth. Moringa peregrina which is a medicinal plant, growing in arid region of Arabia, was assessed for the presence of endophytic bacterial strains. Results: PCR amplification and sequencing of 16S rRNA of bacterial endophytes revealed the 5 endophytic bacteria, in which 2 strains were from Sphingomonas sp.; 2 strains from Bacillus sp. and 1 from Methylobacterium genus. Among the endophytic bacterial strains, a strain of Bacillus subtilis LK14 has shown significant prospects in phosphate solubilization (clearing zone of 56.71 mm after 5 d), ACC deaminase (448.3 ± 2.91 nM α-ketobutyrate mg-1 h-1) and acid phosphatase activity (8.4 ± 1.2 nM mg-1 min-1). The endophytic bacteria were also assessed for their potential to produce indole-3-acetic acid (IAA). Among isolated strains, the initial spectrophotometry analysis showed significantly higher IAA production by Bacillus subtilis LK14. The diurnal production of IAA was quantified using multiple reactions monitoring method in UPLC/MS–MS. The analysis showed that LK14 produced the highest (8.7 μM) IAA on 14th d of growth. Looking at LK14 potentials, it was applied to Solanum lycopersicum , where it significantly increased the shoot and root biomass and chlorophyll (a and b) contents as compared to control plants. Conclusion: The study concludes that using endophytic bacterial strains can be bio-prospective for plant growth promotion, which might be an ideal strategy for improving growth of crops in marginal lands.

Expresión génica diferencial y antioxidantes en la planta de tomate (Solanum lycopersicon L. Mill) enriquecida con selenio

La biofortificación tiene como finalidad incrementar la concentración de elementos biodisponibles en las plantas de cultivo para elevar la calidad nutricional. El selenio es un elemento traza de gran impacto para el metabolismo antioxidante de las plantas y su acumulación es pobre en especies como el tomate, de igual manera este elemento es esencial para los humanos, por lo que adicionarlo en las plantas forma parte de los programas de biofortificación. El propósito de este trabajo fue analizar experimentalmente la capacidad del selenito de sodio para incrementar la concentración de Se y modificar la actividad antioxidante en plantas de tomate. Para ello se usaron plantas de la variedad híbrido Toro y se aplicaron tres tratamientos 0, 2 y 5 mg L-1 de selenito de sodio (Na2SeO3) utilizando como vehículo el agua de riego, los tratamientos fueron aplicados bajo un diseño experimental completamente al azar. Se llevaron a cabo tres muestreos 40, 80 y 120 días después del trasplante y la subsecuente cuantificación de la acumulación de selenio y macronutrientes en hojas, tallos y frutos así como su impacto en la producción de frutos bajo un diseño experimental completamente al azar. Se determinó la altura de la planta, los diámetros de tallos, firmeza, sólidos solubles de frutos y la materia seca total de los diferentes tejidos. Se obtuvo una cuantificación del potencial oxido reducción y de la actividad de antioxidante específicos como la catalasa, glutatión peroxidasa, superóxido dismutasa, el ácido ascórbico y licopeno, para cada variable se llevó a cabo un análisis de varianza y posteriormente una prueba de comparación de medias de Tukey. La expresión de los genes cat, gpx, sod, apx y lic en los frutos fue también analizada y en este caso se aplicó un análisis de varianza no paramétrico de Fisher, para encontrar las diferencias entre tratamientos. Los resultados mostraron un incremento en la acumulación de Se, encontrándose hasta un 53.1% de aumento en la concentración en los frutos bajo el tratamiento 5 mg L-1 en comparación con el testigo, sin embargo, este incremento no tuvo un impacto notorio en la producción y el rendimiento del tomate, a pesar de la existencia de una correlación de Spearman positiva (r =0.9637) entre la producción de fruto y la concentración de Se. Los valores del potencial oxido-reducción se redujeron en promedio desde -41.4 mV para el tratamiento testigo y hasta -68.0 mV con el mayor tratamiento. Mientras tanto, la concentración de Se si influyó positivamente en los parámetros de calidad incluyendo el ácido ascórbico (hasta un 50 % de aumento con el tratamiento 5 mgL-1 ) y el licopeno (hasta un 66.9% de aumento con el mayor tratamiento). La actividad de las enzimas antioxidantes aumentó notablemente en el fruto con el tratamiento 5 mg L-1 de selenito encontrándose 60.9% de aumento para CAT, 33.4% para GPX y 26.0% para SOD. En cuanto la expresión génica hubo mayor nivel de transcriptos de los genes gpx, sod y apx bajo el tratamiento 2 mg L-1

Influência dos processos de cura e conservação nas características da batata (Solanum tuberosum L.) cv.Monalisa para cozer

Mestrado em Engenharia Agronómica - Especialização em Horto-fruticultura e Viticultura - Instituto Superior de Agronomia - UL

Parâmetros genéticos, respostas associadas ao déficit hídrico e estrutura populacional em germoplasma de batata (Solanum tuberosum L.).

2016

Physiological basis of salt stress tolerance in rice expressing the antiapoptotic gene SfIAP

Programmed cell death-associated genes, especially antiapoptosis-related genes have been reported to confer tolerance to a wide range of biotic and abiotic stresses in dicotyledonous plants such as tobacco (Nicotiana tabacum L.) and tomato (Solanum lycopersicum L.). This is the first time the antiapoptotic gene SfIAP was transformed into a monocotyledonous representative: rice (Oryza sativa L.). Transgenic rice strains expressing SfIAP were generated by the Agrobacterium-mediated transformation method and rice embryogenic calli, and assessed for their ability to confer tolerance to salt stress at both the seedling and reproductive stages using a combination of molecular, agronomical, physiological and biochemical techniques. The results show that plants expressing SfIAP have higher salt tolerance levels in comparison to the wild-type and vector controls. By preventing cell death at the onset of salt stress and maintaining the cell membrane’s integrity, SfIAP transgenic rice plants can retain plant water status, ion homeostasis, photosynthetic efficiency and growth to combat salinity successfully.

Uso de hongos entomopatogenos para el control de mosca blanca (Bemisia tabaci) en diferentes especies de plantas hospederas bajo condiciones de invernadero

El objetivo de esta investigación fue evaluar la influencia de diferentes cepas de hongos entomopatógenos para el control de mosca blanca en diferentes especies de plantas hospederas. El estudio se realizó en la Universidad Nacional Agraria entre los meses de Octubre 2010 a Febrero 2011. Los tratamientos consistieron en cuatro especies de plantas: Tomate ( Solanum lycopersicum L) , Frijol (Phaseolus vulgaris L ) , Pipián (Cucurbita mixta) y Berenjena (Solanum melongena). Los hongos entomopatógenos utilizados en el estudio fueron: Paecilomyces fumosoroseus, Beauveria bassiana y Metarhizium anisopliae. Se utilizó un diseño experimental completamente aleatorizado, con cuatro tratamientos y cuatro repeticiones. Realizando un experimento con cada una de las cepas de hongos evaluados. Cada planta fue infestada con 15 parejas de adultos de mosca blanca, obtenidas de una cría de mosca blanca en plantas de frijol. Cuando las ninfas alcanzaron el estado ninfa III, se procedió a la inoculación de los hongos. Para cada especie de planta se utilizó un testigo el que fue tratado con agua destilada. Los muestreos se realizaron cada 48 horas, iniciando 96 horas después de la aplicación de los hongos ento mopatógenos. Las variables evaluadas fueron: Número de huevos, número de ninfas, número de ninfas muertas y número de adultos emergidos. Las ninfas muertas se colocaron en cámara húmeda para propiciar el crecimiento del hongo, para su debida identificación. Se en contraron diferencias significativas entre tratamientos y también hubo diferencias significativas entre fechas de muestreo. En general en las plantas de tomate se observó mayor mortalidad de ninfas. En plantas de tomate y frijol la mayor mortalidad de ninfas de B. tabaci fue causada por Metarhizium anisopliae cepa – NB. En plantas de Berenjena y Pipián Paecilomyces fumosoroseus cepa–Nic fue el que causó la mayor mortalidad de ninfas.Los tratamientos testigos Tomate, Frijol y Berenjena presentaron la menor mortalidad de ninfas. El mayor número de adultos emergidos se observó en el tratamiento Berenjena testigo y el menor número de adultos emergidos se presentó en tratamiento Pipián tratado con Beauveria bassiana cepa 114.

Estudo comparativo do teor de (15E)-licopeno por CLAE-DAD entre lavouras de tomate submetidas aos manejos TOMATEC e tradicional

O tomate (Solanum lycopersicum L.) é considerado um alimento funcional por sua propriedade antioxidante. O fruto contém dos carotenoides, ácido L-ascórbico, vitamina E e substâncias fenólicas. Estudos indicam que o consumo do tomate pode retardar o envelhecimento e favorecer o funcionamento do sistema imunol��gico em humanos, embora não seja possível afirmar uma relação direta entre a prevenção ou cura de qualquer carcinoma com o consumo de produtos à base licopeno. Na década de 1990, a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) criou o projeto TOMATEC, o tomate ecologicamente cultivado. A produção é baseada em um manejo diferenciado, que objetiva a otimização do uso do solo, menor consumo de pesticidas, herbicidas e incentivo à produção familiar dos agricultores. O estudo objetiva observar a influencia dos diferentes manejos: tradicional e TOMATEC na produção de (15E)-licopeno nos frutos do tomate, em diferentes cultivares do Brasil. Assim, foi utilizada a técnica de cromatografia l��quida de alta eficiência acoplada a detector por arranjo de diodos (CLAE-DAD), em fase estacionária polimérica composta de 30 carbonos (C30). Esta fase estacionária é capaz de separar carotenoides, incluvise, isômeros geométricos do licopeno. As amostras foram coletadas, tratadas, extraídas e analisadas sob as mesmas condições para avaliação das concentrações de (15E)-licopeno nos frutos. Ensaios realizados foram capazes de demonstrar, de maneira objetiva, que a metodologia proposta conduziu a resultados confiáveis à qualidade desejada, de acordo com o guia de validação proposto pelo Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial (INMETRO). Foram utilizadas ferramentas estatísticas para comparar os teores de (15E)-licopeno, em diferentes Estados do Brasil, sob diferentes manejos. Os resultados indicam os maiores teores da substância em cultivares convencionais e mostram que o ensacamento do fruto é um fator decisivo para a biossíntese do (15E)-licopeno

Caracterização de isolados de Phytophthora infestans obtidos de tomateiro.

O tomateiro (Solanum lycopersicum L. = Lycopersicon esculentum Mill.) é uma das plantas oleráceas mais cultivadas no Brasil e o seu fruto, o tomate, é uma das olerícolas mais consumidas na mesa do brasileiro e muito usado pela agroindústria. Uma das doenças do tomateiro mais temidas pelos produtores é a requeima, causada pelo fungo Phytophtora infestans, que provoca grande destruição na cultura em pouco tempo. Este trabalho teve o objetivo de caracterizar isolados de P. infestans, coletados de tomateiros, quanto ao grupo de compatibilidade, à virul��ncia e à resistência ao fungicida mefenoxan. Vinte e seis isolados foram caracterizados quanto ao grupo de compatibilidade; 24 foram caracterizados quanto à resistência ao mefenoxan; e determinou-se o espectro de virul��ncia de 14 isolados. Todos os 26 isolados testados foram classificados como do grupo A1 de compatibilidade. Em relação à virul��ncia, todos os isolados foram virulentos à cultivar de tomate 'IPA-5'. A maioria foi virulenta em plantas de tomate com os genes Ph1 (92,86%) ou Ph2 (78,57%) e uma pequena parte dos isolados foram virulentos em plantas com o gene Ph3 (21,43%). Quanto à resistência ao mefenoxan, a freqüência de isolados sensíveis, intermediários e resistentes foram de 16,67%, 16,67% e 66,66%, respectivamente. Há evidências da não-reprodução sexuada e formação de oósporos nos campos de tomate do país, retardando o aparecimento da doença. Devido a um maior número de isolados resistentes ao mefenoxan, o controle da requeima com este fungicida pode ser ineficiente em campo. Uma vez que o patógeno apresentou um amplo espectro de virul��ncia, a utilização de cultivares com resistência vertical a requeima não é recomendada. O manejo integrado da requeima é a forma mais eficaz de se controlar a doença.