Enhanced methionine levels and increased nutritive value of seeds of transgenic lupins (Lupinus angustifolius L.) expressing a sunflower seed albumin gene

With the aim of improving the nutritive value of an important grain legume crop, a chimeric gene specifying seed-specific expression of a sulfur-rich, sunflower seed albumin was stably transformed into narrow-leafed lupin (Lupinus angustifolius L.). Sunflower seed albumin accounted for 5% of extractable seed protein in a line containing a single tandem insertion of the transferred DNA. The transgenic seeds contained less sulfate and more total amino acid sulfur than the nontransgenic parent line. This was associated with a 94% increase in methionine content and a 12% reduction in cysteine content. There was no statistically significant change in other amino acids or in total nitrogen or total sulfur contents of the seeds. In feeding trials with rats, the transgenic seeds gave statistically significant increases in live weight gain, true protein digestibility, biological value, and net protein utilization, compared with wild-type seeds. These findings demonstrate the feasibility of using genetic engineering to improve the nutritive value of grain crops.

Beiträge zur Kenntnis der in den Samen von Lupinus angustifolius und Lupinus perennis Var. polyphyllus enthaltenen Alkaloide /

Thesis (doctoral)--Universität Marbutrg, 1898.

Cadmium phytoextraction capacity of white lupine ( Lupinus albus L.) and narrow-leafed lupine ( Lupinus angustifolius L.) in three contrasting agroclimatic conditions of Chile

The phytoextraction process implies the use of plants to promote the elimination of metal contaminants in the soil. In fact, metal-accumulating plants are planted or transplanted in metal-contaminated soil and cultivated in accordance with established agricultural practices. The objective of the present study was to evaluate the productivity and Cd phytoextraction capacity of white lupine ( Lupinus albus L.) and narrow-leafed lupine ( Lupinus angustifolius L.), as well as the effect on residual Cd concentration in the soil. Both species of lupines were grown at three CdCl2 rates (0, 1, and 2 mg kg-1), under three agroclimatic conditions in Chile in 2013. In the arid zone (Pan de Azúcar, 73 mm precipitation), narrow-leafed lupine production was significantly (P < 0.05) higher than white lupine (4.55 vs. 3.26 Mg DM ha-1, respectively). In locations with higher precipitation (Santa Rosa, 670 mm; Carillanca, 880 mm), narrow-leafed lupine DM production was slightly higher than in Pan de Azúcar, but white lupine was approximately three times higher. Total plant Cd concentrations in white and narrow-leafed lupine increased as Cd rates increased in the three environments, but they were much higher in narrow-leafed lupine than white lupine; 150%, 58%, and 344% higher in Pan de Azúcar, Santa Rosa, and Carillanca, respectively. Cadmium uptake (g Cd ha-1) and apparent recovery were also higher (P < 0.05) in narrow-leafed lupine in two environments (Pan de Azúcar and Carillanca). These results suggest that narrow-leafed lupine present higher potential as phytoremediation species than white lupine.

Desenvolvimento e otimização de um filme biodegradável à base de proteína do tremoço (Lupinus angustifolius)

Dissertação de Mestrado, Biologia Molecular e Microbiana, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Occurrence of secretory structures in underground systems of seven Asteraceae species

In contrast with the abundance of anatomical studies of secretory structures on aerial vegetative organs of Asteraceae species, the information about secretory structures on thickened subterranean organs is sparse. The aim of this study was to investigate the occurrence of secretory structures on thickened and nonthickened subterranean organs of seven Asteraceae species from three tribes: Eupatorieae (Chromolaena squalida and Gyptis lanigera), Vernonieae (Chresta sphaerocephala, Lessingianthus bardanoides, L. glabratus and Orthopappus angustifolius), and Plucheeae (Pterocaulon angustifolium). The specimens were collected in areas of cerrado, from the State of Sao Paulo, Brazil. All species of the tribe Vernonieae studied exhibited endodermic cells, other than the epithelial cells of the canal, with secretory activity in the roots. In C. sphaerocephala roots, two types of endodermic cell were found, but only one had secretory activity. Secretory canals were found in the tuberous and nontuberous roots of all studied species. These data agree with the results from the literature for Asteraceae species. Here, we describe for the first time in Asteraceae the presence of secretory idioblasts in C. sphaerocephala. Secretory trichomes are present in the Orthopappus angustifolius rhizophore. Histochemical tests have shown that all types of secretory structure possess substances containing lipids. (C) 2008 The Linnean Society of London.

Isoflavones and antioxidant capacity of Peruvian and Brazilian lupin cultivars

Seed coats, cotyledons and hypocotyls from six Peruvian (Lupinus mutabilis Sweet) and two Brazilian (Lupinus albus and Lupinus angustifolius) lupin cultivars were assessed regarding their content of isoflavones and antioxidant capacity. Genistein and a genistein derivative were detected in seed coats and cotyledons from Peruvian cultivars. Total isoflavones ranged from 9.8 to 87, 16.1 to 30.8 and 1.3 to 6.1 mg/100 g of sample in fresh weight (expressed as genistein) in seed coat, cotyledon and hypocotyl fractions, respectively, from mutabilis species, whereas no isoflavones were detected in L. angustifolius and L. albus. A significant correlation (r = 0.99) was found between the total isoflavone levels and the antioxidant capacity measured by the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl radical-scavenging method in all fractions of Peruvian samples. No condensed tannins were detected in any of the lupin cultivars. The H-6 Andean cultivar is promising for its high isoflavone content and antioxidant capacity. Insights from this study indicate that lupin cultivars of the mutabilis species have similar isoflavone profiles and that isoflavones are more concentrated in the cotyledon seed fraction than in the seed coat or hypocotyl fractions. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved.

Spatial and temporal changes in multiple hormone groups during lateral bud release shortly following apex decapitation of chickpea (Cicer arietinum) seedlings

Although the co-ordination of promotive root-sourced cytokinin (CK) and inhibitory shoot apex-sourced auxin (IAA) is central to all current models on lateral bud dormancy release, control by those hormones alone has appeared inadequate in many studies. Thus it was hypothesized that the IAA : CK model is the central control but that it must be considered within the relevant timeframe leading to lateral bud release and against a backdrop of interactions with other hormone groups. Therefore, IAA and a wide survey of cytokinins (CKs), were examined along with abscisic acid (ABA) and polyamines (PAs) in released buds, tissue surrounding buds and xylem sap at 1 and 4 h after apex removal, when lateral buds of chickpea are known to break dormancy. Three potential lateral bud growth inhibitors, IAA, ABA and cis-zeatin 9-riboside (ZR), declined sharply in the released buds and xylem following decapitation. This is in contrast to potential dormancy breaking CKs like trans-ZR and trans-zeantin 9-riboside 5'phosphate (ZRMP), which represented the strongest correlative changes by increasing 3.5-fold in xylem sap and 22-fold in buds. PAs had not changed significantly in buds or other tissues after 4 h, so they were not directly involved in the breaking of bud dormancy. Results from the xylem and surrounding tissues indicated that bud CK increases resulted from a combination synthesis in the bud and selective loading of CK nucleotides into the xylem from the root.

Towards the on-farm conservation of the assassin bug Pristhesancus plagipennis (Walker) (Hemiptera : Reduviidae) during winter using crop plants as refuges

Habitat instability associated with seasonal crop succession in broad-acre farming systems presents a problem for the conservation and utilisation of beneficial insects in annual field crops. The present paper describes two experiments used to measure the potential of seven plant species to be utilised as winter refuges to support and conserve the predatory bug Pristhesancus plagipennis (Walker). In the first experiment, replicated plots of canola (Brassica napus ), red salvia (Salvia coccinea ), niger (Guizotia abyssinica ), linseed (Linum usitatissimum ), lupins (Lupinus angustifolius ), and lucerne (Medicago falcata ) were planted in a randomized experiment during Autumn 1998. Upon crop establishment, adults and nymphs of P. plagipennis were released into treatment plots and their numbers were assessed, along with those of their potential prey, throughout the ensuing winter months. Post-release sampling suggested that canola and niger retained a proportion of adult P. plagipennis , while niger, lucerne and canola retained some nymphs. The other plant species failed to support P. plagipennis nymphs and adults postrelease. In the second experiment, niger was compared with two lines of sunflower (Helianthus annus ). Both sunflower lines harboured significantly higher (P < 0.05) densities of P. plagipennis nymphs than did niger. The more successful refuge treatments (sunflower, niger and canola) had an abundance of yellow flowers that were attractive to pollinating insects, which served as supplementary prey on which P. plagipennis were observed to feed. Sunflower and niger also supported high densities of the prey insect Creontiades dilutus (Stal) and provided protective leafy canopies which supplied shelter during the winter months. The potential and limitations for using each plant species as a winter refuge to retain P. plagipennis during winter are discussed.

Ocorrência do órgão cupuliforme com bordos pelífenos, no colo dos "seedlings" de algumas Myrtaceae

After verifing the presence of the cupuliform organ on the seedlings from 105 species of Eucalyptus (ACCORSI, 1955-56), the author concluded that it is a morphological characteristic of the genus, which is peculiar to the plants only in first stages of their life. In this paper, the author resumes his study carried out on 20 species of Myrtaceae, distributed among 13 genus and he could certify, until now, that, in relation to the cupuliform organ, they may divided in three groups: 1.° Group - Without cupuliform organ 1. Campomanesia aurea Berg 2. Eugenia campestris DC. 3. Eugenia tomentosa Camb. 4. Eugenia uniflora L. 5. Myrciaria edulis Berg 6. Myrciaria trunciflora Berg 7. Pitangueira-gigante - As it was difficulty to identify this species, I use its common name. 2.° Group - With rudiment of cupuli orm organ 1. Eugenia uvalha Camb. 2. Jambosa vulgaris DC. 3. Myrciaria cauliflora Berg 3.° Group - With full cupuliform organ 1. Amomyrtus luma (Mol) Legr. et Kaus. 2. Blepharocalyx angustifolius Berg 3. Britoa acida Berg 4. Callistemon speciosus DC. o. Callistemon viminalis Cheel. 6. Feijoa sellowiana Berg 7. Myrceugenia glaucescens (Camb.) Legrand 8. Myrrhinium rubriflorum Berg 9. Psidium guayava Raddi 10. Psidium littorale Raddi During his observations, he could identify also in many, seeds an "operculum", further observations about it will be published opportunely.

Plantas de cobertura de solo antecedendo o milho e seu efeito sobre o carbono orgânico do solo, sob plantio direto

Em condições naturais, o solo encontra-se num estado estável no ambiente, mas o manejo inadequado causa degradação, principalmente da fração orgânica, comprometendo a sustentabilidade de sistemas agrícolas. Este estudo baseou-se num experimento que vem sendo realizado há seis anos em um Podzólico Vermelho-Amarelo (Hapludalf), localizado em área experimental do Departamento de Solos/UFSM, e teve como objetivo avaliar o efeito de sucessões de cultura sobre a dinâmica do carbono. Utilizaram-se as sucessões de cultura ervilhaca comum (vicia sativa)/milho, tremoço azul (Lupinus angustifolius)/milho, ervilha forrageira (Pisum arvense)/milho, aveia preta (Avena strigosa )/milho e pousio invernal/milho, associadas a duas doses de N aplicado no milho (0 e 80 kg ha-1). O solo foi manejado em plantio direto e foram feitas avaliações dos teores de C das plantas de cobertura e dos resíduos vegetais superficiais e do solo, em três profundidades. Os resultados evidenciaram que os sistemas de culturas, sob plantio direto há seis anos, promoveram acúmulos significativos de carbono orgânico apenas na camada mais superficial do solo (0-2,5 cm). A sucessão tremoço azul/milho destacou-se pela capacidade de promover acúmulo de carbono orgânico no solo. A quantidade de carbono orgânico acumulado no solo depende fundamentalmente da quantidade de massa seca produzida pelos sistemas de culturas.

Dinâmica da agregação induzida pelo uso de plantas de inverno para cobertura do solo

O impacto de plantas de inverno sobre a estabilidade estrutural do solo, antecedendo a cultura do milho sob plantio direto, foi avaliado em Podzólico Vermelho-Amarelo. O experimento foi realizado no campus da Universidade Federal de Santa Maria, de maio de 1991 a maio de 1992. Os tratamentos utilizados constaram de: chícharo (Lathyrus sativus L.), tremoço azul (Lupinus angustifolius L.), ervilhaca (Vicia sativa L.), aveia preta (Avena strigosa Schieb) e pousio invernal. Em cada parcela, foram coletadas mensalmente, desde a implantação das plantas de inverno até a colheita do milho, totalizando treze coletas, amostras de solo parcialmente deformadas e indeformadas para as determinações. Foram usadas duas subamostras na profundidade de 0-5 cm, com pá de corte, compondo uma amostra para análise de agregados e carbono orgânico e cinco subamostras, na mesma profundidade, com uso de cilindro volumétrico, compondo amostra para análise da atividade microbiana e umidade do solo. As plantas de cobertura induziram variação temporal da estabilidade dos agregados no período de estudo. A aveia preta atingiu maiores valores de estabilidade estrutural durante o ciclo das culturas de inverno, enquanto o tremoço azul maiores valores durante o ciclo do milho. Isso pode ser atribuído ao sistema radicular da gramínea e à taxa de decomposição da leguminosa, criando ambiente favorável à agregação, pela ação de raízes, cobertura do solo, fornecimento de material orgânico e conservação da umidade favoráveis à ação de microrganismos. Tais fatores, provavelmente, favoreceram a formação e conservação dos agregados do solo.

Sucessões de culturas com plantas de cobertura e milho em plantio direto e sua influência sobre o nitrogênio no solo

Em condições naturais, o solo encontra-se em equilíbrio, mas o manejo inadequado causa degradação, principalmente da fração orgânica, comprometendo a sustentabilidade de sistemas agrícolas. Este trabalho, realizado num experimento de seis anos em Argissolo Vermelho-Amarelo (Hapludalf), localizado na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (RS), teve como objetivo avaliar a influência de cinco sucessões de culturas no nitrogênio do solo, sob plantio direto. Foram implantadas as sucessões de culturas ervilhaca comum (Vicia sativa )/milho (Zea mays), tremoço azul (Lupinus angustifolius)/milho, ervilha forrageira (Pisum arvense)/milho, aveia-preta (Avena strigosa)/milho e pousio/milho, associadas a duas doses de N aplicadas no milho (0 e 80 kg ha-1). O solo foi manejado em plantio direto e foram feitas avaliações dos teores de N das plantas de cobertura e dos resíduos vegetais superficiais, bem como do nitrogênio do solo (total, mineral e orgânico), em três profundidades (0-2,5; 2,5-7,5 e 7,5-17,5 cm). As avaliações das plantas de cobertura de solo no inverno foram realizadas nas subparcelas sem aplicação de N mineral. Os resultados mostraram que a introdução de plantas de cobertura de solo, sob plantio direto, durante seis anos, promoveu acúmulos significativos de nitrogênio mineral, orgânico e total no solo e apresentaram diferenças entre as sucessões de culturas, apenas na camada de 0-2,5 cm. A sucessão tremoço azul/milho destacou-se pela capacidade de promover acréscimos de nitrogênio no solo.

Plantas de cobertura de solo como fonte de nitrogênio ao milho

Durante o período de 1990/94, foi realizado um trabalho na área experimental do Departamento de Solos da Universidade Federal de Santa Maria (RS), num Argissolo Vermelho distrófico arênico, para avaliar o potencial de algumas plantas de cobertura de solo no fornecimento de N ao milho no sistema plantio direto. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e quatro repetições. Nas parcelas principais, foram utilizadas, em cada inverno, as leguminosas ervilhaca comum (Vicia sativa L.), ervilha forrageira (Pisum sativum var. arvense (L.) Poir), chícharo (Lathyrus sativus L.) e tremoço azul (Lupinus angustifolius L.), a gramínea aveia preta (Avena strigosa Schieb.), além de um tratamento com pousio invernal (plantas invasoras). Nas subparcelas, foram aplicadas as doses de 0, 80 e 160 kg ha-1 de N no milho, na forma de uréia. Na média dos quatro anos, as duas espécies que produziram maior quantidade de matéria seca pela parte aérea foram o tremoço azul (5.228 kg ha-1) e a aveia preta (4.417 kg ha-1), seguidas do chícharo (3.047 kg ha-1), ervilha forrageira (2.754 kg ha-1), ervilhaca comum (2.527 kg ha-1) e plantas invasoras do pousio invernal (1.197 kg ha-1). Dentre as leguminosas, a espécie tremoço azul acumulou a maior quantidade de N na parte aérea (113,7 kg ha-1 de N). Os tratamentos que adicionaram menor quantidade de N ao solo pela fitomassa foram a aveia preta (41,7 kg ha-1 de N) e o pousio invernal (20,5 kg ha-1 de N). Aproximadamente, 60% do N acumulado na parte aérea das leguminosas foi liberado durante os primeiros 30 dias após o seu manejo. Na ausência de adubação nitrogenada, o rendimento de grãos de milho foi maior após as leguminosas do que após a aveia e o pousio invernal. As leguminosas diferiram entre si quanto ao potencial de fornecimento de N ao milho. Os maiores valores de equivalência em N mineral (EqN) foram obtidos com a ervilhaca (137 kg ha-1 de N) e com o tremoço (122 kg ha-1 de N), evidenciando a possibilidade de redução das quantidades de N mineral por aplicar no milho quando ele for cultivado em sucessão a estas duas leguminosas.

Influência da calagem no rendimento de matéria seca de plantas de cobertura e adubação verde, em casa de vegetação

A recuperação de solos degradados é lenta e onerosa. Plantas de cobertura de solo e adubação verde têm sido amplamente utilizadas nesse processo de recuperação, pois promovem alta produção de fitomassa com baixo custo, especialmente se forem tolerantes à acidez. O presente trabalho objetivou avaliar o efeito da calagem no rendimento de matéria seca de dezesseis dessas espécies, em casa de vegetação. Oito espécies de inverno (Lollium multiflorum, Avena strigosa, Lathyrus sativus, Lupinus angustifolius, Pisum sativum, Secale cereale, Vicia sativa e Vicia villosa) e oito de verão (Stizolobium niveum, Stizolobium aterrinum, Stizolobium deeringianum, Crotalaria juncea, Crotalaria retusa, Crotalaria spectabilis, Cajanus cajan e Canavalia ensiformes) foram cultivadas em amostras da camada arável de dois solos ácidos catarinenses (Latossoso Bruno e Cambissolo Húmico), em Lages (SC), em 1997. Os tratamentos consistiram da aplicação de doses de calcário equivalentes a 0, 0,25, 0,50, 1,00 e 1,50 vezes a quantidade recomendada pelo método SMP para elevar o pH dos solos a 6,0. Os valores de Ca e Mg trocáveis aumentaram linearmente com a calagem e na mesma magnitude, ao redor de 3,0 mmol c kg-1 para cada incremento de 0,1 unidade de pH. O efeito da calagem no rendimento de matéria seca variou com o solo e, principalmente, com a espécie. Dez das 16 espécies não apresentaram aumento no rendimento de matéria seca com o aumento do pH, em pelo menos um dos solos, e somente cinco espécies responderam à calagem de forma semelhante nos dois solos. O pH no qual as espécies tiveram a produção máxima de matéria seca foi igual ou inferior a 5,5 em qualquer dos solos e foi normalmente menor no Cambissolo do que no Latossolo, provavelmente pelo efeito benéfico da matéria orgânica em minimizar a toxidez do Al. Essas espécies podem, portanto, ser cultivadas com sucesso como melhoradoras das propriedades físicas, químicas e biológicas de solos ácidos degradados e requerem, para a produção máxima, menos calcário do que as doses atualmente recomendadas para a região.

Nutrientes minerais na biomassa da parte aérea em culturas de cobertura de solo

O objetivo deste trabalho foi estimar as quantidades de nutrientes reciclados por cinco espécies vegetais utilizadas como culturas de cobertura do solo e que podem retornar ao solo pela mineralização da biomassa. Foram coletadas de vários experimentos amostras da matéria verde de aveia-preta (Avena strigosa Schreb), mucu-napreta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy), guandu (Cajanus cajan (L.) Millsp), tremoço (Lupinus albus L. e L. angustifolius L.) e ervilhaca (Vicia sativa L.). Foi estimado o rendimento de matéria seca e determinados os teores de N, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Cu, e, a partir dessas concentrações, foram calculadas a média observada, a média estimada e o intervalo de confiança a 95% para cada nutriente dentro de cada classe de rendimento de matéria seca, em cada espécie vegetal. Os dados foram tabulados dentro de intervalos de classe de rendimento de matéria seca e apresentadas as quantidades estimadas de nutrientes minerais. Foram ajustadas equações para estimar as quantidades desses nutrientes. A aveia-preta e a ervilhaca reciclam grande quantidade de K, e a ervilhaca, a mucu-napreta, o tremoço e o guandu reciclam grande quantidade de N. Todas as espécies reciclam quantidades apreciáveis de Ca, Mg e micronutrientes, porém baixas quantidades de P. A rotação de culturas é um meio de implementar com sucesso o aumento das áreas de lavoura em semeadura direta.