GRASSIUS: A Platform for Comparative Regulatory Genomics across the Grasses

Transcription factors (TFs) are major players in gene regulatory networks and interactions between TFs and their target genes furnish spatiotemporal patterns of gene expression. Establishing the architecture of regulatory networks requires gathering information on TFs, their targets in the genome, and the corresponding binding sites. We have developed GRASSIUS (Grass Regulatory Information Services) as a knowledge-based Web resource that integrates information on TFs and gene promoters across the grasses. In its initial implementation, GRASSIUS consists of two separate, yet linked, databases. GrassTFDB holds information on TFs from maize (Zea mays), sorghum (Sorghum bicolor), sugarcane (Saccharum spp.), and rice (Oryza sativa). TFs are classified into families and phylogenetic relationships begin to uncover orthologous relationships among the participating species. This database also provides a centralized clearinghouse for TF synonyms in the grasses. GrassTFDB is linked to the grass TFome collection, which provides clones in recombination-based vectors corresponding to full-length open reading frames for a growing number of grass TFs. GrassPROMDB contains promoter and cis-regulatory element information for those grass species and genes for which enough data are available. The integration of GrassTFDB and GrassPROMDB will be accomplished through GrassRegNet as a first step in representing the architecture of grass regulatory networks. GRASSIUS can be accessed from www.grassius.org.

The role in the substrate specificity and catalysis of residues forming the substrate aglycone-binding site of a beta-glycosidase

The relative contributions to the specificity and catalysis of aglycone, of residues E190, E194, K201 and M453 that form the aglycone-binding site of a beta-glycosidase from Spodoptera frugiperda (EC 3.2.1.21), were investigated through site-directed mutagenesis and enzyme kinetic experiments. The results showed that E190 favors the binding of the initial portion of alkyl-type aglycones (up to the sixth methylene group) and also the first glucose unit of oligosaccharidic aglycones, whereas a balance between interactions with E194 and K201 determines the preference for glucose units versus alkyl moieties. E194 favors the binding of alkyl moieties, whereas K201 is more relevant for the binding of glucose units, in spite of its favorable interaction with alkyl moieties. The three residues E190, E194 and K201 reduce the affinity for phenyl moieties. In addition, M453 favors the binding of the second glucose unit of oligosaccharidic aglycones and also of the initial portion of alkyl-type aglycones. None of the residues investigated interacted with the terminal portion of alkyl-type aglycones. It was also demonstrated that E190, E194, K201 and M453 similarly contribute to stabilize ES double dagger. Their interactions with aglycone are individually weaker than those formed by residues interacting with glycone, but their joint catalytic effects are similar. Finally, these interactions with aglycone do not influence glycone binding.

Dinâmica da água no solo em cultivos de milho sob plantio direto e preparo convencional

A dinâmica da água em sistema de plantio direto (PD) é alterada em relação ao preparo convencional (PC) devido a modificações na estrutura do solo e a presença de palha na superfície. Para avaliar estas diferenças foram conduzidos experimentos de campo, em 2001/02 e 2002/03, em Eldorado do Sul, RS. O objetivo geral foi quantificar alterações físico-hídricas no perfil e na superfície do solo em PD e PC, com ênfase na dinâmica da água e respostas das plantas de milho. Os sistemas de manejo do solo foram implantados na área em 1995. Foram avaliadas propriedades físicas, a movimentação e a armazenagem de água no solo. Mediu-se a infiltração e a capacidade de campo e monitorou-se a dinâmica da água durante o ciclo da cultura, enfocando a secagem do solo e a extração de água em períodos sem precipitação. Nestes períodos também foi determinada a evaporação da água na superfície e avaliadas respostas das plantas. Os efeitos do plantio direto se evidenciaram nas camadas de solo próximas à superfície. A mesoporosidade foi a propriedade física mais afetada, apresentando uma distribuição exponencial de mesoporos no plantio direto, enquanto no preparo convencional a mesma se aproximou de uma curva normal. Em geral, a condutividade hidráulica, a retenção e a disponibilidade de água foram mais elevadas em plantio direto, principalmente, próximo à superfície. O solo em PD também apresentou maior umidade volumétrica com menor energia de retenção, resultando em redução no avanço da frente de secagem do solo e extração de água. A evaporação também foi maior em PD, demonstrando que a maior umidade no solo em plantio direto se deve ao aumento na capacidade de armazenagem de água. O aprofundamento radicular foi sempre maior no preparo convencional. O plantio direto altera propriedades físicas ligadas à dinâmica da água, proporcionando maior disponibilidade hídrica no solo ao longo do tempo.

Caracterização funcional de dois cDNAs de cana-de- açúcar : PKCI e SHAGGY

Flowering is controlled by several environmental and endogenous factors, usually associated with a complex network of metabolic mechanisms. The gene characterization in Arabidopsis model has provided much information about the genetic and molecular mechanisms that control flowering process. Some of these genes had been found in rice and maize. However, in sugarcane this processe is not well known. It is known that early flowering may reduce its production up to 60% at northeast conditions. Considering the impact of early flowering in sugarcane production, the aim of this work was to make the gene characterization of two cDNAs previously identified in subtractive cDNA libraries: scPKCI and scSHAGGY. The in silico analysis showed that these two cDNAs presented both their sequence and functional catalytic domains conserved. The results of transgenic plants containing the overexpression of the gene cassette scPKCI in sense orientation showed that this construction had a negative influence on the plant development as it was observed a decrease in plant height and leaf size. For the scPKCI overexpression in antisense orientation it was observed change in the number of branches from T1 transgenic plants, whereas transgenic T2 plants showed slow development during germination and initial stages of development. The other cDNA analyzed had homology to SHAGGY protein. The overexpression construct in sense orientation did not shown any effect on development. The only difference observed it was an increase in stigma structure. These results allowed us to propose a model how these two genes may be interact and affect floweringdevelopment.

Correlações genéticas e fenotípicas em duas populações de milho (Zea mays L.) braquítico e suas implicações no melhoramento do teor de óleo no grão

Coeficientes de correlações genéticas e fenotípicas foram estimados entre os caracteres: altura da planta (AP); altura da espiga (AE); peso de espigas (PE) e teor de óleo (TO). As estimativas foram obtidas para duas populações braquíticas de milho (Piranão VD-2 e Piranão VF-1), baseado em espiga por fileira, utilizando-se testemunha intercalar, onde a cada duas progênies plantava-se uma fileira do híbrido simples AG 305-B. Os valores das correlações genéticas aditivas encontradas entre os caracteres altura da planta, altura da espiga e peso de espigas, foram todos positivos. Para o caráter teor de óleo, quando correlacionado com os demais caracteres, os valores das correlações obtidos foram negativos nas duas populações, exceção feita ao peso de espiga correlacionada com teor de óleo, na população Piranão VD-2, cujo valor foi positivo e próximo de zero. As respostas correlacionadas obtidas entre os caracteres, quando a seleção é praticada para o caráter teor de óleo e vice versa, independente do método de seleção empregado, mostram que a seleção para teor de óleo leva a modificação na estrutura da planta, para as duas populações.

Períodos de dessecação de Urochloa ruziziensis e seu reflexo na produtividade da soja RR

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Efeitos da adubação fosfatada nas relações de interferência inicial entre plantas de milho (Zea mays) e de tiririca (Cyperus rotundus)

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da adubação fosfatada nas relações de interferência inicial entre plantas de milho e de tiririca. Para isso, foi montado um experimento em vasos de 90 L, preenchidos com substrato constituído por areia, terra e substrato Plantmax®. Os tratamentos constaram de combinações de colonização dos vasos por milho e/ou por tiririca nas densidades iniciais de 25 e 50 tubérculos por vaso; essas situações de colonização foram estabelecidas em três condições de adubação fosfatada adicional: 0, 100 e 300 ppm de fósforo. No campo, os vasos foram dispostos no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. As relações de interferência entre plantas de milho e de tiririca foram alteradas pela fertilização fosfatada do solo. O milho teve excelente aproveitamento do enriquecimento do solo pelo fósforo e interferiu mais decisivamente sobre a tiririca nos vasos bem fertilizados com esse elemento. Nessas condições, o milho reduziu drasticamente a resposta da tiririca à fertilização fosfatada, em termos de crescimento da parte aérea. A interferência da tiririca reduziu a altura das plantas de milho, a expansão da área foliar e o acúmulo de matéria seca na parte aérea.

Adubação nitrogenada para milho com o uso de plantas de cobertura e modos de aplicação de calcário

O sistema plantio direto (SPD) é uma realidade na região dos Cerrados, mas alguns questionamentos persistem nesse tipo de manejo como o modo de realização da calagem e a dose de nitrogênio (N) a ser adotada em cultura comercial, em relação às culturas precedentes. Desse modo, objetivou-se avaliar modos de aplicar o calcário na implantação do SPD e o efeito de culturas de cobertura precedentes sobre a necessidade de adubação nitrogenada da cultura do milho, durante diferentes anos agrícolas. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados, em esquema fatorial 5 x 2 (modos de aplicação do calcário x culturas de cobertura) e posterior divisão em três subparcelas, referentes às doses de N (0, 90 e 180 kg ha-1). Foram avaliados quatro modos de aplicação de calcário: incorporado a 0-0,2 m, em out./2001; dose total em superfície aplicada, em out./2001; aplicação de 1/2 da dose, em out./2001, e 1/2, em ago./2002, na superfície; e aplicação de 1/3 da dose recomendada, em mar./2001, + 1/3, em out./2001, e 1/3, em ago./2002, também em superfície. Além de um tratamento testemunha (sem calcário) e duas culturas de cobertura, crotalária e milheto. Os diferentes modos de calagem não alteraram a produtividade de grãos de milho. O cultivo de milho após crotalária apresentou melhor desempenho e menor demanda de adubação nitrogenada, quando comparado ao cultivado após milheto.

Estudo comparativo do acúmulo de massa seca e macronutrientes por plantas de milho var. BR-106 e Brachiaria plantaginea

Foram realizados dois experimentos, em casa de vegetação, no Departamento de Biologia Aplicada à Agropecuária da FCAV-UNESP de Jaboticabal, objetivando-se determinar o acúmulo de massa seca e a distribuição e acúmulo de macronutrientes em plantas de milho, no período de outubro de 2000 a fevereiro de 2001, e de capim-marmelada, no período de setembro de 2003 a fevereiro de 2004. Os estudos foram realizados em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. As plantas cresceram em vasos com capacidade de sete litros - preenchidos com areia de rio lavada e peneirada - e foram irrigadas diariamente com solução nutritiva. Os tratamentos foram representados pelas épocas de amostragem realizadas a intervalos de 14 dias, a saber: 21, 35, 49, 63, 77, 91, 105, 119 e 133 dias após a emergência (DAE) das plantas de milho; e 21, 35, 49, 63, 77, 91, 105, 119, 133 e 147 DAE das plantas de capim-marmelada. O ponto de máximo acúmulo teórico de massa seca deu-se aos 122 DAE para o milho (143,8 g por planta) e aos 143 DAE para o capim-marmelada (23,9 g por planta). A taxa de absorção diária dos macronutrientes atingiu maiores valores entre 71 e 104 DAE para o milho e entre 96 e 111 DAE para a planta daninha. Levando-se em conta a média dos valores de pontos de inflexão observados na cultura do milho, aos 85 DAE uma planta de milho acumula, teoricamente, 83,0 g de massa seca; 788,9 mg de N; 137,5 mg de P; 1.385,6 mg de K; 551,8 mg de Ca; 217,9 mg de Mg; e 92,5 mg de S. Enquanto que, no mesmo período, uma planta de B. plantaginea acumula, teoricamente, 9,6 g de massa seca; 127,8 mg de N; 15,9 mg de P; 217,3 mg de K; 43,9 mg de Ca; 58,3 mg de Mg; e 15,8 mg de S.

Avaliação dos parâmetros genéticos em progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho composto Flint para resistência à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.)

Foram estudadas 100 progênies de meio-irmãos de uma sub-população de milho (Zea mays L.) Composto Flint com o objetivo de avaliar a resistência de genótipos à lagarta-da-espiga Helicoverpa zea (Bod.). Foram obtidos os valores de danos médios da lagarta-da-espiga de 1,14 cm de comprimento na espiga determinado pela escala de Widstrom e coeficiente de variação experimental (CVE) de 23,4%. Dos parâmetros genéticos avaliados, a estimativa de herdabilidade (h²) foi de 6%, variância genética (VG) de 0,0015 cm² e variância fenotípica (VF) de 0,025 cm² para danos de H. zea. No entanto, o comprimento da ponta da bráctea e compactação da bráctea alcançaram resultados de herdabilidade de 75% e 72% respectivamente. Essa sub-população de milho apresenta variabilidade genética suficiente para utilização em programas de melhoramento, sendo que a resistência à lagarta-da-espiga pode ser obtida através da melhoria dos caracteres morfológicos diretamente relacionados à praga, como a compactação e comprimento da bráctea.

Equação de regressão linear múltipla para estimativa do erro experimental

Este trabalho teve por objetivo estimar equações de regressão linear múltipla tendo, como variáveis explicativas, as demais características avaliadas em experimento de milho e, como variáveis principais, a diferença mínima significativa em percentagem da média (DMS%) e quadrado médio do erro (QMe), para peso de grãos. Com 610 experimentos conduzidos na Rede de Ensaios Nacionais de Competição de Cultivares de Milho, realizados entre 1986 e 1996 (522 experimentos) e em 1997 (88 experimentos), estimaram-se duas equações de regressão, com os 522 experimentos, validando estas pela análise de regressão simples entre os valores reais e os estimados pelas equações, com os 88 restantes, observando que, para a DMS% a equação não estimava o mesmo valor que a fórmula original e, para o QMe, a equação poderia ser utilizada na estimação. Com o teste de Lilliefors, verificou-se que os valores do QMe aderiam à distribuição normal padrão e foi construída uma tabela de classificação dos valores do QMe, baseada nos valores observados na análise da variância dos experimentos e nos estimados pela equação de regressão.

Crescimento e esporulação de duas espécies de arthrobotrys corda em diferentes meios de cultura e dois ambientes

The researches on the biological control of nematodes with nematophagous fungi has been intensified in recent years. The knowledge of the ecological conditions for the growth and sporulation of these fungi is a prerequisite for attainment of pure cultures needed to attend the demand for formulation of these organisms. With the objective to evaluate the micelial growth and sporulation of Arthrobotrys musiformis and A. oligospora in two environments (B.O.D at 25 +/- 1 degrees C and the environment of the Laboratory), 20 cultures media prepared with common materials found in the communities and industrialized media such as mycological agar, PDA and CMA were evaluated. The media were tested in Petri dishes, being the micelial growth of the fungi evaluated daily, during six days. The measured sporulation at the end of the experiment was done by estimation of the number of conidia/Petri dish. The experiment was carried out in a random design following a factorial arrangement of 20 x 2 x 2, corresponding to 20 media, two fungi and two environments, with five replicates. The variance analysis of the data evidenced significant statistical difference by the F Test, at 1% probability, among media x fungi x environment interaction. Fifty percent of the tested media provided the adequate micelial growth of A. musiformis and there was no statistical difference among them, namely: cassava meal (FM), sweet starch (PD), "corn meal agar" (CMA), oat in fine flakes (AFF), agar-water + dextrose (AA+D), mycological agar (AM), potato dextrose agar (BDA), meal of maize (FMI), flour of wheat (FT) and wheat for kibble (TK). In relation to A. oligospora, 75% of the tested media promoted the maximum growth of the fungus, which are: AFF, AM, FM, PD, CMA, AA+D, BDA, FT, TK, the water from the decoction of rice (AAZ), rice in grains (AZG), triturated rice (AZT), thread flour (FR), oats flour (FA), oats in thick flakes (AFG) and flour of maize (FU). In relation to the sporulation the media that had better role for A. musiformis, in decreasing order, were: FR, TK, AFG, BDA, FA, AFF, AM, FMI, AZT and FM, varying between 1,01 x 10(6) and 1,4 x 10(4) conidia/Petri dish. For the A. oligospora sporulation, the CMA medium provided the maximum level with an estimated average of 5,7 x 10(6) conidia/Petri dish. In the general, the best media for the micelial growth and sporulation of A. musiformis had also been the best for A. oligospora. However, some that had been the best for the A. oligospora did not had been efficient for the micelial growth or the sporulation of A. musiformis, indicating that the isolate of A. musiformis in case is more demanding than that A. oligospora one. The evidences from the study indicate that, in Jaboticabal, São Paulo state, the growth and the sporulation of these fungi do not demand special chambers. Some adaptations of an environment at the laboratory, enough to obliterate the light are sufficient.

Digestão total e parcial de alguns componentes de dietas contendo diferentes níveis de casca de soja e Fontes de nitrogênio, em bovinos

Este experimento foi realizado para avaliar o efeito de dois níveis de casca de soja (CS) e de três fontes de nitrogênio sobre a digestão total e parcial aparentes no rúmen e nos intestinos. Seis novilhos Holandês x Zebu com idade média de 12 meses e 229 kg de PV foram fistulados no rúmen e no abomaso e distribuídos em quadrado latino 6x6 e alimentados individualmente ad libitum. O consumo e as digestibilidades totais e parciais dos nutrientes foram avaliados. Não houve efeito da fonte de proteína sobre o consumo, quantidades de matéria seca (MS), matéria orgânica (MO), proteína bruta (PB), fibra em detergente neutro (FDN) e da fibra em detergente ácido (FDA) no rúmen, no abomaso e nas fezes e sobre os coeficientes de digestibilidades destes componentes. O aumento, porém, do nível de casca de soja elevou os coeficientes de digestibilidade de todos os componentes estudados nos locais do trato digestivo, com exceção nos intestinos, onde o nível de casca de soja não afetou a digestão da PB, FDN e da FDA. Os resultados indicam que a casca de soja pode substituir tanto o milho como, parcialmente, a fração volumosa nas rações de ruminantes. A farinha de subproduto avícola e a amiréia podem substituir o farelo de soja nas rações de bovinos sem reflexos negativos sobre a digestão de seus componentes nutritivos.

Comparison of micronized whole soybeans to common protein sources in dry dog and cat diets

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)