Biochemistry of grape berries: post-genomics approaches to uncover the effects of water deficits on ripening

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biochemistry, Plant Physiology

The influence of kaolin application on key metabolic pathways associated with grape berry quality: a molecular and biochemical analysis

Dissertação de mestrado em Biologia Molecular, Biotecnologia e Bioempreendedorismo em Plantas

Study of grapevine solute transporters involved in berry quality. A biochemical and molecular approach

Tese de Doutoramento em Biologia de Plantas

Efeitos de giberelinas e auxina na frutificação da videira 'Niagara Rosada'

Estudou-se a influência da aplicação, por imersão, de giberelinas e auxina (ácido 2-hidroximetil 4-clorofenoxiacético), 11 dias após o florescimento, nas características morfol��gicas da panícula da videira Vitis (labrusca x vinifera) 'Niagara Rosada'. Neste experimento verificou-se que, aplicação de giberelinas na concentração de 100 ppm em pós-florescimento, promoveu aumento no peso da panícula, número e peso das bagas, al��m de alongamento da ráquila, o que contribue para a formação de panículas com distribuição das bagas mais adequada. Tratamento com giberelinas 60 ppm + ácido 2-hidroximetil 4-clorofenoxiacético 50 ppm provocou aumento no peso da panícula, número e peso das bagas, sem contudo promover uma melhor distribuição das mesmas. Giberelinas na concentração de 500 ppm causou aumento na elongação das bagas com relação ao diâmetro, porém não apresentou nenhuma outra característica superior ao controle. Aplicação do ácido 2-hidroximetil 4-clorofenoxiacético em pós-fiorescimento, nas concentrações utilizadas, não apresentou resultados favoráveis na frutificação da 'Niagara Rosada', nas condições de estudo.

Efeitos de retardadores de crescimento na frutificação da videira 'Niagara Rosada'

Estudou-se a influência da aplicação por imersão, de retardadores de crescimento (CCC e SADH), 5 dias antes do florescimento, nas características morfol��gicas da panícuia da videira Vitis (labrusca x vinifera) 'Niagara Rosada'. Neste ensaio verificou-se que as concentrações de CCC aplicadas em pré-florescimento, não afetaram favoravelmente a morfologia das panículas da cultivar estudada, nas condições do ensaio. SADH na dosagem de 1000 ppm provocou, na primeira colheita, aumento no peso e comprimento da panícula, no peso das bagas, e no comprimento da ráquis, proporcionando a formação desejada de uma panícula mais alongada, nas condições estudadas. Aplicação de SADH na concentração de 250 ppm em pré-florescimento, promoveu aumento no peso e comprimento da panícula, número e peso das bagas, al��m do inconveniente de elevar o número de sementes.

Survey of potential sharpshooter and spittlebug vectors of Xylella fastidiosa to grapevines at the São Francisco River Valley, Brazil

Survey of potential sharpshooter and spittlebug vectors of Xylella fastidiosa to grapevines at the São Francisco River Valley, Brazil. Pierce's disease of grapevines, caused by Xylella fastidiosa, is a serious problem in some regions of North America, not yet reported in Brazil. In this study, a survey of potential sharpshooter (Hemiptera, Cicadellidae, Cicadellinae) and spittlebug (Hemiptera, Cercopidae) vectors of X. fastidiosa was conducted in vineyards at the São Francisco River Valley, a major grape growing region in Brazil. Four vineyards of Vitis vinifera L. were sampled fortnightly from June/2005 to June/2007, using yellow sticky cards, each placed at two different heights (45 cm aboveground and 45 cm above the crop canopy) in 10 sampling localities. A total of 4,095 specimens of sharpshooters were collected, nearly all from 3 Proconiini species, Homalodisca spottii Takiya, Cavichioli & McKamey, 2006 (96.8% of the specimens), Tapajosa fulvopunctata (Signoret, 1854) (3.1%), and Tretogonia cribrata Melichar, 1926 (1 specimen). Hortensia similis (Walker, 1851) (2 specimens) was the only Cicadellini species. Only 1 cercopid specimen, belonging to Aeneolamia colon (Germar, 1821), was trapped. Even though they are not considered potential Xylella vectors, 2 Gyponini leafhoppers were collected: Curtara samera DeLong & Freytag, 1972 (11 specimens) and Curtara inflata DeLong & Freytag, 1976 (1 specimen). Homalodisca spottii was observed feeding and mating on green branches of grapevines, in addition to egg masses. Because of its prevalence on the crop canopy, occurrence throughout the year (with peaks from February to August), and ability to colonize grapevines, H. spottii could be an important vector if a X. fastidiosa strain pathogenic to grapevines becomes introduced at the São Francisco River Valley.

A survey of mealybugs infesting South-Brazilian wine vineyards

ABSTRACTMealybugs (Hemiptera: Pseudococcidae) are important pests of the grapevine Vitis spp. and are responsible for direct and indirect damage to production. The main mealybug species present in wine grapevine (Vitis vinifera L.) in Southern Brazil were identified and their incidence evaluated. Bunch-samples (n = 50) from 131 vineyards located in the Serra Gaúcha Region (RS) of Brazil were analyzed at harvest, and the occurrence of mealybugs in the roots was evaluated at the time of eradication of plants for replanting. Mealybugs were reared in laboratory until adulthood for species determination. The species Dysmicoccus brevipes (Cockerell, 1983), Dysmicoccus sp., Planococcus citri (Risso, 1813), Pl. minor(Maskell, 1897), Pseudococcus viburni (Signoret, 1875) and Pseudococcus sp. were identified in bunches. Dysmicoccus sp., D. umbambae Granara de Willink, 2009, Pl. citri and Pseudococcus sp. were found in the roots. Pl. citri (31.4%) and Dysmicoccus sp. (22.7%) were the most common species found in wine grape bunches in the Serra Gaúcha Region.

Chemical changes in argisols under irrigated grape production in the central São Francisco river valley, Brazil

This study compares the chemical composition of the solution and exchange complex of soil in a 3-year-old irrigated vineyard (Vitis vinifera L., Red Globe cultivar) with that of adjacent clearing in the native hyperxerophyllic 'caatinga' vegetation. The soils are classified as Plinthic Eutrophic Red-Yellow Argisol; according to Soil Taxonomy they are isohyperthermic Plinthustalfs. Detailed physiographic characterization revealed an impermeable gravel and cobble covering the crystalline rocks; the relief of this layer was more undulating than the level surface. Significant higher concentrations of extractable Na, K, Mg and Ca were observed within the vineyard. Lower soil acidity, higher Ca/Mg ratios, as well as lower sodium adsorption and Na/K ratios reflected additions of dolomitic lime, superphosphate and K-bearing fertilizers. As the water of the São Francisco River is of good quality for irrigation (C1S1), the increases in Na were primarily attributed to capillary rise from the saline groundwater table. None of the soil in the study area was found to be sodic. About 62% of the vineyard had an Ap horizon with salinity levels above 1.5dSm-1 (considered detrimental for grape production); according to average values for this horizon, a potential 13% reduction in grape production was predicted. Differences in chemical composition in function of distance to the collector canals were observed in the clearing, but not in the vineyard. The influence of differences in the elevations of the surface and impermeable layers, as well as pediment thickness, was generally weaker under irrigation. Under irrigation, soil moisture was greater in points of convergent surface waterflow; the effect of surface curvature on chemical properties, though less consistent, was also stronger in the vineyard.

Variabilidade espacial de atributos de um solo sob videira em Vitória Brasil (SP)

Foi pesquisada a variabilidade espacial de alguns atributos físicos e químicos de uma associação de solos cultivada sob videira (Vitis vinifera-L), do município de Vitória Brasil, estado de São Paulo, Brasil. O objetivo foi estudar a dependência espacial de tais atributos, assim como caracterizar as respectivas variabilidades, distribuições de freqüência e números mínimos de subamostras do solo para a cultura da videira. Para isso, coletaram-se dados do solo, dispostos segundo uma malha com 156 pontos amostrais, sendo analisados por meio da geoestatística. As maiores variabilidades foram verificadas para a macroporosidade (MA), P, K, Ca, Mg, SB e CTC, ao passo que as menores foram para a densidade do solo (DS), pH e V. O número mínimo de subamostras, necessário para formar uma amostra composta e representativa, variou de 1 (pH e V) a 241 (Mg), tendo seu valor médio de 64 subamostras. Quanto à dependência espacial, o P e o V apresentaram, respectivamente, forte e fraca dependência, enquanto o restante dos atributos apresentou moderada dependência. Desta forma, o alcance dos atributos físicos variou de 2,56 a 4,32 m, enquanto o dos químicos variou de 1,82 a 5,64 m.

Atributos químicos do solo e produtividade de videiras alterados pelo manejo de coberturas verdes na Serra Gaúcha

O manejo do solo pode interferir na disponibilidade de nutrientes e na produtividade de frutos. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de formas de manejo da fitomassa de diferentes espécies de plantas de cobertura verde sobre características químicas do solo, relacionadas à matéria orgânica e à disponibilidade de nutrientes, e sobre a produtividade de uva. O experimento foi realizado na Embrapa Uva e Vinho, em Bento Gonçalves, RS, sobre um Cambissolo Háplico, num parreiral implantado em 1989, com os cultivares Niágara Branca e Niágara Rosada, no sistema de latada. Os tratamentos testados foram implantados em 2002 e consistiram em três coberturas vegetais: vegetação espontânea, aveia-preta e consórcio de trevo-branco + trevo-vermelho + azevém; e dois sistemas de manejo: dessecado com herbicida e roçado, os quais foram realizados no outono, previamente à ressemeadura das espécies. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com três repetições. Os atributos químicos indicadores da acidez e da disponibilidade de nutrientes no solo foram pouco influenciados pelas espécies de cobertura. A dessecação das plantas aumentou os teores de Ca e Mg trocáveis, P disponível e C orgânico total em relação ao manejo roçado. A produtividade de uva nas safras de 2004 e 2006 foi baixa em relação ao potencial dos cultivares, possivelmente por restrições climáticas, contudo foi maior quando se utilizou a aveia como planta de cobertura do que com o consórcio de plantas.

Water storage variability in a vineyard soil in the southern highlands of Santa Catarina state

In the subtropical regions of southern Brazil, rainfall distribution is uneven, which results in temporal variability of soil water storage. For grapes, water is generally available in excess and water deficiency occurs only occasionally. Furthermore, on the Southern Plateau of Santa Catarina, there are differences in soil properties, which results in high spatial variability. These two factors affect the composition of wine grapes. Spatio-temporal analyses are therefore useful in the selection of cultural practices as well as of adequate soils for vineyards. In this way, well-suited areas can produce grapes with a more appropriate composition for the production of quality wines. The aim of this study was to evaluate the spatio-temporal variability of water storage in a Cambisol during the growth cycle of a Cabernet Sauvignon vineyard and its relation to selected soil properties. The experimental area consisted of a commercial 8-year-old vineyard in São Joaquim, Santa Catarina, Brazil. A sampling grid with five rows and seven points per row, spaced 12 m apart, was outlined on an area of 3,456 m². Soil samples were collected with an auger at these points, 0.30 m away from the grapevines, in the 0.00-0.30 m layer, to determine gravimetric soil moisture. Measurements were taken once a week from December 2008 to April 2009, and every two weeks from December 2009 to March 2010. In December 2008, undisturbed soil samples were collected to determine bulk density, macro- and microporosity, and disturbed samples were used to quantify particle size distribution and organic carbon content. Results were subjected to descriptive analysis and semivariogram analysis, calculating the mean relative difference and the Pearson correlation. The average water storage in a Cambisol under grapevine on ridges had variable spatial dependence, i.e., the lower the average water storage, the higher the range of spatial dependence. Water storage had a stable spatial pattern during the trial period, indicating that the points with lower water storage or points with higher water storage during a certain period maintain these conditions throughout the experimental period. The relative difference is a simple method to identify positions that represent the average soil water storage more adequately at any time for a given area.

Atributos físicos de Cambissolo Háplico em vinhedos submetidos a intensidades de tráfego

Em vinhedos, o tráfego de máquinas agrícolas causa compactação do solo que pode ser mais acentuada nas entrelinhas pela maior intensidade de tráfego. Este trabalho objetivou avaliar a variabilidade dos atributos físicos do solo em razão da posição de amostragem em relação à linha de plantio, em vinhedos comerciais da variedade Bordô em pé franco, submetidos a diferentes manejos da cultura. Em fevereiro de 2012, três vinhedos foram selecionados no município de Major Gercino (SC), sendo um manejado sem a utilização de máquinas agrícolas (vinhedo 1: com seis anos de implantação) e dois que utilizam máquinas nas entrelinhas (vinhedos 2 e 3: com oito e 17 anos, respectivamente). Na linha de plantio (Lp), na linha do rodado (Lr) e entre a linha de plantio e a linha do rodado (El), foram coletadas amostras indeformadas de solo nas camadas de 0,00-0,05, 0,05-0,10, 0,10-0,15 e 0,15-0,20 m de profundidade. Avaliaram-se a densidade do solo (Ds), a resistência à penetração (Rp), as classes de poros (macroporos - MaP, mesoporos - MeP, microporos - MiP e porosidade total - PT), os índices de agregação e de estabilidade de agregados (Diâmetro médio geométrico dos agregados secos ao ar e estáveis em água - DMGsa e DMGea, índice de estabilidade de agregados - IEA), a umidade gravimétrica (Ug), a densidade das partículas e a granulometria do solo. O estado de compactação aumentou no sentido da Lp para a Lr. A ocorrência de tráfego, em geral, influenciou negativamente os atributos avaliados. Entre as posições de amostragem, os maiores valores de Ds e Rp ocorreram na Lr, em que a Rp atingiu valores críticos ao desenvolvimento de raízes; nos vinhedos mecanizados, foram encontrados elevados valores de Rp e baixos de MaP nas camadas de 0,00-0,05 e 0,05-0,10 m. Observaram-se agregados com maior diâmetro e menores IEA, o que indica deterioração da qualidade física do solo. No vinhedo 1, houve menor variabilidade dos atributos físicos, enquanto no vinhedo 2 verificou-se influência negativa do tráfego de máquinas, principalmente para os atributos relacionados à agregação e elevada MiP. No vinhedo 3, observaram-se os maiores índices de Rp e de Ds, bem como o menor valor de MaP. Portanto, em relação aos vinhedos estudados, verificou-se aumento da degradação física do solo proporcionado pelo tráfego de máquinas (vinhedos 2 e 3). Dentre as posições de coletas e os vinhedos, evidenciou-se, por meio da análise de componentes principais, a separação da posição Lr do vinhedo 3, em razão dos atributos Ds e Rp, permitindo inferir que o manejo adotado na posição Lr está ocasionando maior degradação da qualidade física do solo.

Trocas gasosas em videira sob regime de estresse hídrico. II. fotorrespiração e comportamento varietal

Analisou-se a fotorrespiração em folhas de videira (Vitis vinifera L.) submetidas a um regime de estresse hídrico, com o objetivo de caracterizar o comportamento de diferentes cultivares. Foram utilizadas plantas de dois anos, enxertadas sobre o porta-enxerto Fercal, plantadas em vasos pl��sticos e cultivadas em ambiente controlado. A fotorrespiração foi calculada a partir de medidas das trocas gasosas foliares. Os valores absolutos da fotorrespiração variaram pouco entre cultivares e nível de irrigação; já a eficiência da carboxilação e o ponto de compensação ao CO2 foram bastante afetados pelo estresse hídrico, o que revela diferentes níveis de sensibilidade varietal. Foi verificada a ocorrência de inibição não-estomática da fotossíntese, afetando diferencialmente as cultivares analisadas. Destacou-se, ainda, a maior adaptação da Chardonnay às condições de estresse hídrico, em oposição à grande sensibilidade da Sémillon e da Ugni blanc.

Exigências hídricas da videira na Região do Submédio São Francisco

O trabalho objetivou a estimativa das necessidades hídricas da videira (Vitis vinifera L.), cv. Itália, sob as condições edafoclimáticas da Região do Submédio São Francisco. A parte experimental foi conduzida no campo experimental de Bebedouro da Embrapa-Centro de Pesquisa Agropecuária do Trópico Semi-Árido, no município de Petrolina, PE, durante o período de maio a agosto de 1996. A evapotranspiração da cultura foi determinada pelo método do balanço hídrico no solo, e a evapotranspiração de referência foi estimada pelo método de Penman, visando avaliar o comportamento do coeficiente de cultura (Kc) ao longo do ciclo da cultura. O parreiral, com cinco anos de idade, foi conduzido em sistema de latada a 2 m acima da superfície do solo, num espaçamento de 4 m x 2 m e irrigado diariamente por gotejamento. O consumo hídrico diário máximo da cultura foi de 4,33 mm dia-1, totalizando 333,6 mm no período de observações. Os valores de Kc variaram de 0,50 a 0,74. Determinou-se uma curva característica de Kc para o ciclo vegetativo da videira, a qual permite obter o Kc diário em função dos dias após a poda.

Qualidade, fenóis e enzimas oxidativas de uva 'Itália' sob influência do cálcio, durante a maturação

Este trabalho foi realizado na Empresa Timbaúba Agrícola S.A., em Petrolina, PE, visando avaliar o efeito da aplicação, pré-colheita, de Ca, sobre a qualidade, teores de fenóis e atividade de enzimas oxidativas da uva (Vitis vinifera L.) 'Itália', durante a maturação. Utilizaram-se doses de Ca de 0, 0,5, 1,0 e 1,5%, na forma de cloreto de Ca diidratado, via imersão por 10 segundos, na fase de mudança de cor e início de amolecimento das bagas (57 dias após a formação dos frutos), em cachos marcados. Realizaram-se avaliações aos 28, 43, 57, 72 e 92 dias após a formação dos frutos. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, num fatorial 4 x 5, com quatro repetições. Analisaram-se as variáveis: sólidos sol��veis totais (SST), acidez total titul��vel (ATT), relação SST/ATT, pH, fenóis totais e atividade das enzimas polifenoloxidase (PPO) e peroxidase (PDO). Com o aumento das doses de Ca, o teor de SST e a relação SST/ATT foram reduzidos. Entretanto, os valores de SST verificados atenderam à exigência de mercado. A atividade da PDO foi reduzida em 13,26% pelo Ca na dose de 1,0% e aumentada em 27,15% pelo Ca 1,5%, em comparação com a da testemunha. As demais variáveis não sofreram efeito do Ca exógeno.