Validação de modelos de calibração multivariada: uma aplicação na determinação de pureza polimórfica de carbamazepina por espectroscopia no infravermelho próximo

The application of analytical procedures based on multivariate calibration models has been limited in several areas due to requirements of validation and certification of the model. Procedures for validation are presented based on the determination of figures of merit, such as precision (mean, repeatability, intermediate), accuracy, sensitivity, analytical sensitivity, selectivity, signal-to-noise ratio and confidence intervals for PLS models. An example is discussed of a model for polymorphic purity control of carbamazepine by NIR diffuse reflectance spectroscopy. The results show that multivariate calibration models can be validated to fulfill the requirements imposed by industry and standardization agencies.

Herança da resistência à mancha-angular do feijoeiro e identificação de marcadores moleculares flanqueando o loco de resistência

A mancha-angular, cujo agente causal é o fungo Phaeoisariopsis griseola, é uma das principais doenças do feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris). Os marcadores moleculares disponíveis ainda não são suficientes para monitorar todos os genes de resistência a essa doença. Por isso, objetivou-se neste trabalho estudar a herança da resistência aos patótipos 63.39 e 31.23 de P. griseola, em populações derivadas de 'Ouro Negro' (ON) e 'US Pinto 111' (PT), e identificar marcadores moleculares ligados a genes de resistência presentes nessas cultivares. Quando inoculadas com o patótipo 63.39, as plantas ON, F1 (ON x PT) e 3/4 da população F2 mostraram-se resistentes enquanto que PT e 1/4 da população F2 foram suscetíveis. Quando inoculadas com o patótipo 31.23, as plantas PT e 1/4 das famílias F2:3 foram resistentes e todas as demais, suscetíveis. Esses dados indicam que a resistência proveniente de ON é conferida por um gene dominante enquanto que a de PT, por um recessivo. Esses dois genes segregaram independentemente. Amostras de DNA das plantas F2 foram amplificadas pela técnica de RAPD (random amplified polymorphic DNA) de acordo com a estratégia de análise de bulks segregantes. Foram identificados os marcadores OPM02(460C) e OPAA19(600C,) respectivamente a 5,3 e 10 centimorgans (cM) do loco de resistência proveniente de ON. Eles flanqueiam este loco e, quando empregados simultaneamente, proporcionam uma eficiência de seleção de 97,4%. Não foram identificados marcadores para o loco de resistência proveniente de PT.

Genetic diversity among isolates of stemphylium solani from cotton

The fungus Stemphylium solani causes leaf blight of tomato (Lycopersicon esculentum) in Brazil. In recent years, severe epidemics of a new leaf blight of cotton (Gossipium hyrsutum) caused by S. solani occurred in three major cotton-growing Brazilian states (PR, MT and GO). Molecular analysis was performed to assess the genetic diversity among the S. solani isolates from cotton, and to verify their relationship with representative S. solani isolates from tomato. Random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers and internal transcribed spacers of ribosomal DNA (rDNA) were used to compare 33 monosporic isolates of S. solani (28 from cotton and five from tomato). An isolate of Alternaria macrospora from cotton was also used for comparison. RAPD analysis showed the presence of polymorphism between the genera and the species. The A. macrospora and the S. solani isolates from cotton and tomato were distinct from each other, and fell into separate groups. Variation by geographic region was observed for the tomato isolates but not for the cotton isolates. Amplifications of the ITS region using the primer pair ITS4/ITS5 resulted in a single PCR product of approximately 600 bp for all the isolates. Similarly, when amplified fragments were digested with eight restriction enzymes, identical banding patterns were observed for all the isolates. Hence, rDNA analysis revealed no inter-generic or intra-specific variation. The genetic difference observed between the cotton and the tomato isolates provides evidence that S. solani attacking cotton in Brazil belongs to a distinct genotype.

AFLP markers differentiate isolates of Colletotrichum gossypii from C. gossypii var. cephalosporioides

Fungal diseases in cotton (Gossypium hirsutum), such as anthracnose caused by Colletotrichum gossypii and ramulose caused by C. gossypii var. cephalosporioides, are responsible for large yield losses. These pathogens are seed borne and morphologically similar although they induce different symptoms, which can lead to misdiagnosis using the blotter testing method. The present study was carried out to assess the viability of using Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) markers to differentiate these pathogens. Five isolates, for each pathogen, were classified according to pathogenicity on cotton plants, and mycelial growth morphology. Conidial suspensions were sprayed on 30-day-old cotton plants and the symptoms assessed ten and 40 days after inoculation. For growth morphology 200 cottonseeds were inoculated with seven-day-old pure cultures, and the mycelial traits observed under a stereoscopic microscope seven days after inoculation. The DNA for AFLP analysis was obtained from seven-day-old fungal mycelia grown in liquid medium, using the Dneasy Qiagen protocol. Using the AFLP technique 318 polymorphic bands were selected to estimate similarities using Dice's Coefficient. The results clearly distinguished between ramulose and anthracnose isolates, which agreed with morphological and pathogenicity testing.

Diversidade genética de isolados de Rhizoctonia solani coletados em feijão-caupi no Estado de Roraima

O feijão-caupi (Vigna unguiculata) é uma das principais fontes de proteína para a população de baixa renda, principalmente nas Regiões Norte e Nordeste do Brasil. Esta leguminosa é suscetível a várias doenças incluindo a mela ou murcha-da-teia-micélica, cujo agente causal é o fungo Rhizoctonia solani (teleomorfo: Thanatephorus cucumeris). Embora Rhizoctonia solani seja um agente causal de doença muito importante, no Brasil inexiste qualquer informação sobre as características de seus isolados associados ao feijão-caupi. O objetivo do presente estudo foi avaliar, utilizando-se das técnicas Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) e RFLP-ITS (Internal Transcribed Spacer), a diversidade genética de isolados de R. solani coletados de plantas de feijão-caupi oriundas da região de cerrado e de mata do Estado de Roraima. Pelos resultados obtidos pode-se concluir que existe diversidade genética em R.. solani coletada de feijão-caupi e que os dois métodos moleculares utilizados foram eficientes em avaliar a divergência genética deste patógeno.

Genetic divergence among and within Colletotrichum lindemuthianum races assessed by RAPD

Genetic divergence within and among races of Colletotrichum lindemuthianum was determined using RAPD markers. In addition to the different races of the fungus three isolates of the sexual stage of Colletotrichum lindemuthianum (Glomerella cingulata f.sp. phaseoli) were included in this study. The band patterns generated using 11 primers produced 133 polymorphic bands. The polymorphic bands were used to determine genetic divergence among and within the pathogen races. The isolates analyzed were divided into six groups with 0.75 relative similarity. Group VI, formed by three isolates of the sexual phase of Colletotrichum lindemuthianum, was the most divergent. Races previously determined using differential cultivars did not correlate with the results obtained using RAPD markers.

Synthesis, characterization and thermal behaviour of solid-state compounds of 4-methoxybenzoate with lanthanum (III) and trivalent lighter lanthanides

Solid-state M-4-MeO-Bz compounds, where M stands for trivalent La, Ce, Pr, Nd and Sm and 4-MeO-Bz is 4-methoxybenzoate, have been synthesized. Simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray powder diffractometry, infrared spectroscopy and complexometry were used to characterize and to study the thermal behaviour of these compounds. The results led to information about the composition, dehydration, polymorphic transformation, ligand's denticity, thermal behaviour and thermal decomposition of the isolated compounds.

Synthesis, characterization and thermal studies on solid state 3-methoxybenzoate of lighter trivalent lanthanides

Solid-state Ln -3-MeO-Bz compounds, where Ln stands for lighter trivalent lanthanides (La Sm) and 3-methoxybenzoate, have been synthesized. Thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray powder diffractometry, infrared spectroscopy, and complexometry were used to characterize and to study the thermal behaviour of these compounds. The results led to information concerning the composition, dehydration, polymorphic transformation, thermal behaviour and thermal decomposition of the synthesized compounds.

Incompatibilidade somática em Rhizoctonia solani AG-1 IA da soja

O fungo Rhizoctonia solani AG-1 IA é um dos patógenos mais importantes que afeta a cultura da soja no Brasil, causando a mela ou queima foliar. A doença está associada com a fase teleomórfica de R. solani, o basidiomiceto Thanatephorus cucumeris. Neste estudo, baseando em conhecimento prévio sobre a biologia de R. solani AG-1 IA, duas hipóteses foram testadas. Na primeira hipótese postulou-se a ocorrência de incompatibilidade somática em populações de R. solani AG-1 IA. A segunda hipótese testada foi de que esta população de R. solani AG-1 IA da soja apresenta indicações de estrutura sexual clonal. Duas amostras de isolados de R. solani AG-1 IA da soja obtidas no Maranhão e no Mato Grosso foram utilizadas. Na primeira amostra, foram selecionados isolados apresentando diferentes perfis de RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), procurando maximizar a diversidade dos isolados, e evitando a introdução de possíveis clones no teste. Os isolados foram pareados em todas as combinações possíveis em meio de BDA mais carvão ativado e examinados quanto às interações somáticas resultantes. Seis grupos de incompatibilidade somática (GCS) foram detectados entre 24 isolados do AG-1 IA. Entretanto, análises microscópicas dos pareamentos entre isolados indicaram maior freqüência de incompatibilidade somática, impossibilitando o grupamento em GCS. No geral, a metodologia de avaliação das interações somáticas macroscópicas em meio BDA + carvão ativado, não se mostrou totalmente apropriada para discriminação das categorias de reações de compatibilidade entre isolados de R. solani AG-1 IA. Com a segunda amostra procurou-se determinar a ocorrência de clones na população do patógeno, ou seja, isolados que compartilham o mesmo padrão fenotípico de RAPD e somaticamente compatíveis. No caso de R. solani AG 1 IA da soja, a gama de interações somáticas entre pareamentos de isolados e, principalmente, os desvios na associação estrita entre os GCS detectados neste trabalho, conjuntamente com os perfis de RAPD observados anteriormente por Fenille (11) e Meyer (20), são consistentes com recombinação. Entretanto, o patógeno ainda apresenta um componente clonal expressivo na população. De um total de 43 isolados, os exemplos de prováveis clones na população do patógeno totalizaram 16 isolados.

Development and characterisation of microsatellite markers for the fungus Lasiodiplodia theobromae

Lasiodiplodia theobromae is an important fungal pathogen of higher plants from tropical and sub-tropical regions. The fungus infects divergent hosts in a wide range of environmental conditions, suggesting that it is highly variable. The aim of this study was to develop new polymorphic microsatellite markers from a Brazilian isolate of L. theobromae that can be used in population studies of this and related fungi. The nine microsatellite markers developed included six that revealed allelic polymorphisms among nine isolates of the disease collected from infected plants in Brazil. Preliminary evaluation of the markers suggested substantial genetic variability among Brazilian L. theobromae populations. These markers have potential utility for evolutionary and epidemiologic studies of this fungus.

Characterization of Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli isolates

A simple, quick and easy protocol was standardized for extraction of total DNA of the bacteria Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli. The DNA obtained by this method had high quality and the quantity was enough for the Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD) reactions with random primers, and Polymerase Chain Reaction (PCR) with primers of the hypersensitivity and pathogenicity gene (hrp). The DNA obtained was free of contamination by proteins or carbohydrates. The ratio 260nm/380nm of the DNA extracted ranged from 1.7 to 1.8. The hrp gene cluster is required by bacterial plant pathogen to produce symptoms on susceptible hosts and hypersensitive reaction on resistant hosts. This gene has been found in different bacteria as well as in Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (9). The primers RST21 and RST22 (9) were used to amplify the hrp gene of nine different isolates of Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli from Botucatu, São Paulo State, Brazil, and one isolate, "Davis". PCR amplified products were obtained in all isolates pathogenic to beans.

Variabilidade genética de Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae

A mancha bacteriana, causada por Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae, é uma das mais importantes doenças do maracujazeiro, podendo limitar a produção dessa frutífera em algumas regiões do País. O uso de resistência genética e controle químico, juntamente com o emprego de medidas de exclusão, são as práticas de controle da doença mais recomendadas. Para o desenvolvimento de variedades resistentes é necessário conhecer tanto a variabilidade genética do hospedeiro quanto do patógeno. Nesse trabalho foi estudada a variabilidade de cinqüenta isolados patogênicos de Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae, coletados em quatro diferentes locais no estado de São Paulo. No estudo da variabilidade genética foram usados dados de marcadores moleculares RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), os quais foram usados para o cálculo do coeficiente de similaridade de Dice entre os isolados, análise de variância molecular (AMOVA) entre e dentro das populações e agrupamento dos isolados pelo método UPGMA. Para análise da agressividade foram usados cinco isolados, mais divergentes, baseado no dendrograma. O coeficiente de similaridade variou entre 0,6887 e 0,9688. Na análise de agrupamento, os isolados foram separados em sete grupos e não houve relação evidente entre local de coleta com a composição dos grupos. Na análise da variância molecular (AMOVA) verificou-se que a maior parte da variabilidade genética está dentro das populações (89,4%) e apenas 10,6%, entre populações. Os resultados da análise de agrupamento e da AMOVA indicam que existe grande fluxo gênico entre isolados bacterianos nas regiões analisadas. No teste de patogenicidade verificou-se diferença significativa de agressividade entre os isolados. Os resultados demonstram a importância do conhecimento da variabilidade genética e da agressividade na seleção dos isolados para serem utilizados em testes de resistência genética no desenvolvimento de variedades resistentes.

Esterase polymorphism in remanant populations of Aspidosperma polyneuron Müll.Arg. (Apocynaceae)

The population genetic structure of the endangered tree species Aspidosperma polyneuron Mull.Arg. (Apocynaceae) was reported based on analysis of esterase polymorphism in two remanant populations. Allelic variation was detected at three isoesterase loci (Est-3, Est-9, and Est-10). The proportion of polymorphic loci for both populations was 30% and deviation from Hardy-Weinberg equilibrium was observed for the Est-3 locus observed in the northern population. Segregation distortion and the lower level of observed and expected heterozygosity in this population were attributed to founder genotype. The high genetic identity values for northern and northwestern populations are in accordance with the low levels of interpopulation genetic divergence demonstrated by the F(ST) (0.03) value. The F(IS) value (0.23) indicated moderate levels of inbreeding. A. polyneuron can be indicated as an example of endangered species suggesting high genetic variation in contrast to the low genetic variation reported for endangered species. The esterase isozymes may be a good genetic marker for studies of natural A. polyneuron populations.

Variabilidade genética em populações naturais de Ziziphus joazeiro Mart., por meio de marcadores moleculares RAPD

Os estudos de diversidade genética em populações naturais são imprescindíveis para a elaboração de estratégias de conservação. Assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de caracterizar geneticamente, por meio de marcadores Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD), populações naturais de Ziziphus joazeiro Mart., localizadas na região do Baixo São Francisco sergipano. Foram empregados 20 oligonucleotídeos e, a partir do polimorfismo observado, foram estimadas a porcentagem de polimorfismo, a variabilidade genética e a similaridade genética (Sgij), por meio do coeficiente de Jaccard. O teste de Mantel foi realizado para avaliar a correlação entre a similaridade genética e a distância geográfica; sendo o fluxo gênico também estimado. O polimorfismo observado nas populações de Z. joazeiro variou de 58,1 a 66,5% e a similaridade genética, de 44 a 54%. A similaridade genética não está correlacionada com a distância geográfica, e os valores observados para o índice de diversidade genética de Nei, para o índice de Shannon e para os parâmetros HS, HT e GST foram considerados altos e semelhantes aos encontrados em outras espécies arbóreas. A porcentagem de locos polimórficos foi considerada baixa. Maior identidade genética foi encontrada entre as populações de Canindé do São Francisco e Santana do São Francisco; e a maior distância genética entre as populações de Canhoba e Canindé do São Francisco. O fluxo gênico foi maior que 1. Com base nos resultados, pode-se afirmar que há alta variabilidade genética entre as populações e que estas podem estar geneticamente estruturadas.

Genetic structure and diversity of Copaifera langsdorffii Desf. in Cerrado fragments of the São Paulo State, Brazil

The loss of large areas of Cerrado (Brazilian savanna) in Brazil can lead to reduced biodiversity and to the extinction of species. Therefore, the present study aimed to investigate the genetic fragility of populations of Copaifera langsdorffii Desf exposed to different anthropic conditions in fragments of Cerrado in the state of São Paulo. The study was carried out in two Experimental Stations operated by the Forest Institute (Assis and Itirapina), in one fully protected conservation unit (Pedregulho) and in one private property (Brotas). Analyses were conducted using leaf samples from 353 adult specimens and eight pairs of microsatellite loci. The number of alleles per locus ranged from 13 to 15 in all populations, but the mean number of effective alleles was approximately half this value (7.2 to 9-1). Observed heterozygosity was significant and lower than the expected in all populations. Consequently, all populations deviated from Hardy-Weinberg expected frequencies. Fixation indexes were significant for all populations, with the Pedregulho population having the lowest value (0.189) and Itirapina having the highest (0.283). The analysis of spatial genetic structure detected family structures at distance classes of 20 to 65 m in the populations studied. No clones were detected in the populations. Estimates of effective population size were low, but the area occupied by each population studied was large enough for conservation, medium and long term. Recent reductions or bottlenecks were detected in all four populations. Mean Gst’ (genetic divergence) indicated that most of the variation was within populations. Cluster structure analysis based on the genotypes detected K= 4 clusters with distinct allele frequencies patterns. The genetic differentiation observed among populations is consistent with the hypothesis of genetic and geographic isolation. Therefore, it is essential to adopt conservation strategies that raise the gene flow between fragments.