Regeneração de plantas de laranja 'Pêra' via organogênese in vitro

O objetivo deste trabalho foi estabelecer um protocolo eficiente de regeneração de plantas in vitro, via organogênese em explante juvenil de laranja 'Pêra' (Citrus sinensis L. Osbeck), para atender futuros trabalhos de transformação genética. Segmentos de epicótilo utilizados como explantes foram introduzidos em meio de cultura MT. A fim de maximizar a regeneração de plantas in vitro, foram realizados experimentos para avaliar as concentrações de BAP no meio de cultivo (0, 1, 2, 3 ou 4 mg L-1), tamanho (0,25, 0,5 ou 1 cm), polaridade (basal, medial e apical), posição (horizontal ou vertical), condições de luminosidade (fotoperíodo de 16 horas e escuro por 30 dias) e seccionamento nas extremidades dos explantes, bem como melhores condições para garantir plantas enraizadas (meio MT, MT/2, com ou sem auxina e microenxertia). A combinação de 3 mg L-1 de BAP com segmentos de 0,25 cm de comprimento foi eficiente na resposta organogenética. Segmentos apicais e mediais apresentaram melhores resultados do que os basais. O cultivo dos segmentos na posição horizontal, em fotoperíodo de 16 horas, foi mais eficiente do que na posição vertical. Não houve melhora na indução da organogênese in vitro, quando foram seccionadas as extremidades dos explantes. A microenxertia assegurou 100% de brotos enraizados.

Anatomia foliar de plantas micropropagadas de abacaxi

O objetivo deste trabalho foi indicar caracteres anatômicos em folhas de plantas micropropagadas de abacaxizeiro, visando ao aperfeiçoamento do protocolo de aclimatação. Utilizaram-se plântulas micropropagadas in vitro e aclimatadas por seis e dez meses, apresentando, em média, 3,1, 50,2 e 65 g, respectivamente. A densidade estomática foi determinada na face abaxial da epiderme, nas regiões basal, mediana e apical da folha, usando o delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial de 2x3 (dois ambientes de cultivo e três regiões da folha), em seis repetições. A espessura da hipoderme, parênquimas aqüífero e clorofilado foi determinada na região mediana da folha, usando-se o delineamento inteiramente casualizado com três tratamentos em quatro repetições. A estrutura básica da folha do abacaxizeiro não se modificou, entretanto, ocorreram diferenças na freqüência estomática, no espessamento da cutícula e paredes da epiderme, formato e sinuosidade das paredes das células do tecido aqüífero e presença de células papilosas nos diferentes ambientes de cultivo, indicando plasticidade fenotípica.

Erosão hídrica pós-plantio em florestas de eucalipto na região centro-leste de Minas Gerais

O objetivo deste trabalho foi avaliar as perdas de solo e água por erosão hídrica, em parcelas-padrão sob chuva natural, no período pós-plantio, em diferentes sistemas de manejo de florestas de eucalipto. O experimento foi instalado em Latossolo Vermelho-Amarelo, muito argiloso, relevo ondulado. As coletas de dados foram realizadas no período de outubro de 2002 a fevereiro de 2004, em eventos de chuva considerada erosiva. Os sistemas estudados foram: mata nativa; pastagem plantada; eucalipto plantado em nível; eucalipto plantado na direção do declive; eucalipto plantado na direção do declive com queima de restos culturais; e solo descoberto. Entre os sistemas florestais, o eucalipto em nível é o que mais se aproxima da mata nativa, em perdas de solo, indicando assim maior sustentabilidade desse sistema. Os maiores valores de perda de água são encontrados no sistema eucalipto plantado na direção do declive com queima de restos culturais, sugerindo que o fogo aumenta a repelência à água e diminui a taxa de infiltração de água no solo. Todos os sistemas de manejo do eucalipto estudados apresentaram perdas de solo inferiores ao limite de tolerância.

Evaluation of peanut genotypes for resistance to Tomato spotted wilt virus by mechanical and thrips inoculation

The objective of this work was to evaluate the reactions of three peanut breeding lines (IC-10, IC-34, and ICGV 86388) to Tomato spotted wilt virus (TSWV) by mechanical and thrips inoculation, under greenhouse conditions, and compare them to the reactions of cultivars SunOleic, Georgia Green, and the breeding line C11-2-39. TSWV infection by mechanical inoculation was visually assessed using an index ranging from 0 (no symptoms) to 4 (apical death). Enzyme-linked immunosorbent assay was used to confirm TSWV infection from both mechanical and thrips inoculations. IC-10, IC-34, ICGV 86388, and C11-2-39 were more resistant than the cultivars SunOleic and Georgia Green based on mechanical inoculation. Upon thrips inoculation only IC-34 and ICGV-86388 were infected by TSWV, as demonstrated by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), although no symptoms of infection were observed. The peanut breeding lines IC-10, IC-34, and ICGV 86388 show higher level of resistance to TSWV than cultivar Georgia Green considered a standard for TSWV resistance.

Factors affecting the attack rate of Bemisia tabaci on cucumber

The objective of this work was to determine the effects of rainfall, temperature, predators, parasitoids, plant age, leaf chemical composition, levels of leaf nitrogen and potassium, besides density of leaf trichomes, on attack intensity of Bemisia tabaci biotype B on the Cucumis sativus. An increase in the number of whitefly adults and nymphs per leaf was observed with plant aging. A higher number of whitefly adults per leaf and eggs cm-2 was verified in the apical part than in the middle and bottom part of the plants canopy. However, the higher number of whitefly nymphs was observed in the mid-part than in the apical and bottom part of the plant canopy. The incidence of whitefly nymphs was negatively affected with foliar nitrogen. Pentacosane and octacosane positively affected whitefly adults and the first compound also affected the nymphs of this pest species.

A developmental framework for endodermal differentiation and polarity.

The endodermis is a root cell layer common to higher plants and of fundamental importance for root function and nutrient uptake. The endodermis separates outer (peripheral) from inner (central) cell layers by virtue of its Casparian strips, precisely aligned bands of specialized wall material. Here we reveal that the membrane at the Casparian strip is a diffusional barrier between the central and peripheral regions of the plasma membrane and that it mediates attachment to the extracellular matrix. This membrane region thus functions like a tight junction in animal epithelia, although plants lack the molecular modules that establish tight junction in animals. We have also identified a pair of influx and efflux transporters that mark both central and peripheral domains of the plasma membrane. These transporters show opposite polar distributions already in meristems, but their localization becomes refined and restricted upon differentiation. This "central-peripheral" polarity coexists with the apical-basal polarity defined by PIN proteins within the same cells, but utilizes different polarity determinants. Central-peripheral polarity can be already observed in early embryogenesis, where it reveals a cellular polarity within the quiescent center precursor cell. A strict diffusion block between polar domains is common in animals, but had never been described in plants. Yet, its relevance to endodermal function is evident, as central and peripheral membranes of the endodermis face fundamentally different root compartments. Further analysis of endodermal transporter polarity and manipulation of its barrier function will greatly promote our understanding of plant nutrition and stress tolerance in roots.

Estrutura foliar de curauá em diferentes intensidades de radiação fotossinteticamente ativa

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a anatomia foliar de Ananas comosus var. erectifolius e comparar as características anatômicas de suas fibras foliares, quando submetidas a dois índices de radiação fotossinteticamente ativa (54 e 100%). Para a análise das estruturas anatômicas, especialmente as fibras, foram utilizadas técnicas de dissociação da epiderme foliar, contagem do número de estômatos por milímetro quadrado, cortes histológicos e microscopia eletrônica de varredura no material botânico fixado. A epiderme estava revestida por cutícula espessa e bem desenvolvida nas folhas nos dois índices de radiação. Nas folhas a 100% de radiação fotossinteticamente ativa, foi observado aumento de espessura nas regiões apical e basal. Foram observadas diferenças no número de camadas e altura do parênquima paliçádico e na quantidade de feixes fibrosos relativas aos índices de radiação. A quantidade de feixes fibrosos foi maior na condição de 54% do que em 100% de radiação fotossinteticamente ativa.

ERK1/2 controls Na,K-ATPase activity and transepithelial sodium transport in the principal cell of the cortical collecting duct of the mouse kidney.

The collecting duct of normal kidney exhibits significant activity of the MEK1/2-ERK1/2 pathway as shown in vivo by immunostaining of phosphorylated active ERK1/2 (pERK1/2). The MEK1/2-ERK1/2 pathway controls many different ion transports both in proximal and distal nephron, raising the question of whether this pathway is involved in the basal and/or hormone-dependent transepithelial sodium reabsorption in the principal cell of the cortical collecting duct (CCD), a process mediated by the apical epithelial sodium channel and the basolateral sodium pump (Na,K-ATPase). To answer this question we used ex vivo microdissected CCDs from normal mouse kidney or in vitro cultured mpkCCDcl4 principal cells. Significant basal levels of pERK1/2 were observed ex vivo and in vitro. Aldosterone and vasopressin, known to up-regulate sodium reabsorption in CCDs, did not change ERK1/2 activity either ex vivo or in vitro. Basal and aldosterone- or vasopressin-stimulated sodium transport was down-regulated by the MEK1/2 inhibitor PD98059, in parallel with a decrease in pERK1/2 in vitro. The activity of Na,K-ATPase but not that of epithelial sodium channel was inhibited by MEK1/2 inhibitors in both unstimulated and aldosterone- or vasopressin-stimulated CCDs in vitro. Cell surface biotinylation showed that intrinsic activity rather than cell surface expression of Na,K-ATPase was controlled by pERK1/2. PD98059 also significantly inhibited the activity of Na,K-ATPase ex vivo. Our data demonstrate that the ERK1/2 pathway controls Na,K-ATPase activity and transepithelial sodium transport in the principal cell and indicate that basal constitutive activity of the ERK1/2 pathway is a critical component of this control.

Produção da toxina Cry1Ac e preferência para alimentação e oviposição de Alabama argillacea em algodão Bt sob estresse hídrico

O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção da toxina Cry1Ac de Bacillus thuringiensis (Bt) em plantas de algodão geneticamente modificado (algodão Bt), e a preferência para alimentação e oviposição de Alabama argillacea confinada em algodão Bt e não Bt sob estresse hídrico. As variedades de algodão Bt - Acala 90B e NuOpal - e não Bt - Acala 90 e DeltaOpal - foram cultivadas em microparcelas, com e sem estresse hídrico. A produção de toxina foi avaliada em folhas e partes reprodutivas das variedades de algodão Bt. Para o teste de escolha para oviposição, mariposas de A. argillacea foram liberadas em telado que continha as quatro variedades do algodão. Após 72 horas, o número de ovos foi quantificado. Para a preferência de alimentação, foram avaliadas lagartas com três e 10 dias de idade. A produção da toxina Cry1Ac foi superior nas folhas da parte apical das plantas, das duas variedades sob estresse hídrico, e similar nas brácteas e cascas de maçãs. Lagartas e mariposas de A. argillacea não diferenciam algodão Bt e não Bt na escolha quanto à alimentação e à oviposição, respectivamente. Entretanto, as mariposas preferem ovipositar em plantas sem estresse hídrico.

Revisiting sodium and water reabsorption with functional genomics tools.

PURPOSE OF REVIEW: The kidney plays an essential role in maintaining sodium and water balance, thereby controlling the volume and osmolarity of the extracellular body fluids, the blood volume and the blood pressure. The final adjustment of sodium and water reabsorption in the kidney takes place in cells of the distal part of the nephron in which a set of apical and basolateral transporters participate in vectorial sodium and water transport from the tubular lumen to the interstitium and, finally, to the general circulation. According to a current model, the activity and/or cell-surface expression of these transporters is/are under the control of a gene network composed of the hormonally regulated, as well as constitutively expressed, genes. It is proposed that this gene network may include new candidate genes for salt- and water-losing syndromes and for salt-sensitive hypertension. A new generation of functional genomics techniques have recently been applied to the characterization of this gene network. The purpose of this review is to summarize these studies and to discuss the potential of the different techniques for characterization of the renal transcriptome. RECENT FINDINGS: Recently, DNA microarrays and serial analysis of gene expression have been applied to characterize the kidney transcriptome in different in-vivo and in-vitro models. In these studies, a set of new interesting genes potentially involved in the regulation of sodium and water reabsorption by the kidney have been identified and are currently under detailed investigation. SUMMARY: Characterization of the kidney transcriptome is greatly expanding our knowledge of the gene networks involved in multiple kidney functions, including the maintenance of sodium and water homeostasis.

Leaf-cutting ant attack in initial pine plantations and growth of defoliated plants

The objective of this work was to evaluate the natural attack by Acromyrmex crassispinus in initial Pinus taeda plantations without control measures against ants, as well as the effect of defoliation in seedlings of P. taeda. Evaluations of the attack of leaf-cutting ants on P. taeda plantations were done monthly in the first six months, then 9 and 12 months after planting. The percentages of plants that were naturally attacked by ants were registered. The effect of defoliation was evaluated by artificial defoliation, simulating the natural patterns of attack by A. crassispinus on P. taeda seedlings. The natural attack of A. crassispinus was greater during the first months after planting, being more intense in the first 30 days. Artificial defoliation indicated that there were no significant losses in diameter and height in plants with less than 75% defoliation. However, there were significant losses in diameter and height in plants with 100% defoliation, independently of the cut of the apical meristem, and also plant death. The control of leaf-cutting ants in P. taeda plantings, in which A. crassispinus is the most frequent leaf-cutting ant, should be intense only at the beginning of planting, since the most severe attacks occur during this time.

Análise de componentes principais de atributos químicos e físicos do solo limitantes à produtividade de grãos

O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da análise dos componentes principais, a redução na dimensionalidade de atributos químicos e físicos do solo para a compreensão da variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas de grãos. A área experimental, de 54 ha, é manejada em agricultura de precisão há oito anos. Com base em seis mapas de colheita (soja - safra 2000/2001; milho - 2001/2002; soja - 2002/2003; trigo - 2003; soja - 2003/2004; e milho - 2004/2005), a área foi dividida em três zonas de produtividade de grãos (alta, média e baixa). Foram definidos 15 pontos georreferenciados representativos, para determinação de atributos químicos e físicos do solo, o que totalizou 63 variáveis analisadas. Entre os atributos químicos, o elevado teor de K no solo é o que melhor explica a variabilidade espacial da produtividade das culturas de grãos, provavelmente em razão do desbalanço das relações Ca:K e Mg:K. A zona de baixa produtividade apresentou baixa qualidade física do solo. Neste caso, a infiltração de água no solo, isoladamente, é a variável que melhor explica o desempenho das culturas de grãos. A análise dos componentes principais dos atributos químicos e físicos do solo é estratégia eficiente para explicar a variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas de grãos.

Variabilidade espacial do solo e da biomassa epígea de pastagem, identificada por meio de geostatística

O objetivo deste trabalho foi identificar a estrutura de dependência espacial de atributos do solo e sua interferência na produção de biomassa epígea de pastagem de capim‑marandu (Urochloa brizantha). Amostras de Latossolo Vermelho‑Amarelo foram coletadas em rede de pontos georreferenciados, para a determinação de atributos físicos e químicos do solo e da produção de biomassa epígea da pastagem, no verão e outono de 2010/2011. Verificou-se dependência espacial das variáveis, por meio de análise geoestatística com construção e ajuste de semivariogramas, interpolação por krigagem ordinária e espacialização em mapas de isolinhas. A dependência espacial ocorreu para alguns atributos físicos e químicos do solo (areia, densidade, resistência à penetração, infiltração, pH, MO, P, K, Ca, Mg, H+Al, Al, CTC e V), e para a biomassa da pastagem medida nas estações verão e outono. A análise espacial de atributos físicos do solo permite identificar áreas degradadas da pastagem. A biomassa da pastagem é mais influenciada pelos atributos físicos do solo do que pelos químicos.

Structure function relationships of ENaC and its role in sodium handling.

The epithelial sodium channel (ENaC) in the apical membrane of polarized epithelial cells is the rate-limiting step for Na entry into the cell; in series with the basolateral Na pump, it allows the vectorial transepithelial transport of Na ions. ENaC is expressed in different epithelia like the distal nephron or colon, and the airways epithelium. In the lung ENaC controls the composition and the amount of pulmonary fluid, whereas in the distal nephron ENaC under the control of aldosterone and vasopressin, is essential to adapt the amount of Na+ reabsorbed with the daily sodium intake. Activating mutations of ENaC cause severe disturbances of Na+ homeostasis leading to hypertension in human and in mouse models. Functional expression of ENaC in different cell systems allowed the identification of structural domains of the protein that are essential for channel function and/or modulation of channel activity. Site-directed mutations in specific domains of the channel protein lead to channel hyperactivity or channel loss of function. Knowledge about ENaC structure-function relationships opens new opportunities for development of pharmacological tools for controlling ENaC activity, such as channel activators of potential benefit in the treatment of pulmonary edema, or highly potent ENaC blockers with natriuretic effects.

Functional and morphological evidence for a ventricular conduction system in zebrafish and Xenopus hearts.

Zebrafish and Xenopus have become popular model organisms for studying vertebrate development of many organ systems, including the heart. However, it is not clear whether the single ventricular hearts of these species possess any equivalent of the specialized ventricular conduction system found in higher vertebrates. Isolated hearts of adult zebrafish (Danio rerio) and African toads (Xenopus laevis) were stained with voltage-sensitive dye and optically mapped in spontaneous and paced rhythms followed by histological examination focusing on myocardial continuity between the atrium and the ventricle. Spread of the excitation wave through the atria was uniform with average activation times of 20 +/- 2 and 50 +/- 2 ms for zebrafish and Xenopus toads, respectively. After a delay of 47 +/- 8 and 414 +/- 16 ms, the ventricle became activated first in the apical region. Ectopic ventricular activation was propagated significantly more slowly (total ventricular activation times: 24 +/- 3 vs. 14 +/- 2 ms in zebrafish and 74 +/- 14 vs. 35 +/- 9 ms in Xenopus). Although we did not observe any histologically defined tracts of specialized conduction cells within the ventricle, there were trabecular bands with prominent polysialic acid-neural cell adhesion molecule staining forming direct myocardial continuity between the atrioventricular canal and the apex of the ventricle; i.e., the site of the epicardial breakthrough. We thus conclude that these hearts are able to achieve the apex-to-base ventricular activation pattern observed in higher vertebrates in the apparent absence of differentiated conduction fascicles, suggesting that the ventricular trabeculae serve as a functional equivalent of the His-Purkinje system.