Síntese e caracterização de biodiesel metílico e etílico a partir de blendas dos óleos de tungue e de soja

No presente trabalho foi investigada a transesterificação de blendas dos óleos de soja e de tungue com metanol ou etanol empregando catalisador alcalino (NaOH ou KOH). Foi investigado o tempo reacional, a proporção da blenda, a concentração e o tipo de catalisador, tipo de álcool e razão molar, temperatura e metodologia empregada no tratamento da reação. Nas reações com metanol obtiveram-se melhores conversões com tempo reacional de 1,5h; temperatura de 60°C; proporção blenda dos óleos de soja e de tungue de 90:10 (m/m); concentração de NaOH de 0,5% em relação a massa da blenda e razão molar metanol:blenda de 6:1. O tratamento dos ésteres metílicos produzidos na reação foi realizado por lavagem com água a 60°C após o processo de decantação das fases, metodologia C. O rendimento de ésteres metílicos foi superior a 96% e, o teor de mono-, di- e triacilglicerídeos, glicerol livre e total ficou abaixo dos limites estabelecidos pela ANP, indicando boa conversão (> 96,5%). Nas reações com etanol verificou-se que as melhores condições reacionais foram com uma concentração de catalisador de 0,8% de NaOH em relação a massa da blenda, razão molar etanol:blenda de 9:1, tempo de 1,5h e temperatura de 60°C. O tratamento dos produtos da reação foi realizado por lavagem com água a 60°C após o processo de remoção do etanol e decantação das fases, metodologia D. A concentração do catalisador foi um fator determinante na separação das fases. Uma maior concentração de catalisador favorece a saponificação, dificultando a separação das fases e afetando o rendimento do biodiesel sintetizado, tanto para o metílico quanto o etílico. O índice de acidez, tanto para o biodiesel metílico como o etílico, para qualquer proporção da blenda dos óleos de soja e tungue, ficaram dentro das normas da ANP, com valores abaixo de 0,5 mg.g-1 de KOH.

Analyses of the community compositions of root rot pathogenic fungi in the soybean rhizosphere soil

Soybean ( Glycine max [L.] Merr.) root rot is an important disease of soybean under continuous cropping, and root rot is widely distributed throughout the world. This disease is extremely harmful, and it is difficult to prevent and control. The study aimed to elucidate the composition of root rot pathogenic fungal communities in the continuous cropping of soybean. In this study, we employed PCRDGGE technology to analyze the communities of root rot pathogenic fungi in soybean rhizosphere soil subjected to continuous cropping during a season with a high incidence of root rot in Heilongjiang province, China, the main soybean producing area in China. The results of 13 DGGE bands were analyzed by phylogenetic revealed that the predominant root rot pathogenic fungi in rhizosphere soil in the test area were Pythium ultimum and Fusarium species. The results of cluster analysis showed that the duration of continuous cropping, the soybean variety and the plant growth stage all had significant effects on the diversity of root rot pathogenic fungi in rhizosphere soil.

Novas propriedades do SKTI (Inibidor de tripsina de soja): inibição para elastase neutrofílica humana e efeitos no processo de injúria pulmonar aguda

Seeds from legumes including the Glycine max are known to be a rich source of protease inhibitors. The soybean Kunitz trypsin inhibitor (SKTI) has been well characterised and has been found to exhibit many biological activities. However its effects on inflammatory diseases have not been studied to date. In this study, SKTI was purified from a commercial soy fraction, enriched with this inhibitor, using anion exchange chromatography Resource Q column. The purified protein was able to inhibit human neutrophil elastase (HNE) and bovine trypsin. . Purified SKTI inhibited HNE with an IC50 value of 8 µg (0.3 nM). At this concentration SKTI showed neither cytotoxic nor haemolytic effects on human blood cell populations. SKTI showed no deleterious effects on organs, blood cells or the hepatic enzymes alanine amine transferase (ALT) and aspartate amino transferase (AST) in mice model of acute systemic toxicity. Human neutrophils incubated with SKTI released less HNE than control neutrophils when stimulated with PAF or fMLP (83.1% and 70% respectively). These results showed that SKTI affected both pathways of elastase release by PAF and fMLP stimuli, suggesting that SKTI is an antagonist of PAF/fMLP receptors. In an in vivo mouse model of acute lung injury, induced by LPS from E. coli, SKTI significantly suppressed the inflammatory effects caused by elastase in a dose dependent manner. Histological sections stained by hematoxylin/eosin confirmed this reduction in inflammation process. These results showed that SKTI could be used as a potential pharmacological agent for the therapy of many inflammatory diseases

Glutathione Transferases as Detoxification Agents: Structural and Functional Studies

Glutathione transferases (GSTs) are a diverse family of enzymes that catalyze the glutathione-dependent detoxification of toxic compounds. GSTs are responsible for the conjugation of the tripeptide glutathione (GSH) to a wide range of electrophilic substrates. These include industrial pollutants, drugs, genotoxic carcinogen metabolites, antibiotics, insecticides and herbicides. In light of applications in biomedicine and biotechnology as cellular detoxification agents, detailed structural and functional studies of GSTs are required. Plant tau class GSTs play crucial catalytic and non-catalytic roles in cellular xenobiotic detoxification process in agronomically important crops. The abundant existence of GSTs in Glycine max and their ability to provide resistance to abiotic and biotic stresses such as herbicide tolerance is of great interest in agriculture because they provide effective and suitable tools for selective weed control. Structural and catalytic studies on tau class GST isoenzymes from Glycine max (GmGSTU10-10, GmGSTU chimeric clone 14 (Sh14), and GmGSTU2-2) were performed. Crystal structures of GmGSTU10-10 in complex with glutathione sulfenic acid (GSOH) and Sh14 in complex with S-(p-nitrobenzyl)-glutathione (Nb-GSH) were determined by molecular replacement at 1.6 Å and 1.75 Å, respectively. Major structural variations that affect substrate recognition and catalytic mechanism were revealed in the upper part of helix H4 and helix H9 of GmGSTU10-10. Structural analysis of Sh14 showed that the Trp114Cys point mutation is responsible for the enhanced catalytic activity of the enzyme. Furthermore, two salt bridges that trigger an allosteric effect between the H-sites were identified at the dimer interface between Glu66 and Lys104. The 3D structure of GmGSTU2-2 was predicted using homology modeling. Structural and phylogenetic analysis suggested GmGSTU2-2 shares residues that are crucial for the catalytic activity of other tau class GSTs–Phe10, Trp11, Ser13, Arg20, Tyr30, Leu37, Lys40, Lys53, Ile54, Glu66 and Ser67. This indicates that the catalytic and ligand binding site in GmGSTU2-2 are well-conserved. Nevertheless, at the ligandin binding site a significant variation was observed. Tyr32 is replaced by Ser32 in GmGSTU2-2 and thismay affect the ligand recognition and binding properties of GmGSTU2-2. Moreover, docking studies revealed important amino acid residues in the hydrophobic binding site that can affect the substrate specificity of the enzyme. Phe10, Pro12, Phe15, Leu37, Phe107, Trp114, Trp163, Phe208, Ile212, and Phe216 could form the hydrophobic ligand binding site and bind fluorodifen. Additionally, side chains of Arg111 and Lys215 could stabilize the binding through hydrogen bonds with the –NO2 groups of fluorodifen. GST gene family from the pathogenic soil bacterium Agrobacterium tumefaciens C58 was characterized and eight GST-like proteins in A. tumefaciens (AtuGSTs) were identified. Phylogenetic analysis revealed that four members of AtuGSTs belong to a previously recognized bacterial beta GST class and one member to theta class. Nevertheless, three AtuGSTs do not belong to any previously known GST classes. The 3D structures of AtuGSTs were predicted using homology modeling. Comparative structural and sequence analysis of the AtuGSTs showed local sequence and structural characteristics between different GST isoenzymes and classes. Interactions at the G-site are conserved, however, significant variations were seen at the active site and the H5b helix at the C-terminal domain. H5b contributes to the formation of the hydrophobic ligand binding site and is responsible for recognition of the electrophilic moiety of the xenobiotic. It is noted that the position of H5b varies among models, thus providing different specificities. Moreover, AtuGSTs appear to form functional dimers through diverse modes. AtuGST1, AtuGST3, AtuGST4 and AtuGST8 use hydrophobic ‘lock–and–key’-like motifs whereas the dimer interface of AtuGST2, AtuGST5, AtuGST6 and AtuGST7 is dominated by polar interactions. These results suggested that AtuGSTs could be involved in a broad range of biological functions including stress tolerance and detoxification of toxic compounds.

Efeito de lodo de esgoto sobre patógenos habitantes do solo e severidade de oídio da soja.

O lodo de esgoto, atendendo as exigências ambientais, apresenta potencial para disposição em solos agrícolas. Sua incorporação altera as propriedades químicas, físicas e biológicas do solo, pois é rico em macro e micronutrientes e matéria orgânica. Estas alterações podem proporcionar benefícios como aumento da disponibilidade de nutrientes às culturas, indução de supressividade a fitopatógenos habitantes do solo e de resistência às doenças da par te aérea. Por outro lado, pode influenciar negat ivamente o equilíbrio biológico e químico no solo, devido à presença de contaminantes. O objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos da incorporação de lodo de esgoto ao solo sobre a severidade de oídio (Erysiphe diffusa) e na supressividade a Rhizoctonia solani e a Macrophomina phaseolina da soja (Glycine max) . Para tanto, foram ut i l izados solos que receberam quat ro aplicações (1999 a 2001) sucessivas de lodos de esgoto originários das Estações de Tratamento de Esgoto de Barueri e de Franca, SP, nas concent rações de 0, 1, 2, 4 e 8 vezes (0N a 8N) a dose de N recomendada para a cultura do milho. Os estudos com oídio foram real izados em casa de vegetação com inoculação natural em dois cultivos sucessivos de soja. Também foi estudado o efeito de substrato produzido com 0%, 2,5%, 5% 10%, 15% e 20% de lodo de Franca sobre a emergência de plântulas e sobre a severidade de oídio da soja em três e dois ciclos, respectivamente. Nos estudos com R. solani e M. phaseol ina, os solos foram ar t i ficialmente infestados com os patógenos e posteriormente cultivados com soja por dois ciclos, sendo avaliado o tombamento e a severidade das doenças. A aplicação de lodo de esgoto no solo aumentou a atividade eliciadora de fitoalexinas em soja e a sever idade do oídio foi inversamente proporcional às concentrações do lodo, tanto no estudo com o solo de campo, como com o subst rato obt ido com o lodo de Franca. A emergência das plântulas de soja, nos três cultivos, foi inversamente proporcional à concent ração do lodo de Franca, sendo totalmente inibida na concent ração de 20%. Nos estudos com R. solani não foram observados efeitos da apl icação do lodo da ETE de Franca sobre o tombamento e a sever idade. No pr imei ro cul t ivo a resposta ao tombamento foi quadrática para o lodo Barueri , sendo que ocorreu aumento nas concentrações de 1N e 2N, e redução na concentração 4N. No segundo cultivo ocorreu aumento nos índices de tombamento de plantas em relação ao primeiro, com resposta quadrática para o lodo Barueri, mas com ponto de inflexão mínimo na concentração de 1N, sendo que para a concentração 8N o tombamento foi semelhante à testemunha. A severidade da doença no colo das plantas manteve a mesma resposta quadrática para o lodo de Barueri nos dois cultivos, com ponto de máximo na dose 4N. Para M. phaseolina a incidência da doença foi inversamente proporcional à concent ração do lodo de Franca. Dessa forma, os resultados não permitem conclusão sobre a indução de supressividade à R. solani e M. phaseolina.

Microwave-assisted solvent extraction and analysis of shikimic acid from plant tissues.

A better method for determination of shikimate in plant tissues is needed to monitor exposure of plants to the herbicide glyphosate [N-(phosphonomethyl)glycine] and to screen the plant kingdom for high levels of this valuable phytochemical precursor to the pharmaceutical oseltamivir. A simple, rapid, and efficient method using microwave-assisted extraction (MWAE) with water as the extraction solvent was developed for the determination of shikimic acid in plant tissues. High performance liquid chromatography was used for the separation of shikimic acid, and chromatographic data were acquired using photodiode array detection. This MWAE technique was successful in recovering shikimic acid from a series of fortified plant tissues at more than 90% efficiency with an interference-free chromatogram. This allowed the use of lower amounts of reagents and organic solvents, reducing the use of toxic and/or hazardous chemicals, as compared to currently used methodologies. The method was used to determine the level of endogenous shikimic acid in several species of Brachiaria and sugarcane (Saccharum officinarum) and on B. decumbens and soybean (Glycine max) after treatment with glyphosate. The method was sensitive, rapid and reliable in all cases.

Estimativa da pegada hídrica cinza de fertilizante nitrogenado no polo de produção de grãos, Paragominas - Pará, Amazônia.

Estimativas apontam que até o ano de 2050 o planeta irá presenciar uma crise em quantidade e qualidade hídrica, decorrente principalmente do crescimento populacional nos grandes centros urbanos e do incremento econômico. No Brasil segundo dados da Organização das Nações Unidas (ONU), em 2030 a população nacional chegará a 232 milhões de habitantes, indicando comprometimentos em qualidade e disponibilidade de água às populações. Na Amazônia, a partir de 2004 houve uma mudança no perfil agrícola com a expansão da fronteira, principalmente nos estados de Mato Grosso, Maranhão e Pará. Na microrregião nordeste paraense, onde está inserido o município de Paragominas, a agricultura é a atividade mais expressiva, onde a soja (Glycine max) e o milho (Zea may) são as principais culturas. No ano 2000 a área plantada era de 24.440 hectares, em 2012 passou para 104.924 hectares cultivados com soja e milho. Todavia, o desafio na Amazônia é produzir apontando indicadores de sustentabilidade (econômicos, sociais e ambientais). Assim, objetivou-se neste trabalho estimar a pegada hídrica cinza de composto nitrogenado utilizado na adubação de culturas, para subsidiar ações de planejamento agrícola. No cálculo foram consideradas dosagens recomendadas nas literaturas técnicas e os parâmetros da legislação nacional

Uso de espectrometria de massa por ionização e dessorção a laser assistida por matriz : tempo de voo (MALDI-TOF MS) para formação de bibliotecas e caracterização da ocupação nodular em soja por estirpes de Bradyrhizobium

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016.

A pigeonpea gene confers resistance to Asian soybean rust in soybean.

Asian soybean rust (ASR), caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi, is one of the most economically important crop diseases, but is only treatable with fungicides, which are becoming less effective owing to the emergence of fungicide resistance. There are no commercial soybean cultivars with durable resistance to P. pachyrhizi, and although soybean resistance loci have been mapped, no resistance genes have been cloned. We report the cloning of a P. pachyrhizi resistance gene CcRpp1 (Cajanus cajan Resistance against Phakopsora pachyrhizi 1) from pigeonpea (Cajanus cajan) and show that CcRpp1 confers full resistance to P. pachyrhizi in soybean. Our findings show that legume species related to soybean such as pigeonpea, cowpea, common bean and others could provide a valuable and diverse pool of resistance traits for crop improvement.

Nematóide (Heterodera glycines Ichinohe) formador de cisto em soja.

O nematóide Heterodera glycines Ichinohe é considerado o parasita mais destrutivo da soja (Glycine max (L.) Merrill). A doença causada pela infestação desse nematóide, primeiramente obserada no Japão, recebeu a denominção de "nanismo amarelo", devido aos sintomas por ela produzidos nas plantas de soja infecatadas.

Contents and bioconversion of B-glycoside isoflavones to aglycones in the processing conditions of soybean tempeh.

The objective of this work was to evaluate the effect of the processing conditions of soybean tempeh on the contents of ??glycoside isoflavones and on their bioconversion into aglycones. Different times of soaking (6, 12, and 18 hours), cooking (15, 30, and 45 minutes), and fermentation (18, 24, and 30 hours) with Rhizopus oligosporus at 37°C were evaluated for tempeh preparation. Grains from the cultivar 'BRS 267' were used, and the experiment was carried out according to a central composite design (23). The response functions comprised the contents of genistin, malonyldaidzin, malonylgenistin, daidzein, and genistein, quantified by ultraperformance liquid chromatography (UPLC). Soaking, cooking, and fermentation times change the content, profile, and distribution of the different forms of isoflavones in tempeh. The highest bioconversion of glycoside isoflavones into aglycones occurred in 6?hour soaked soybean grains, whose cotyledons were cooked for 15 minutes and subjected to 18?hour fermentation. RESUMO:O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito das condições de processamento do tempeh de soja sobre o conteúdo de isoflavonas ??glicosídeos e sobre sua bioconversão em agliconas. Diferentes tempos de maceração (6, 12 e 18 horas), cozimento (15, 30 e 45 minutos) e fermentação (18, 24 e 30 horas) com Rhizopus oligosporus a 37°C foram avaliados na preparação do tempeh. Foram utilizados grãos da cultivar 'BRS 267', e o experimento foi realizado de acordo com um delineamento composto central (23). As funções?respostas compreenderam o teor de genistina, malonildaidzina, malonilgenistina, daidzeína e genisteína, quantificadas por cromatografia líquida de ultraeficiência (CLUE). Os tempos de maceração, cozimento e fermentação alteraram o conteúdo, o perfil e a distribuição das diferentes formas de isoflavonas no tempeh. A maior bioconversão de ??glicosídeos em agliconas ocorreu em grãos de soja macerados por 6 horas, cujos cotilédones foram cozidos por 15 minutos e submetidos à fermentação por 18 horas.

Fator cobertura e manejo da equação universal de perda de solo para soja e trigo em um cambissolo húmico alumínico submetido a diferentes sistemas de manejo.

O fator cobertura e manejo do solo (fator C da Equação Universal de Perda de Solo- EUPS) é um dos mais importantes na redução das perdas de solo por erosão hídrica. Com objetivo de avaliar as razões de perda de solo (RPS) e o fator C, conduziu-se um experimento sob chuva natural em um Cambissolo Húmico alumínico léptico, com declividade média de 0,102 m m-1, em Lages, SC, no período de novembro de 2002 a outubro de 2005, compreendendo seis ciclos culturais. Os parâmetros foram avaliados em cinco estádios, com base na cobertura do solo pelo dossel das plantas. Foram estudados três sistemas de manejo do solo: aração + duas gradagens (PC), escarificação + uma gradagem (CM) e semeadura direta (SD), submetidos a sucessão soja (Glycine max) e trigo (Triticum aestivum L.), além de um tratamento adicional, com aração + duas gradagens sem culturas (SC). As RPS e os fatores C, variaram quanto aos ciclos, estádios das culturas e sistemas de manejo do solo. A SD reduziu as RPS, em 85% e 48% em relação ao PC e CM, respectivamente, durante os cultivos de soja e em 60% e 55% nos cultivos de trigo. Na média dos três anos de estudo, os valores do fator C, foram de 0,073 (PC), 0,016 (CM) e 0,007 (SD) Mg ha Mg-1 ha-1 durante os cultivos de soja e 0,126 (PC), 0,083 (CM) e 0,035 (SD) Mg ha Mg-1 ha-1 durante os cultivos de trigo. Para a sucessão de culturas soja-trigo, os valores do fator C foram de 0,198, 0,099 e 0,042 Mg ha Mg-1 ha-1, para PC, CM e SD, respectivamente.

Agriculture and forest: A sustainable strategy in the Brazilian Amazon.

Large-scale agriculture is increasing in anthropogenically modified areas in the Amazon Basin. Crops such as soybean, maize, oil palm, and others are being introduced to supply the world demand for food and energy. However, the current challenge is to enhance the sustainability of these areas by increasing efficiency of production chains and to improve environmental services. The Amazon Basin has experienced a paradigm shift away from the traditional slash-and-burn agricultural practices, which offers decision makers the opportunity to make innovative interventions to enhance the productivity in previously degraded areas by using trees to ecological advantage. This study describes a successful experiment integrating the production of soybean and paricá (Glycine max L. and Schizolobium amazonicum) based on previous research that indicated potential topoclimatic zones for planting paricá in the Brazilian state of Pará. This paper shows that a no-tillage system reduces the effects of drought compared to conventional tillage still used by many farmers in the region. The integrated system was implemented during the 2014/2015 season in 234.6 ha in the high-potential zone in the municipality of Ulianópolis, Pará. Both soybean and paricá were planted simultaneously. Paricá was planted in 5 m x 2 m inter-tree spacing totaling 228x103 trees per hectare and soybean, in 4 m x 100 m spacing, distributed in nine rows with a 0.45 m inter-row distance, occupying 80% of the area. The harvested soybean production was 3.4 t ha-1, higher than other soybean monocultures in eastern Pará. Paricá benefited from soybean fertilization in the first year: It exhibited rapid development in height (3.26 m) and average diameter (3.85 cm). Trees and crop rotation over the following years is six years for forest species and one year for each crop. Our results confirm there are alternatives to the current production systems able to diminish negative impacts resulting from monoculture. In addition, the system provided environmental services such as reduced soil erosion and increased carbon stock by soil cover with no-tillage soybean cultivation. The soybean cover contributes to increased paricá thermal regulation and lower forestry costs. We concluded that innovative interventions are important to show local farmers that it is possible to adapt an agroforest system to large-scale production, thus changing the Amazon.

Competição de cultivares de soja com milho voluntário.

2016

Características morfológicas da soja e espaçamento entre linhas na habilidade competitiva com capim-arroz em terras baixas.

Atualmente, com a expansão do cultivo de soja em terras baixas no Rio Grande do Sul, o capim-arroz (Echinochloa spp.) tem-se constituído como importante planta daninha, ocasionando perdas na produtividade de grãos da cultura.