Potencial plástico de Cabralea canjerana subsp. polytricha (Adr. Juss.) Penn. (Meliaceae) e seu papel na formação de ecótipos em áreas de cerrado e vereda, Uberlândia, MG

A formação de ecótipos em Cabralea canjerana subsp. polytricha foi estudada em áreas de cerrado e vereda de uma reserva ecológica no município de Uberlândia, MG, utilizando modelos de genética quantitativa para medida de plasticidade fenotípica. Os ecótipos foram caracterizados quanto à altura dos indivíduos, peso de frutos e sementes, número de sementes viáveis por fruto e sincronização no período de floração. Existe grande variabilidade genética para caracteres importantes na determinação do valor adaptativo da subspécie. Os genótipos respondem fenotipicamente à heterogeneidade ambiental, provocada pelo gradiente cerrado/vereda, em dois dos três caracteres observados. As respostas plásticas foram distintas entre os genótipos, quanto à direção e intensidade. Assincronia temporal de floração e o modo de ação de dispersores de sementes podem contribuir para a evolução da divergência entre ecótipos na área estudada.

Mobilização de água e conservação da viabilidade de embriões de sementes recalcitrantes de ingá (Inga vera Willd. subsp. affinis (DC.) T. D. Pennington)

Sementes anidrobióticas (ortodoxas) podem ter seu teor de água reduzido a valores suficientemente baixos para minimizar o metabolismo e, dessa forma, manter a viabilidade por períodos prolongados. Sementes não-anidrobióticas (recalcitrantes) não perdem sua viabilidade desde que o teor de água seja mantido acima de determinados valores em que a quantidade da água ainda é elevada para manter o metabolismo ativo; no entanto, a longevidade dessas sementes é relativamente baixa. No presente trabalho procurou-se manter o teor de água dos embriões de ingá por meio do armazenamento em soluções de polietileno glicol 6000 (PEG), com potencial hídrico conhecido e pré-estabelecido, visando a prolongar a longevidade. Os resultados indicaram que embriões mantidos em substrato com solução de PEG a -2,4 MPa apresentaram germinação superior a 80% aos 90 dias de armazenamento a 10 ºC, enquanto os armazenados em substrato umedecido com água pura (0 MPa), na mesma temperatura, apresentaram germinação inferior a 60%.

Sementes recalcitrantes: intolerantes a baixas temperaturas? Embriões recalcitrantes de Inga vera Willd. subsp. affinis (DC.) T. D. Penn. toleram temperatura sub-zero

Sementes recalcitrantes são intolerantes à dessecação e a baixas temperaturas, que são as principais formas de conservação de sementes e, portanto, são de difícil armazenamento. Inga vera subsp. affinis produz sementes denominadas recalcitrantes, uma vez que não toleram redução do teor de água para valores inferiores a 35%. Neste trabalho é demonstrada a tolerância desses embriões a temperatura de -2 ºC. Embriões de I. vera de diferentes estádios de maturação foram armazenados por até 45 dias nas temperaturas de 8 ºC a -18 ºC, com ou sem secagens prévias até -4,0 e -6,0 MPa. Os resultados permitiram observar que, embora nenhum tratamento tenha proporcionado resistância à temperatura de -18 ºC, a secagem dos embriões maduros a -4 MPa proporcionou maior tolerância à redução de temperatura até níveis de congelamento da água (-2 ºC).

Biomass and chemical composition of Nitella furcata subsp. mucronata var. mucronata f. oligospira (A. Braun) R. D. Wood (Chlorophyta, Characeae) in the littoral region of Ninféias Pond, São Paulo, Southeast Brazil

Temporal variation of Nitella furcata (Roxburgh ex Bruzelius) C. Agardh emend. R. D. Wood subsp. mucronata (A. Braun) R. D. Wood var. mucronata f. oligospira (A. Braun) R. D. Wood biomass and chemical composition were studied at the Ninféias Pond (23°38'18.9" S, 46°37'16.3" W), a mesotrophic reservoir located in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga Biological Reserve, Municipality of São Paulo, Southeast Brazil. Plants were collected monthly from October 1996 to October 1997 at three fixed stations of reservoir's littoral region. Charophyte biomass spatial distribution pattern did not vary significantly throughout the study period at all sampling stations. As to seasonal variation, the highest average values of the total alga biomass (98.35-266.06 g m-2 DW) were registered during the rainy season, whereas lowest values (48.86-170.56 g m-2 DW) were in the dry season. P values varied from 23.8 to 225.2 mg m-2 and C from 139 to 353 mg m-2. During the rainy season, greatest air and water temperature, rain precipitation, turbidity and dissolved inorganic nitrogen values were measured, constituting the best conditions for charophyte growth. Water temperature and nutrient availability in the reservoir played a decisive role towards growth and accumulation of algal biomass.

Dinâmica espaço-temporal de Melocactus ernestii subsp. ernestii (Cactaceae) no Nordeste do Brasil

Melocactus ernestii Vaupel subsp. ernestii ocorre em afloramentos rochosos descontínuos no leste do Brasil. O presente estudo investigou o padrão espaço-temporal dos eventos de mortalidade e sobrevivência de plântulas da M. ernestii e a relação com as plantas perenes, a partir da utilização de parcelas, alocadas com auxílio de trenas, onde foram tomadas as coordenadas cartesianas do centróide dos estádios de desenvolvimento, com posterior análises de padrões de ponto baseado na função K de Ripley. Foram mapeados nas parcelas 686 indivíduos da M. ernestii. O padrão espacial variou em função da escala, do estádio de desenvolvimento e do grau de intemperização dos afloramentos. Os eventos de recrutamento e mortalidade foram espacialmente estruturados e influenciados por pulsos de precipitação sazonais. As plântulas emergiram a ca. 50 cm do centróide dos adultos. Das 136 plântulas monitoradas em 18 meses, 84% morreram. Os resultados mostraram que microsítios inicialmente eficazes na manutenção de sementes e promotores da germinação não necessariamente podem ser eficazes para o estabelecimento das plântulas. A magnitude das interações bióticas em ambientes estressantes é espécie-específica e indica que associação positiva entre plantas adultas e sobrevivência de plântulas não é consistente com o tempo. Este tipo de modelagem populacional permite melhor compreensão sobre o papel das interações positivas e negativas como forças estruturadoras de comunidades e pode ajudar a entender a complexidade das interações bióticas em gradientes ambientais severos.

Conservação e germinação in vitro de pólen de milho (Zea mays subsp. mays)

O armazenamento de pólen é uma importante ferramenta para programas de melhoramento de milho, permitindo preservar, sob condições artificiais, a viabilidade de gametas masculinos e ampliar as possibilidades de cruzamentos, independente da época do florescimento das variedades genitoras. O presente trabalho teve como objetivo avaliar meios de cultivo para a germinação in vitro de pólen de milho e analisar condições de conservação. Para avaliar viabilidade, foram testados seis meios de cultivo, contendo sacarose, ácido bórico, cloreto de cálcio hidratado e ágar. Para a conservação de pólen foram analisadas duas temperaturas (4 ºC e -20 ºC) e dois agentes desidratantes de pólen (sílica gel e cloreto de cálcio hidratado). Os altos valores de viabilidade do pólen no período de até 30 dias de armazenamento indicam que a desidratação em sílica gel e armazenamento a 4 ºC conservam a viabilidade de pólen de milho. O meio de cultivo que proporcionou a maior taxa de germinação in vitro foi com a composição de 0,7% de ágar, 17% de sacarose, 0,01% de ácido bórico e 0,03% de cloreto de cálcio hidratado.

Effect of lipoarabinomannan from Mycobacterium avium subsp avium in Freund’s incomplete adjuvant on the immune response of cattle

The aim of the present study was to determine whether lipoarabinomannan (LAM), in combination with Freund’s incomplete adjuvant (FIA), was able to improve cell-mediated and antibody-mediated immune responses against ovalbumin (OVA) in cattle. Twenty-three calves were assigned to four treatment groups, which were subcutaneously immunized with either OVA plus FIA, OVA plus FIA and LAM from Mycobacterium avium subsp avium, FIA plus LAM, or FIA alone. Lymphoproliferation, IFN-γ production and cell subpopulations on peripheral blood mononuclear cells before and 15 days after treatment were evaluated. Delayed hypersensitivity was evaluated on day 57. Specific humoral immune response was measured by ELISA. Inoculation with LAM induced higher levels of lymphoproliferation and IFN-γ production in response to ConA and OVA (P < 0.05). Specific antibody titers were similar in both OVA-immunized groups. Interestingly, our results showed that the use of LAM in vaccine preparations improved specific cell immune response evaluated by lymphoproliferation and IFN-γ production by at least 50 and 25%, respectively, in cattle without interfering with tuberculosis and paratuberculosis diagnosis.

Estudo dos parâmetros da ultrafiltração de permeado de soro de queijo fermentado por Lactococcus lactis subsp. lactis

Permeado de soro doce, suplementado com extrato de levedura e peptona, foi utilizado como meio de crescimento para Lactococcus lactis subsp. lactis. No final da fase exponencial de crescimento, o meio de cultura fermentado foi submetido a uma ultrafiltração com o objetivo de concentrar o microrganismo. Foram realizados 6 processamentos diferentes, nos quais variou-se as condições iniciais da ultrafiltração, tendo sido avaliados os seguintes parâmetros: porosidade da membrana, pH e número de células viáveis no permeado e no retentado, a fim de ser estudado a influência de cada parâmetro na taxa de permeação da ultrafiltração. As membranas utilizadas foram eficazes como meio de barragem para o microrganismo Lactococcus lactis subsp. lactis, ficando o retentado com uma média celular de 10(8) ufc/ml e o permeado com uma média celular de 10² ufc/ml. Membranas de diferentes porosidades tiveram taxas de fluxo semelhantes. O aumento da concentração celular provocou a diminuição do fluxo. O pH também influenciou a taxa de permeação, havendo um aumento do fluxo quando foi utilizado um pH inicial mais alto.

Efeito e modo de ação das bacteriocinas produzidas por Lactococcus lactis subsp. lactis ITAL 383, ATCC 11454 e CNRZ 150 contra Listeria innocua LIN 11

O efeito e o modo de ação das bacteriocinas produzidas por L. lactis subsp. lactis ITAL 383 e CNRZ 150 são similares à nisina de L. lactis subsp. lactis ATCC 11454. Estas bacteriocinas apresentaram um modo de ação bactericida, causando a lise de células de L. innocua LIN 11, associada ao decréscimo da absorbância e da viabilidade celular. O efeito letal foi maior para células em fase exponencial comparativamente à fase estacionária de crescimento. A adsorção dessas bacteriocinas às células de L. innocua LIN 11 foi muito rápida e influenciada pelo pH do meio de suspensão; adsorção máxima foi verificada a pH 6,0 e logo após o contato inicial. Perda completa de adsorção ocorreu em pH 2,0.

Produção de isomaltulose a partir da transformação enzimática da sacarose, utilizando-se Erwinia sp D12 imobilizada com alginato de cálcio

A glicosiltransferase de Erwinia sp D12 é capaz de converter a sacarose em isomaltulose (6-o-alfa-glicopiranosil D-frutofuranose), um açúcar alternativo que apresenta baixo potencial cariogênico, e que pode ser utilizado em chocolates, gomas de mascar e balas. A isomaltulose é também utilizada na produção de isomalte, uma mistura de açúcar álcool, de baixo valor calórico e baixo potencial cariogênico. No estudo da influência dos componentes do meio de cultivo, na produção de glicosiltransferase, em frascos agitados, foi obtido maior atividade da enzima (12,8 unidades de atividade/mL do meio de cultura) em meio de cultura A constituído de melaço 12% (p/v) de sólidos solúveis totais, peptona 4% (p/v) e extrato de carne 0,4% (p/v). No estudo do efeito do tempo e da temperatura na fermentação da linhagem de Erwinia sp D12, em fermentador New Brunswick de 3L, contendo meio de cultura A, foi obtida maior atividade de glicosiltransferase (15,6 unidades de atividade/ mL de meio de cultura) na fase exponencial de crescimento após 8 horas de fermentação a 30ºC. Na produção de isomaltulose a partir da sacarose utilizando-se células de Erwinia sp D12 imobilizadas em alginato de cálcio, estudou-se o efeito da temperatura (25 - 35ºC) e da concentração de substrato (12,5 - 60% p/v). Foi obtido um rendimento em torno de 50% de isomaltulose, com soluções de sacarose entre 20-30% (p/v) a 35ºC. Concentrações em excesso de sacarose (ao redor de 40% p/v) afetaram a atividade da célula imobilizada, diminuindo a conversão de sacarose em isomaltulose. O xarope de isomaltulose foi purificado através de cromatografia de troca iônica e o eluato cristalizado por abaixamento de temperatura. Os cristais apresentaram 91,39% de isomaltulose.

Production of isomaltulose obtained by Erwinia sp. cells submitted to different treatments and immobilized in calcium alginate

In recent decades, there has been an increase in the studies of isomaltulose obtainment, due to its physicochemical properties and physiological health benefits. These properties, which include low cariogenicity, low glycemic index and greater stability, allow the use of this sweetener as a substitute for sucrose in foods; besides the fact that it can be converted to isomalt, a dietary non-cariogenic sugar alcohol used in pharmaceuticals as well as in the food industry. Isomaltulose (6-O-α-D-glucopyronosyl-1-6-D-fructofuranose) is a disaccharide reducer obtained by the enzymatic conversion of sucrose - the α-glucosyltransferase enzyme. Different treatments were performed for the preparation of whole cells; lysed cells; and crude enzyme extract of Erwinia sp. D12 strain immobilized in calcium alginate. The packed bed column of granules, containing Erwinia sp. cells sonicated and immobilized in calcium alginate (CSI), reached a maximum conversion of 53-59% sucrose into isomaltulose and it presented activity for 480 hours. The converted syrup was purified and the isomaltulose crystallization was performed through the lowering of temperature. The isomaltulose crystals presented purity of 96.5%.

Bacteriophages of Erwinia amylovora and their potential use in biological control

Forty-four bacteriophage isolates of Erwinia amy/ovora, the causal agent of fire blight, were collected from sites in and around the Niagara Region of Southern Ontario in the summer of 1998. Phages were isolated only from sites where fire blight was present. Thirty-seven of these phages were isolated from the soil surrounding infected trees, with the remainder isolated from aerial plant tissue samples. A mixture of six E. amy/ovora bacterial host strains was used to enrich field samples in order to avoid the selection bias of a single-host system. Molecular characterization of the phages with a combination of peR and restriction endonuclease digestions showed that six distinct phage types were isolated. Ten phage isolates related to the previously characterized E. amy/ovora phage PEa1 were isolated, with some divergence of molecular markers between phages isolated from different sites. The host ranges of the phages revealed that certain types were unable to efficiently lyse some E. amy/ovora strains, and that some types were able to lyse the epiphytic bacterium Pantoea agg/omerans. Biological control of E. amy/ovora by the bacteriophages was assessed in a bioassay using discs of immature pear fruit. Twenty-three phage isolates were able to significantly suppress the incidence of bacterial exudate on the pear disc surface. Quantification of the bacterial population remaining on the disc surface indicated that population reductions of up to 97% were obtainable by phage treatment, but that elimination of bacteria from the surface was not possible with this model system.

Erwinia amylovora bacteriophage resistance

It has been proposed that phages can be used commercially as a biopesticide for the control of fire blight caused by the phytopathogen Erwinia amylovora. The aim of these studies was to investigate two common bacterial resistance mechanisms, lysogeny and exopolysaccharide production and their influence on phage pathogenesis. A multiplex real-time PCR protocol was designed to monitor and quantify Podoviridae and Myoviridae phages. This protocol is compatible with known E. amylovora and Pantoea agglomerans rtPCR primers/probes which allowed simultaneous study of both phage and bacterial targets. Using in vitro positive phage selection, bacteriophage insensitive derivatives were isolated within sensitive populations of E. amylovora. Prophage screening with real-time PCR and mitomycin C induction determined that the insensitive derivatives harboured the temperate Podoviridae phage ΦEaTlOO. Lysogenic conversion resulted in resistance to secondary homologous phage infections. Prophage screening of environmental samples of E. amylovora and P. agglomerans collected from various locations in Canada, United States and Europe did not demonstrate lysogeny. Therefore, lysogeny is rare or absent while these bacterial species reside on the plant. Recombineering was used to construct exopolysaccharide deficient E. amylovora mutants. The EPS amylovoran mutants became resistant to Podoviridae and certain Siphoviridae phages. Increasing amylovoran production increased phage population growth, presumably by increasing the total number of bacterial cell surface receptors which promoted increased phage infections. In contrast, amylovoran did not playa role in Myoviridae infections, nor did production of the EPS levan for any phage pathogenesis.

Role of Exopolysaccharides and Monosaccharides in Erwinia amylovora Resistance to Bacteriophages

Fire blight is a disease caused by the phytopathogenic bacterium Erwinia amylovora, an economically important pathogen in the commercial production of apples and pears. Bacteriophages have been proposed as a commercial biopesticide to relieve the pressures on apple and pear production and provide alternatives to existing biological control options. This work reports on the investigation of host resistance in the development of a phage biopesticide. Exopolysaccharide (EPS) deficient bacterial mutants were generated through recombineering to investigate the role of EPS in bacteriophage adsorption and infection. The mutants that were deficient in amylovoran production were avirulent and resistant to infection by phages of the Podoviridae and some of the Siphoviridae family. Levan deficient bacterial mutants resulted in reduced phage titers in some phages from the Myoviridae family. Exopolysaccharide mimetic monosaccharides were used to demonstrate that levan and amylovoran play an important role in phage attack of E. amylovora.

Complete Genome Sequence of Erwinia amylovora Bacteriophage

The complete genome of an Erwinia amylovora bacteriophage, vB_EamM_Ea35-70 (Ea35-70), is 271,084 bp, encodes 318 putative proteins, and contains one tRNA. Comparative analysis with other Myoviridae genomes suggests that Ea35-70 is related to the Phikzlikevirus genus within the family Myoviridae, since 26% of Ea35-70 proteins share homology to proteins in Pseudomonas phage φKZ.