Atividades de quitinase e beta-1,3-glucanase após eliciação das defesas do tomateiro contra a mancha-bacteriana

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de eliciadores biológicos e químicos sobre as atividades de duas proteínas relacionadas à patogênese (PR), quitinase e beta-1,3-glucanase, em folhas de tomateiro, e avaliar o potencial desses eliciadores na redução do progresso da mancha-foliar causada por Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. Plantas de tomateiro da cultivar Santa Cruz Kada foram pulverizadas com: acibenzolar-S-metil (ASM; 0,2 g L-1); formulação biológica proveniente de biomassa cítrica, denominada Ecolife (5 mL L-1); suspensão de quitosana (MCp; 200 g L-1), proveniente de micélio de Crinipellis perniciosa; extrato aquoso de ramos de lobeira (Solanum lycocarpum) infectados por C. perniciosa (VLA; 300 g L-1). As plantas foram desafiadas com um isolado virulento da bactéria, quatro dias depois das pulverizações. Plantas pulverizadas com extratos biológicos mostraram redução da mancha-bacteriana. ASM proporcionou 49,3% de proteção, e foi igual à MCp e Ecolife e superior ao VLA. Este último não diferiu significativamente de MCp e Ecolife. Observou-se maior atividade das duas enzimas nas plantas tratadas, principalmente nas primeiras horas após as pulverizações.

Ativação de defesa em cacaueiro contra a murcha-de-verticílio por extratos naturais e acibenzolar-S-metil

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de extratos fúngicos e vegetais na redução da murcha-de-verticílio do cacaueiro, as atividades da peroxidase e polifenoloxidase e o conteúdo de lignina. Mudas de cacaueiro foram pulverizadas com filtrado de micélio de Rhizopus sp. (FMR), quitosana de Rhizopus sp. (QMR) e Trichoderma sp. (QMT), extratos de casca in natura e seca de maracujá, extrato metanólico de casca seca de frutos de maracujá (MMS) e acibenzolar-S-metil (ASM - 0.2 mg mL-1) e sete dias depois, submetidas à inoculação de Verticillium dahliae. O ASM reduziu a murcha-de-verticílio em 38,0%, seguido dos extratos FMR, QMT, MMS e QMR, que apresentaram reduções em 22,8, 20,1, 19,2 e 15,7%, respectivamente, em relação à testemunha. Plantas pulverizadas com ASM ou FMR seguidas de inoculação apresentaram aumento da atividade de peroxidase aos oito dias após a pulverização, comparadas às respectivas testemunhas, com pico aos 18 dias após a pulverização. ASM e FMR aumentaram a atividade de polifenoloxidase aos quatro dias após a pulverização. Maiores concentrações de lignina foram obtidas em plantas tratadas com FMR e FMR seguido de inoculação. FMR é um potencial indutor de resistência para manejo de murcha-de-verticílio em cacaueiro.

Indução de resistência do mamoeiro à podridão radicular por indutores bióticos e abióticos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial do uso de indutores de resistência bióticos e abióticos na redução da podridão radicular em mamoeiro. Mudas de mamoeiro foram pulverizadas com os fungicidas fosetil-Al, metalaxil e Mancozeb (2 g L-1), com os indutores abióticos fosfito de potássio (2,5 e 5 mL L-1), ácido salicílico 0,15 e 0,30%, Reforce (indutor comercial) + ácido salicílico a 5%, acibenzolar-S-metil (ASM) (0,15 e 0,30 g L-1), e com o indutor biótico Saccharomyces cerevisiae (3 e 6 mL L-1), três e seis dias antes da pulverização de 1 mL de suspensão de 10(5) zoósporos mL-1 de Phytophthora palmivora. Todos os tratamentos tiveram efeito no controle da podridão de raízes em relação à testemunha, com exceção do Reforce + ácido salicílico a 5% (3 mL L-1), seis dias antes da inoculação. Os tratamentos com ASM, com exceção da dosagem 0,15 g L-1 seis dias antes da inoculação, apresentaram resultados similares aos dos fungicidas metalaxil e Mancozeb. Plantas pulverizadas com ASM apresentaram aumento de atividade da peroxidase e beta-1,3-glucanase e maior concentração de lignina que a testemunha. No entanto, esses tratamentos não tiverem efeito sobre a atividade da quitinase. O ASM é um potencial indutor de resistência a P. palmivora em mamoeiro.

Proteção do cafeeiro contra cercosporiose por acibenzolar-S-metil e proteína harpina

O objetivo deste trabalho foi avaliar, em cafeeiro suscetível, a proteção contra a cercosporiose, pela aplicação da proteína harpina e acibenzolar-S-metil (ASM), e avaliar seu efeito na germinação de conídios e crescimento micelial in vitro. No primeiro experimento, cafeeiros tratados com ASM (25, 50, 100, 200 μg mL-1) receberam o inóculo de uma suspensão de conídios de Cercospora coffeicola, e a severidade da doença foi avaliada aos 30 e 60 dias após a inoculação. No segundo experimento, cafeeiros foram aspergidos com harpina (7,5, 15, 30, 60, 120 μg mL-1), tendo-se utilizado o mesmo procedimento. No terceiro experimento, plantas aspergidas previamente com ASM (200 μg mL-1) ou harpina (15 μg mL-1) foram tratadas novamente com esses produtos, aos 30 dias após terem recebido inóculo do patógeno. ASM e harpina protegeram os cafeeiros contra cercosporiose 30 dias após a inoculação com C. coffeicola. Entretanto, 60 dias após a inoculação, apenas o ASM (200 μg mL-1), com uma ou duas aplicações, protegeu as plantas contra C. coffeicola. Os cafeeiros foram protegidos contra cercosporiose, em reaplicação de harpina, 30 dias após o primeiro tratamento com essa proteína. Harpina e acibenzolar-S-metil não inibiram o desenvolvimento micelial nem a germinação in vitro dos conídios do patógeno.

Indução de resistência à podridão‑amarga em maçãs pelo uso de eliciadores em pós‑colheita

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito dos eliciadores acibenzolar‑S‑metílico (ASM) e proteína harpina, aplicados em pós‑colheita, na indução de resistência sistêmica à podridão‑amarga em maçãs. Realizaram-se ferimentos mecânicos em maçãs 'Royal Gala' seguidos da aplicação dos eliciadores. Doze horas depois, procedeu-se à inoculação do fungo Colletotrichum gloeosporioides. Após 72 horas, realizaram-se as avaliações quanto à área lesionada e ao número de esporos, bem como a coleta de tecido dos frutos para quantificação de proteínas, açúcares totais e redutores, fenóis totais, e para determinação da atividade das enzimas fenilalanina amônia‑liase, superóxido dismutase, catalase, peroxidase e ascorbato peroxidase. A harpina e, em menor grau, o ASM proporcionaram aumento da atividade da enzima peroxidase e a consequente redução da área lesionada e da esporulação de C. gloeosporioides nas maçãs. Esses eliciadores podem ser utilizados como ferramenta de controle no manejo integrado da podridão‑amarga, em pós‑colheita de maçãs 'Royal Gala'.

Comportamento pós-colheita de frutos de morangueiro após a aplicação pré-colheita de quitosana e acibenzolar-S-metil

O uso de indutores de resistência em plantas representa um método alternativo e promissor no controle de podridões pós-colheita de frutos. Assim sendo, foi conduzido um experimento na Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Câmpus Dois Vizinhos - PR, no ano de 2004, com objetivo de avaliar a aplicação pré-colheita de quitosana e acibenzolar-S-metil (ASM) sobre o comportamento pós-colheita de frutos de morangueiro da cultivar Aromas. O efeito da aplicação de quitosana (0,5; 1,0 e 2,0%) e de uma dose de ASM (0,0025%) foi verificado em relação à testemunha (água destilada) e ao tratamento-controle com aplicação de fungicidas. A aplicação na pré-colheita de quitosana, nas três doses avaliadas, retardou a maturação dos frutos, manteve maior firmeza de polpa e acidez titulável e diminuiu a perda de massa. Esses tratamentos também diminuíram a produção de etileno, o teor de açúcares redutores e mantiveram mais elevado os teores de polifenóis totais. A aplicação de quitosana, nas três doses avaliadas, induziu maior resistência das plantas a patógenos, resultando na diminuição de podridão dos frutos em pós-colheita. No entanto, a concentração de 2% de quitosana causou dano aos frutos na pós-colheita, elevando a taxa respiratória e o teor de açúcares redutores. O ASM teve efeito na retenção da acidez titulável e na redução de podridões, similar ao tratamento com fungicidas. A aplicação de quitosana e ASM na pré-colheita não interferiu na qualidade organoléptica dos frutos em pós-colheita.

Grx5 glutaredoxin plays a central role in protection against protein oxidative damage in Saccharomyces cerevisiae

Glutaredoxins are members of a superfamily of thiol disulfide oxidoreductases involved in maintaining the redox state of target proteins. In Saccharomyces cerevisiae, two glutaredoxins (Grx1 and Grx2) containing a cysteine pair at the active site had been characterized as protecting yeast cells against oxidative damage. In this work, another subfamily of yeast glutaredoxins (Grx3, Grx4, and Grx5) that differs from the first in containing a single cysteine residue at the putative active site is described. This trait is also characteristic for a number of glutaredoxins from bacteria to humans, with which the Grx3/4/5 group has extensive homology over two regions. Mutants lacking Grx5 are partially deficient in growth in rich and minimal media and also highly sensitive to oxidative damage caused by menadione and hydrogen peroxide. A significant increase in total protein carbonyl content is constitutively observed in grx5cells, and a number of specific proteins, including transketolase, appear to be highly oxidized in this mutant. The synthetic lethality of the grx5 and grx2 mutations on one hand and ofgrx5 with the grx3 grx4 combination on the other points to a complex functional relationship among yeast glutaredoxins, with Grx5 playing a specially important role in protection against oxidative stress both during ordinary growth conditions and after externally induced damage. Grx5-deficient mutants are also sensitive to osmotic stress, which indicates a relationship between the two types of stress in yeast cells.

Insertion of a malE B-Galactosidase fusion protein into the envelope of Escherichia coli disrupts biogenesis of outer membrane proteins and processing of inner membrane proteins

The synthesis of a membrane-bound MalE ,B-galactosidase hybrid protein, when induced by growth of Escherichia coli on maltose, leads to inhibition of cell division and eventually a reduced rate of mass increase. In addition, the relative rate of synthesis of outer membrane proteins, but not that of inner membrane proteins, was reduced by about 50%o. Kinetic experiments demonstrated that this reduction coincided with the period of maximum synthesis of the hybrid protein (and another maltose-inducible protein, LamB). The accumulation of this abnormal protein in the envelope therefore appeared specifically to inhibit the synthesis, the assembly of outer membrane proteins, or both, indicating that the hybrid protein blocks some export site or causes the sequestration of some limiting factor(s) involved in the export process. Since the MalE protein is normally located in the periplasm, the results also suggest that the synthesis of periplasmic and outer membrane proteins may involve some steps in common. The reduced rate of synthesis of outer membrane proteins was also accompanied by the accumulation in the envelope of at least one outer membrane protein and at least two inner membrane proteins as higher-molecular-weight forms, indicating that processing (removal of the N-terminal signal sequence) was also disrupted by the presence of the hybrid protein. These results may indicate that the assembly of these membrane proteins is blocked at a relatively late step rather than at the level of primary recognition of some site by the signal sequence. In addition, the results suggest that some step common to the biogenesis of quite different kinds of envelope protein is blocked by the presence of the hybrid protein.

Desempenho agronômico de maracujazeiros tratados com produtos alternativos e fertilizantes foliares

A resistência induzida é um método alternativo de controle de doenças. Entretanto, há poucos estudos relacionando o uso destes produtos e outros métodos alternativos à produtividade das plantas e às características físicas e químicas dos frutos. Objetivou-se avaliar a severidade de doenças, as características físicas e químicas de frutos e a produtividade de plantas tratadas com produtos alternativos e fertilizantes foliares. Plantas de maracujazeiro BRS Gigante Amarelo clonadas, em campo, foram submetidas, por um ano, a pulverizações quinzenais com: água (testemunha), Cuprozeb® (fungicida-padrão), acibenzolar-S-metil - ASM, Agro-mos®, fosfito de potássio, fosetyl-Al, gesso agrícola e CPAC-GE (produto em teste). O delineamento foi o em blocos casualizados, com quatro repetições e 20 frutos por repetição. Para o estudo da produtividade, utilizaram-se quatro repetições e seis plantas úteis por parcela. As colheitas ocorreram de novembro/2008 a abril/2009. As severidades foram avaliadas com escala de notas. Houve redução da severidade da virose, verrugose e bacteriose em todos os tratamentos, com exceção do Cuprozeb® para virose. Não foi observada redução da antracnose. Frutos com maior massa fresca foram obtidos com aplicações de gesso agrícola (236,83 g), CPAC-GE (234,10 g), fosetyl-Al ( 233,79 g), fosfito de potássio (230,64 g) e Agro-mos® (221,15 g). Os mesmos resultados foram observados para diâmetro transversal e massa de polpa. Não houve diferenças significativas entre tratamentos para diâmetro longitudinal e espessura de casca. Quanto às características químicas dos frutos, com exceção do Cuprozeb®, que não diferiu significativamente da testemunha, todos os produtos proporcionaram incremento no teor de sólidos solúveis. Maior acidez titulável foi obtida com Cuprozeb®, gesso agrícola, Agro-mos®, fosetyl-Al e ASM. Não foi constatada alteração no pH dos frutos. Em relação à produtividade, maiores quantidades de frutos por planta foram obtidas com fosfito de potássio (162,38 frutos), seguido pelo gesso agrícola (111,13 frutos) e CPAC-GE (102,50 frutos). Maiores produtividades (kg/ha), considerando 1.600 plantas/ha, foram alcançadas com fosfito de potássio (40,19 t/ha), seguido pelo gesso agrícola (30,48 t/ha) e CPAC-GE (29,04 t/ha).

Lämmönsiirron numeerinen laskenta profiloidulle kanavalle.

Työn tavoitteena oli tutkia aaltomaisen profiloinnin vaikutusta suorien jäähdytyskanavien lämmönsiirtoon ja painehäviöön. Erilaisia profiileja oli kymmenen kappaletta ja ne olivat 5mm leveitä ja 30cm pitkiä kukin. Ne laskettiin kolmeulotteisina tapauksina FINFLO-virtausratkaisijalla kolmella eri Reynoldsin luvulla, jotka vastasivat laminaarista, osittain turbulenttista ja lähes kokonaan turbulenttista virtausta. Lämmönsiirtoaine oli kuiva +30°C ilma ja profiloinnin toteutustapa oli toisiaan sivuavat ympyräkaaret kolmella erilaisella säteen arvolla ja kolmella erilaisella aallonpituuden arvolla. Lisäksi laskettiin saman levyisen tasokanavan arvot jokaisella Reynoldsin luvulla kaksiulotteisina tapauksina. Näitä profiloimattomia kanavia pidettiin referenssitapauksina. Tuloksena havaittiin että profiloimalla saadaan yksiselitteisesti suurempi lämpöteho ulos samasta tilavuudesta. Lämmönsiirtokerroin kasvaa profiloinnin avulla parhaimmillaan n. 20% käytetystä turbulenssimallista tai lämmönsiirtokertoimen määritelmästä riippumatta. Painehäviö kasvaa myös aina, mutta kitkakerroin voi hieman pienentyä. Profiilin varsinaisena hyvyyskriteerinä pidettiin lämmönsiirtokertoimen ja kitkakertoimen suhdetta h/f. Se osoittautui riippuvaksi Reynoldsin luvusta ja turbulenssimallista; ASM ja Chien k-έ -mallit ennustavat transitioetäisyyden eri tavalla. Laminaarisilla virtauksilla h/f :n vaihtelu oli vähäistä; suhde vaihteli vain ±5% eri profiilien kesken. ASM-mallilla havaittiin sekundääripyörteilyä, ehkä siksi että se mallintaa anisotrooppisen turbulenssin. Chien k-έ malli ennusti suuremman ja aikaisemmin alkavan turbulenttisuuden kuin ASM. Lisäksi havaittiin mm. että tietyillä profiileilla muodostuu kanavan kapeimpaan kohtaan selvä virtausnopeuden paikallinen minimi seinämän läheisyyden takia.

Automatic Segmentation of the Eye in 3D Magnetic Resonance Imaging: A Novel Statistical Shape Model for Treatment Planning of Retinoblastoma.

PURPOSE: Proper delineation of ocular anatomy in 3-dimensional (3D) imaging is a big challenge, particularly when developing treatment plans for ocular diseases. Magnetic resonance imaging (MRI) is presently used in clinical practice for diagnosis confirmation and treatment planning for treatment of retinoblastoma in infants, where it serves as a source of information, complementary to the fundus or ultrasonographic imaging. Here we present a framework to fully automatically segment the eye anatomy for MRI based on 3D active shape models (ASM), and we validate the results and present a proof of concept to automatically segment pathological eyes. METHODS AND MATERIALS: Manual and automatic segmentation were performed in 24 images of healthy children's eyes (3.29 ± 2.15 years of age). Imaging was performed using a 3-T MRI scanner. The ASM consists of the lens, the vitreous humor, the sclera, and the cornea. The model was fitted by first automatically detecting the position of the eye center, the lens, and the optic nerve, and then aligning the model and fitting it to the patient. We validated our segmentation method by using a leave-one-out cross-validation. The segmentation results were evaluated by measuring the overlap, using the Dice similarity coefficient (DSC) and the mean distance error. RESULTS: We obtained a DSC of 94.90 ± 2.12% for the sclera and the cornea, 94.72 ± 1.89% for the vitreous humor, and 85.16 ± 4.91% for the lens. The mean distance error was 0.26 ± 0.09 mm. The entire process took 14 seconds on average per eye. CONCLUSION: We provide a reliable and accurate tool that enables clinicians to automatically segment the sclera, the cornea, the vitreous humor, and the lens, using MRI. We additionally present a proof of concept for fully automatically segmenting eye pathology. This tool reduces the time needed for eye shape delineation and thus can help clinicians when planning eye treatment and confirming the extent of the tumor.

Jätevesilaitosten mallinnus

TäTässä työssä tarkastellaan jäteveden biologiseen puhdistukseen käytettävän aktiiviliete-prosessin kuvaamista matemaattisen mallintamisen avulla. Jäteveden puhdistus on jo vanha keksintö ja aktiivilieteprosessikin on otettu ensimmäisen kerran pilot- käyttöön vuonna 1914. Myös jätevesilaitosten matemaattinen mallintaminen on ollut pitkään tunnettu tekniikka ja ensimmäiset dynaamiset mallit kehitettiin 1950–luvulla. Työn alkuosassa on tarkasteltu jätevesilaitosten matemaattista mallintamista kirjallisuus-lähteiden pohjalta. Tarkastelun painopiste on suunnattu erilaisiin matemaattisiin malleihin ja mallintamisen kehitykseen. Mallintamisen ohessa on kiinnitetty huomiota aktiiviliete-prosessiin ja siihen vaikuttaviin tekijöihin. Mallintamiseen vaikuttavista tekijöistä erityistä huomiota on kiinnitetty ilmastukseen, bakteerien kasvuun ja selkeytykseen sekä niiden vaikutuksiin prosessin kannalta. Matemaattisen mallintamisen tarkastelun jälkeen työssä on pohdittu CFD–mallintamisen hyödyntämismahdollisuuksia aktiivilieteprosessien kuvaamisessa. Mallintamisosiossa on tarkasteltu Activated Sludge Model No. 3 (ASM 3) mallin rakennetta ja sisältöä sekä sen eri tekijöiden vaikutuksia malliin. Työn tässä osassa on tarkasteltu myös hapensiirtoa ilmastuksessa ilmakuplista veteen ja selkeytystä osana aktiivilieteprosessia. Tässä osiossa on käyty läpi myös kaikki prosessin kannalta oleelliset yhtälöt, esimerkiksi reaktionopeus- ja massataseyhtälöt.