Stress Induction of Mitochondrial Formate Dehydrogenase in Potato Leaves1

In higher plants formate dehydrogenase (FDH, EC 1.2.1.2.) is a mitochondrial, NAD-dependent enzyme. We previously reported that in potato (Solanum tuberosum L.) FDH expression is high in tubers but low in green leaves. Here we show that in isolated tuber mitochondria FDH is involved in formate-dependent O2 uptake coupled to ATP synthesis. The effects of various environmental and chemical factors on FDH expression in leaves were tested using the mitochondrial serine hydroxymethyltransferase as a control. The abundance of FDH transcripts is strongly increased under various stresses, whereas serine hydroxymethyltransferase transcripts decline. The application of formate to leaves strongly enhances FDH expression, suggesting that it might be the signal for FDH induction. Our experiments using glycolytic products suggest that glycolysis may play an important role in formate synthesis in leaves in the dark and during hypoxia, and in tubers. Of particular interest is the dramatic accumulation of FDH transcripts after spraying methanol on leaves, as this compound is known to increase the yields of C3 plants. In addition, although the steady-state levels of FDH transcript increase very quickly in response to stress, protein accumulation is much slower, but can eventually reach the same levels in leaves as in tubers.

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

Resposta da batata cv. Cupido à fertilização organomineral

Potato crop cycle is relatively short and presents high yield per area; therefore, it is a very demanding culture for available nutrients in the soil solution. Despite its importance and the large number of studies about the crop, there is little research on plant nutrition regarding the use of organomineral fertilizer. This study evaluated potato, cv. Cupid, development and productivity as a function of fertilization with pelletized organomineral fertilizer. The experiment was done in Perdizes, Minas Gerais, in the rainy season of 2014/2015. The experimental design was a randomized blocks, with factorial arrangement of 4 x 2 (doses x management) and a control with mineral fertilizer, with 3 repetitions. Organomineral fertilizer doses were 25, 50, 75 and 100% of the conventional mineral dose, which was 600 kg ha-1 K2SO4, 850 kg ha-1 NH4H2PO4, and 300 kg ha-1 (NH4)2SO4 of topdressing 19 days after planting (DAP). Fertilization managements were with or without topdressing at 19 DAP, when the potato was hilled. Two plants per plot were sampled at 36, 50, 64 and 81 DAP and analyzed for leaf, stem and dry matter contents. DRIS - Diagnosis and Recommendation Integrated System was applied at 36 DAP and the potatoes were harvested 112 DAP and subjected to tuber classification. Throughout the cycle, stem, leaf and tuber dry mass showed no significant differences between the fertilization managements. The doses of organomineral fertilizer and topdressing management does not affect productivity, and the lower doses (25%) were similar the greater ones and the control, with an average of 16.8 t ha-1, demonstrating that it is viable to make a single application of organomineral fertilizer at planting due to operational efficiency. The low yields observed were due to high rainfall and temperature, creating favorable conditions for the incidence of pests and diseases. According to DRIS, the organomineral dose 75% for topdressing, presented the best nutritional balance.

Carotenoids and antioxidant enzymes as biomarkers of the impact of heavy metals in food chain

Antioxidant enzymes (catalase and peroxidase) and carotenoids (lutein and â-carotene) are often used as biomarkers of metal contamination of water and agricultural soils. In this study, the effects of heavy metals present in irrigation water on the aforementioned carotenoids of potatoes (Solanum tuberosum L.) and carrots (Daucus carota L.), cultivated in a greenhouse and irrigated with a water solution including different levels of Cr(VI) and Ni(II) were investigated. These results were compared to the levels of the same metabolites that had been assessed in market-available potato and carrot samples. The findings indicated that the levels of the examined metabolites on the treated with Cr and Ni samples, resemble the levels of the same parameters in the market samples, originating from polluted areas. Therefore, the antioxidant enzymes, catalase and peroxidase, and the carotenoids, lutein and â-carotene, could be handled as indicators of heavy metal pollution.

Acúmulo de glicose em clones avançados de batata sob armazenamento a baixa temperatura.

2016

Concentração de glicose em genótipos de batata durante o armazenamento.

2016

Análisis de riesgo de plagas de importancia fitosanitaria para Nicaragua en la importación de semilla de cebolla (Allium cepa L.) procecedente de Canadá

El presente Análisis de riesgo de Plagas (ARP) se realizó en el Centro Nacional de Diagnóstico Fitosanitario (CNDF) y Cuarentena del MAG-FOR en Managua, Nicaragua, e1 cual tuvo por objetivo evaluar el riesgo de introducción, establecimiento y dispersión de plagas de importancia fitosanitaria para Nicaragua en semilla de cebolla (Allium cepa L.) importada de Canadá, así como determinar las medidas adecuadas de protección fitosanitarias para evitar la introducción de las mismas a Nicaragua. De un listado inicial de 18 plagas, sólo 6 plagas son sujetas a evaluación y manejo del riesgo después de pasar por las tres etapas de evaluación de un ARP según la Norma Centroamericana del OIRSA, por considerarse que estas presentan capacidad biol��gica y de comportamiento, así como rangos óptimos de temperaturas que se asemejan a las condiciones de clima de las zonas productoras de Allium cepa L. del país. (Anexo1). El cuadro 1 contiene la lista de las plagas no sujetas a Evaluación del Riesgo Puccinia allii ( DC) Rudolphi y Urocistis Cepulae. Frost que causan la Roya y el carbón de la cebolla respectivamente son consideradas plagas específicas de los cultivos del género Allium P. allí es considerada plaga de bajo riesgo de introducción al país siendo la limitante para su establecimiento que su óptimo de temperatura ( 1 O" a 15" C), no se asemeja a las condiciones de temperatura de las zonas productoras del país( Anexo l ), mientras que U. cepulae es considerado como un hongo muy peligroso capaz de provocar pérdidas en la producción de hasta 80 por ciento tiene alta probabilidad de establecimiento v diseminación en las zonas productoras del país va que las condiciones de edafocl��maticas (16-22" C y pH 5-8) le favorecen( Anexo 1) Botryotinia squamosa. Viennot-Bourgín es un hongo que causa la pudrición blanda de la cebolla, se considera una plaga especifica de cultivos del género Allium con probabilidad alta de establecimiento v disemmac1ón en las zonas productoras de cebolla del país ya que el rango superior óptimo de temperatura (23" C) se asemeja a las condiciones de temperatura de las mismas (Anexo 11. Sclerotium cepivorum. Berkeley (1841 ). Es un hongo que causa la pudrición blanca de la cebolla y es considerado una plaga general de corto rango de hospedero quien además de atacar a cultivos del género Allium ataca también a lycopersicum esculentum (tomate) puede causar pérdidas en la producción de hasta un 70 por ciento (promedio) Y, con riesgo Alto de establecimiento en el país ya que temperaturas de 1 0"-20" C y baja humedad 40%. (pariona et. al) inclusive 30"- 5"C cuando hay humedad (Agrios 1985) y pH desde 1.4 a 8.8 le favorecen y las condiciones edafoclimáticas de las zonas productoras de cebolla del país se asemejan (Anexo ll). El nemátodo Ditylenchus dipsaci es un endoparásito destructor, y es considerado plaga general de cultivos del género Allium que ataca otros cultivos como cucurbitáceas. Zea mays (Maíz), Solanum tuberosum (Papa) y Nicotiana Tabacum (Tabaco). Es capaz de reducir la producción hasta un 75 por ciento (promedio) y la probabilidad de ingreso al país es media, a pesar de que su óptimo de temperatura (15º C) no se asemejan a la temperatura de las zonas productoras de cebolla del país. se considera de gran importancia sus características como: gran capacidad reproductiva es endoparásito y podemos encontrarlo dentro de cualquier parte de la planta inclusive dentro de la semilla. Aphelenchoides fragariae es un nematodo que tiene por hospedero secundario a Allium cepa. L puede ser capaz de ocasionar pérdidas en la producción de hasta 66.5% (promedio), es considerado plaga general de cultivos del género Allium con baja probabilidad de ingreso al país, va que su hospedero primario es la fresa y no se reportan daños en cebolla (no preferencia por Allium cepa L que es hospedero secundario) Todas estas plagas son consideradas de categoría A 1 1 para Nicaragua (no presentes en el país), lo que justifica plenamente la realización de este ARP a fin de tomar las medidas pertinentes que acompañen la importación de semilla y así evitar la introducción de nuevas plagas de difícil control.

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.

Small RNA sequencing of potato leafroll virus-infected plants reveals an additional subgenomic RNA encoding a sequence-specific RNA-binding protein

Potato leafroll virus (PLRV) is a positive-strand RNA virus that generates subgenomic RNAs (sgRNA) for expression of 3' proximal genes. Small RNA (sRNA) sequencing and mapping of the PLRV-derived sRNAs revealed coverage of the entire viral genome with the exception of four distinctive gaps. Remarkably, these gaps mapped to areas of PLRV genome with extensive secondary structures, such as the internal ribosome entry site and 5' transcriptional start site of sgRNA1 and sgRNA2. The last gap mapped to ~500. nt from the 3' terminus of PLRV genome and suggested the possible presence of an additional sgRNA for PLRV. Quantitative real-time PCR and northern blot analysis confirmed the expression of sgRNA3 and subsequent analyses placed its 5' transcriptional start site at position 5347 of PLRV genome. A regulatory role is proposed for the PLRV sgRNA3 as it encodes for an RNA-binding protein with specificity to the 5' of PLRV genomic RNA. © 2013.

Nucleotide sequences of an Australian and a Canadian isolate of potato leafroll luteovirus and their relationships with two European isolates

The genomes of an Australian and a Canadian isolate of potato leafroll virus have been cloned and sequenced. The sequences of both isolates are similar (about 93%), but the Canadian isolate (PLRV-C) is more closely related (about 98% identity) to a Scottish (PLRV-S) and a Dutch isolate (PLRV-N) than to the Australian isolate (PLRV-A). The 5'-terminal 18 nucleotide residues of PLRV-C, PLRV-A, PLRV-N and beet western yellows virus have 17 residues in common. In contrast, PLRV-S shows no obvious similarity in this region. PLRV-A and PLRV-C genomic sequences have localized regions of marked diversity, in particular a 600 nucleotide residue sequence in the polymerase gene. These data provide a world-wide perspective on the molecular biology of PLRV strains and their comparison with other luteoviruses and related RNA plant viruses suggests that there are two major subgroups in the plant luteoviruses.

黄土丘陵区免耕条件下两种土壤酶活性变化

为了确定合理环保的耕作制度,2007~2008安塞田间定位试验黄土丘陵旱作农区大豆(Glycine maxL)、玉米(Zea maysL)、红小豆(Semen Phaseoli)、马铃薯(Solanum tuberosumLinn.)在翻耕化肥(CF)、翻耕有机肥(CM)、翻耕无肥(CN)、免耕化肥(NF)、免耕有机肥(NM)、免耕无肥(NN)等水平下的农田土壤脲酶、蔗糖酶活性。结果表明:在作物花期,大豆、玉米土壤脲酶活性较高,蔗糖酶活性较低,而红小豆、马铃薯则与之相反,差异极显著。到作物收获后,玉米土壤脲酶、蔗糖酶活性增高,增幅在83%以上,而马铃薯、红小豆、大豆三种作物土壤脲酶活性降低,降幅在10%以上,蔗糖酶活性增强,增幅在40%以上。从花期到收获后,免耕降低了土壤脲酶活性,提高了土壤蔗糖酶活性,在黄土丘陵沟壑旱作农区两种土壤酶活性表现较优的作物为大豆、玉米,较优的处理为NM玉米、NF大豆,其田间环保效应为:作物生长期间两种酶活性比较高,收获后两种酶活性则降低,有利于提高作物生长期土壤肥效利用率,减少作物收获后温室气体的排放。

Classificação de hortaliças.

1999

Processamento mínimo de mini batatas.

2004

Determinação de espécies e de raças de isolados de Verticillium oriundos de diferentes Estados do Brasil.

2007

Acción del CIPC y otros factores en la pérdida de peso durante el almacenamiento de papa para la industria

p.103-113