Dim-Red-Light-Induced Increase in Polar Auxin Transport in Cucumber Seedlings1 : I. Development of Altered Capacity, Velocity, and Response to Inhibitors

We have developed and characterized a system to analyze light effects on auxin transport independent of photosynthetic effects. Polar transport of [3H]indole-3-acetic acid through hypocotyl segments from etiolated cucumber (Cucumis sativus L.) seedlings was increased in seedlings grown in dim-red light (DRL) (0.5 μmol m−2 s−1) relative to seedlings grown in darkness. Both transport velocity and transport intensity (export rate) were increased by at least a factor of 2. Tissue formed in DRL completely acquired the higher transport capacity within 50 h, but tissue already differentiated in darkness acquired only a partial increase in transport capacity within 50 h of DRL, indicating a developmental window for light induction of commitment to changes in auxin transport. This light-induced change probably manifests itself by alteration of function of the auxin efflux carrier, as revealed using specific transport inhibitors. Relative to dark controls, DRL-grown seedlings were differentially less sensitive to two inhibitors of polar auxin transport, N-(naphth-1-yl) phthalamic acid and 2,3,5-triiodobenzoic acid. On the basis of these data, we propose that the auxin efflux carrier is a key target of light regulation during photomorphogenesis.

Interazioni piante - insetti: ruolo delle formiche in un sistema multitrofico. Aspetti ecoetologici ed applicativi

Le formiche svolgono un importante ruolo all’interno degli ecosistemi ed alcune specie sono considerate keystone in quanto in grado di modificare la componente biotica e/o abiotica dell’ecosistema stesso. Sono animali ubiquitari che hanno colonizzato molteplici ambienti, compresi gli agroecosistemi. Negli agroecosistemi spesso svolgono un ruolo impattante determinando la diffusione o il regresso di specie di artropodi, alcune delle quali dannose alle colture. La presente ricerca tiene conto di un’ampia visione dei rapporti ecoetologici intercorrenti tra le formiche e la componente biotica di un ecosistema, utilizzando il concetto di rete multitrofica. In quest’ottica, si è pensato di costruire un sistema multitrofico costituito da una specie vegetale di interesse agrario (Cucumis sativus), dai suoi fitofagi naturali, divisi in fitomizi (afidi) (Aphis gossypii e Myzus persicae) e fitofagi masticatori (bruchi del lepidottero Mamestra brassicae), formiche (Formica pratensis) e predatori afidofagi (Aphidolets aphidimyza). Il sistema multitrofico è stato utilizzato sia per studiare l’aggressività delle formiche, sia per verificare l’esistenza di una comunicazione interspecifica tra le formiche e le piante (allelochimici). Gli studi sull’aggressività sono consistiti nel: • Verificare il livello di aggressività delle formiche nei confronti di un fitofago masticatore, competitore degli afidi nello sfruttare la pianta ospite. • Verificare se la presenza di afidi mutualisti fa variare il livello di aggressività delle formiche verso il competitore. • Verificare se esiste aggressività verso un predatore di afidi, i quali, secondo il paradigma della trofobiosi, dovrebbero essere difesi dalle formiche in cambio della melata. • Verificare se il predatore ha evoluto strategie volte ad eludere il controllo delle formiche sugli insetti che si approcciano alla colonia di afidi. Gli studi sui rapporti piante-formiche sono stati effettuati mediante olfattometro, osservando la risposta delle formiche alle sostanze volatili provenienti da piante infestate in modo differente con i fitofagi del sistema. Attraverso il trappolaggio e l’analisi gas-cromatografica delle sostanze prodotte dalle piante oggetto di studio abbiamo quindi individuato tipo e quantità di ogni composto volatile. Oltre alle piante di cetriolo, per questi esperimenti sono state utilizzate anche piante di patata (Solanum tuberosum). Dagli esperimenti sull’aggressività è risultato che le formiche manifestano un elevato potenziale predatorio, eradicando completamente la presenza dei bruchi sulle piante. Questo livello di aggressività tuttavia non cresce con la presenza degli afidi mutualisti che dovrebbero essere difesi dai competitori. Le formiche inoltre non sono in grado di sopprimere i predatori afidofagi che ipotizziamo riescano ad effettuare un camuffamento chimico, assumendo gli odori degli afidi dei quali si nutrono. I risultati degli esperimenti in olfattometro mostrano una chiara risposta positiva delle formiche verso gli odori di alcune delle piante infestate. Vi sono delle differenze nella risposta in funzione della specie di fitofago presente e della specie di pianta utilizzata. Nei trattamenti in cui erano presenti le piante di C. sativus, gli esperimenti in olfattometro hanno mostrato che le formiche rispondono in modo significativo agli odori emessi dalle piante in cui vi era la presenza del fitofago masticatore M. brassicae, solo o in associazione con A. gossypii. La presenza dei soli afidi, sia mutualisti (A. gossypii) sia non mutualisti (M. persicae), non ha invece indotto una risposta significativa nelle formiche rispetto agli odori delle piante non infestate. Nei trattamenti in cui erano presenti le piante di S. tuberosum la scelta delle formiche è stata significativa verso gli odori emessi dalle piante infestate con ciascuna delle singole specie di erbivori rispetto alle piante non infestate. Gli esperimenti sull’analisi delle sostanze volatili emesse dalle piante hanno confermato che gli organismi vegetali sono una vera centrale di produzione biochimica, infatti ben 91 composti volatili diversi sono stati individuati dall’analisi gas-cromatografica delle piante di cetriolo e 85 in quelle di patata. Dalle elaborazioni effettuate, rispettivamente 27 e 4 di essi sono prodotti esclusivamente dalle piante attaccate dai fitofagi. In generale, il cambiamento più consistente è dato dalla quantità di alcune sostanze volatili emesse dalle piante infestate rispetto a quelle integre che determina un cambiamento nei rapporti tra le sostanze che compongono i volatiles. E’ probabile che l’effetto attrattivo esercitato sulle formiche sia dato da un Blend di sostanze più che dai singoli composti presenti

Inhibitory effects of jackbean (Canavalia ensiformis L.) leaf residues on germination and vigour of crops and weeds

The effects of jackbean leaf residues incorporated in the soil on germination and seedlings growth of cucumber, radish and some weeds was examined. Trials were carried out under greenhouse conditions to (a) determine the amount of incorporated residue that is inhibitory to two test plants, (b) to determine if decomposition time changes the inhibitory levels of jackbean residues on test plants and (c) to determine the amount of residue that is inhibitory to the weed species. Jackbean leaf residues incorporated in soil at concentration of 2% or higher and allowed to decompose for a period of 0 to 2 weeks before sowing, reduced the initial growth of cucumber and radish and at different concentrations, reduced germination and growth of three weed species. These results suggest the presence of allelopathic components in Jackbean leaves that could affect seed germination and seedling development.

On the role of RNA silencing in the pathogenicity and evolution of viroids and viral satellites

Viroids and most viral satellites have small, noncoding, and highly structured RNA genomes. How they cause disease symptoms without encoding proteins and why they have characteristic secondary structures are two longstanding questions. Recent studies have shown that both viroids and satellites are capable of inducing RNA silencing, suggesting a possible role of this mechanism in the pathology and evolution of these subviral RNAs. Here we show that preventing RNA silencing in tobacco, using a silencing suppressor, greatly reduces the symptoms caused by the Y satellite of cucumber mosaic virus. Furthermore, tomato plants expressing hairpin RNA, derived from potato spindle tuber viroid, developed symptoms similar to those of potato spindle tuber viroid infection. These results provide evidence suggesting that viroids and satellites cause disease symptoms by directing RNA silencing against physiologically important host genes. We also show that viroid and satellite RNAs are significantly resistant to RNA silencing-mediated degradation, suggesting that RNA silencing is an important selection pressure shaping the evolution of the secondary structures of these pathogens.

Classificação de hortaliças.

1999

Synthesis and Biological Evaluation of New Ozonides with Improved Plant Growth Regulatory Activity

The iron oxyallyl carbocation generated from 2,7-dibromocycloheptanone was induced to undergo [4 + 3] cycloaddition reactions with various furans, affording a series of 12-oxatricyclo-[4.4.1.1(2,5)]-dodec-3-en-11-one adducts. Similar methodology was used to prepare two additional cycloadducts using menthofuran and two homologous aliphatic dibromoketones. Dipolar cycloaddition of ozone to the adducts afforded the corresponding secondary ozonides (i.e., 1,2,4-trioxolanes) in variable yields. Ozonides were investigated by quantum mechanics at the B3LYP/6-31+G* level to study structural features including close contacts which may be responsible for enhancing ozonide stability. The effect of these ozonides and their corresponding precursor cycloadducts upon radicle growth of both Sorghum bicolor and Cucumis sativus was evaluated at 5.0 x 10(-4) mol L-1. The most active cycloadducts and ozonides were also evaluated against the weed species Ipomoea grandifolia and Brachiaria decumbens, and the results are discussed. Compared to ozonides previously synthesized in our laboratory, the new ozonides described herein present improved plant growth regulatory activity.

Economic analysis of cucumber and lettuce intercropping under greenhouse in the winter-spring

A análise econômica complementa a avaliação da eficiência dos cultivos consorciados, considerando além da produção física das culturas, o preço dos produtos segundo sua classificação qualitativa e época do ano. Avaliou-se economicamente consórcios de alface crespa e pepino, em duas populações de plantas, no inverno-primavera, em casa de vegetação, em Jaboticabal, SP, Brasil. Foram calculados o custo operacional total (COT), a receita bruta (RB) e o lucro operacional (LO) das culturas do pepino e alface em monocultura e em consórcio. A mão-de-obra foi a componente com maior participação no COT das culturas em consórcio e monocultura. Maiores RB e LO foram observadas nos cultivos consorciados estabelecidos com o transplante da alface e do pepino no mesmo dia, independente da densidade populacional. Considerando-se o lucro operacional e o índice de uso eficiente da área, recomenda-se o cultivo consorciado com transplante da alface até 10 dias após o transplante (DAT) do pepino, com duas linhas, e ao 0 DAT do pepino cultivado com uma linha no canteiro

INHERITANCE of CUCUMBER TOLERANCE TO ZUCCHINI YELLOW MOSAIC VIRUS

Studies were carried out in Brazil to study the inheritance of tolerance to Zucchini yellow mosaic virus (ZYMV) in cucumber cv. Formosa. This cultivar was individually crossed with two cucumber lines from different varietal types (L(b) from a Brazilian type, and L(j) from a Japanese type), both susceptible to the virus. Two experiments, one for each line, were separately carried out, where 6 treatments (parents, generations F1, F2 and F1BC1 for both parents) were evaluated in a randomized block design with 5 repetitions. Cotyledons of 2-week-old cucumber seedlings were inoculated with ZYMV. Only the plants that did not show symptoms up to 63 days post inoculation were considered as tolerant. A chi-square (chi(2)) analysis for assessing segregation from F2 and both F1BC1, led to the conclusion that the tolerance found in cv. Formosa is determined by a recessive gene.

Pegamento de frutos em pepino caipira não partenocárpio sob cultivo protegido com aplicação de ácido naftaleno acético

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

Avaliação de linhagens e híbridos experimentais de pepino do grupo varietal japonês sob ambiente protegido

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

Amperometric biosensor for ascorbic acid

Desenvolveu-se um biossensor para ácido L-ascórbico empregando ascorbato oxidase. A enzima foi extraída do mesocarpo de pepino com solução tampão fosfato 0,05 mol L-1, pH 5,8 contendo NaCl 0,5 mol L-1. Após diálise versus solução tampão fosfato 0,05 mol L-1, pH 5,8 a enzima foi imobilizada em rede de nylon através de ligação covalente com glutaraldeído. A membrana foi acoplada em eletrodo de O2 e a reação monitorada pelo consumo de oxigênio a -600 mV em análise em fluxo (solução tampão fosfato 0,05 mol L-1, pH 5,8 como carregador e vazão 0,5 mL min-1). A curva analítica apresentou-se linear entre 1,2x10-4 a 1,0x10-3 mol L-1. O tempo de vida do biossensor foi de 500 análises. Amostras de medicamentos foram analisadas com a metodologia proposta e os resultados comparados com os obtidos com HPLC.

Efeito residual de herbicidas aplicados em pré-emergência em diferentes solos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção e heterose de híbridos experimentais de pepino do tipo japonês

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

Avaliação do potencial alelopático, atividade antimicrobiana e antioxidante dos extratos orgânicos das folhas de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers (Bignoniaceae)

Este trabalho apresenta os resultados de atividade alelopática, antimicrobiana e antioxidante dos extratos orgânicos (hexano, acetato de etila e metanol) das folhas de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers (Bignoniaceae). Para alelopatia, foi estudado o desenvolvimento de Cucumis sativus (pepino), sendo avaliados o comprimento da raiz principal, o número de raízes secundárias e o comprimento do hipocótilo. Os dois primeiros parâmetros foram afetados por todos os três extratos testados enquanto o comprimento do hipocótilo só não foi afetado pelo extrato acetato de etila. Quanto à atividade antimicrobiana, avaliada pelo ensaio de CIM, o extrato hexânico apresentou inibição moderada frente ao Staphylococcus aureus (0,9 mg mL-1) e forte ao Enterococcus hirae (0,5 mg mL-1). O extrato acetato de etila apresentou forte atividade frente Candida albicans (0,3 mg mL-1) enquanto o extrato metanólico não mostrou-se ativo para os microrganismos testados. Por outro lado, o extrato metanólico apresentou a maior capacidade de seqüestrar radicais livres (Concentração Efetiva 50%-CE50 =102,0 ± 56,9 mg mL-1, com TCE50 = 30 min) no ensaio com DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazila) e o maior teor de compostos fenólicos (116,2 ± 83,0 mg ácido gálico g amostra-1), avaliado pelo ensaio de Folin-Ciocalteau.