Isolamento e avaliação da atividade nematicida de constituintes químicos de Mucuna cinerea contra Meloidogyne incognita e Heterodera glycines

Phytochemical investigation of the aerial parts and roots of Mucuna cinerea led to the isolation of a mixture of fatty acids, triacylglicerols, beta-sitosterol, stigmasterol, stigmasterol glucoside, daucosterol, asperglaucide (4) and the isoflavonoids prunetin (1), genistein (2), medicarpin (3), daidzein (5), 7-O-alpha-glycopiranosyl daidzein (6). An in vitro bioassay was carried out with compounds 1-4, at the concentration of 50 and 5 mug mL-1 against the phytonematodes M. incognita and H. glycines. Although the four compounds showed some nematocidal property, the most active was (1), causing 70% mortality of M. incognita at the concentration of 50 mug mL-1.

Superação da profundidade de semeadura e densidades de palha para Mucuna aterrima, Mucuna deeringiana e Mucuna cinerea

O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação, com o objetivo de verificar a capacidade das sementes de Mucuna aterrima, Mucuna cinerea e Mucuna deeringiana para superar diferentes profundidades do solo acrescido de densidades de palha de cana-de-açúcar. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado; os tratamentos foram distribuídos em esquema fatorial 3 x 3 x 3, com quatro repetições. Os fatores foram constituídos por camada de palha (0, 5 e 10 cm), espécies de Mucuna (M. aterrima, M. cinerea e M. deeringiana) e profundidade de semeadura (1, 4 e 8 cm). As espécies de Mucuna superaram até 23 t ha-1 de palha (10 cm) e até 8 cm de profundidade de semeadura, expondo as partes aéreas à superfície a partir dos 10 dias após emergência (DAS); elas foram capazes também de desenvolver a altura (>96 cm por planta), a área foliar (>723 cm-2 por planta) e o acúmulo de massa seca (>2,09 g por planta) até os 35 DAS.

Tolerância de espécies de Mucuna a herbicidas utilizados na cultura da cana-de-açúcar

Os fluxos de emergência de Mucuna em canaviais, mesmo após a aplicação dos herbicidas para o manejo de plantas daninhas, permitiu elaborar a hipótese de que essas plantas são tolerantes aos herbicidas comumente utilizados na cultura. Para comprovar a hipótese, objetivou-se estudar a tolerância de Mucuna aterrima, Mucuna cinerea e Mucuna deeringiana a herbicidas de diferentes mecanismos de ação aplicados em pré e pós-emergência. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com nove tratamentos, em cinco repetições, dispostos em esquema fatorial 3x3, mais testemunhas. Na pré-emergência, o primeiro fator foi constituído pelos herbicidas sulfentrazone (800 g ha-1), imazapic (245 g ha-1) e amicarbazone (1.400 g ha-1), e o segundo, pelas três espécies de Mucuna, além de uma testemunha para cada espécie estudada. Na pós-emergência, alteraram-se os herbicidas para clomazone (1.100 g ha-1), ametryn+trifloxysulfuron-sodium (1.463 + 37 g ha-1) e 2,4-D (1.209 g ha-1). No manejo químico em pré-emergência, verificou-se que as espécies foram sensíveis ao herbicida amicarbazone, seguido de sulfentrazone, e tolerantes ao imazapic. Na pós-emergência, todas as espécies foram sensíveis ao ametryn+trifloxysulfuron-sodium e 2,4-D, mas tolerantes ao clomazone.

Tolerância de Espécies de Mucuna a Herbicidas Utilizados na Cultura da Cana-de-Açúcar

The emergence of Mucuna species in sugarcane plantations, even after herbicide spraying for weed management, allowed us to elaborate the hypothesis that these plants are tolerant to the herbicides commonly used in the culture. Thus, to prove this hypothesis, this work was carried out to study the tolerance of Mucuna aterrima, Mucuna cinerea and Mucuna deeringiana to application of herbicides with different mechanisms of action in pre- and postemergence. The experiment was arranged in a randomized block design with 9 treatments and five replications in a factorial 3 × 3, plus controls. At pre-emergence, the first factor was constituted by the herbicides sulfentrazone (800 g ha-1), imazapic (245 g ha-1), and amicarbazone (1,400 g ha-1), and the second factor by the Mucuna species, besides the additional control for each species studied. At post- emergence, the herbicides tested were clomazone (1,100 g ha-1), ametryn+trifloxysulfuronsodium (1,463 + 37 g ha-1), and 2,4-D (1,209 g ha-1). In the chemical management at pre-emergence, the species were sensitive to amicarbazone, followed by sulfentrazone, and tolerant to imazapic. At post-emergence, all species were sensitive to ametryn + trifloxysulfuron-sodium and 2,4-D, but tolerant to clomazone.

Formas orgânicas e inorgânicas de fósforo no solo em função de plantas de cobertura e de adubação nitrogenada

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Saprophytic microorganisms with potential for biological control of Botrytis cinerea on Geraldton waxflower flowers

Saprophytic bacteria, yeasts and filamentous fungi were isolated from Geraldton waxflower flowers and screened to identify potential antagonism towards Botrytis cinerea. Isolates from other sources (e.g. avocado) were also tested. Isolates were initially screened in vitro for inhibition of B. cinerea conidial germination, germ tube elongation and mycelial growth. The most antagonistic bacteria, yeasts and fungi were selected for further testing on detached waxflower flowers. Conidia of the pathogen were mixed with conidia or cells of the selected antagonists, co-inoculated onto waxflower flowers, and the flowers were sealed in glass jars and incubated at 20 degreesC. The number of days required for the pathogen to cause flower abscission was determined. The most antagonistic bacterial isolate, Pseudomonas sp. 677, significantly reduced conidial germination and retarded germ tube elongation of B. cinerea. None of the yeast or fungal isolates tested was found to significantly reduce conidial germination or retard germ tube elongation, but several significantly inhibited growth of B. cinerea. Fusarium sp., Epicoccum sp. and Trichoderma spp. were the most antagonistic of these isolates. Of the isolates tested on waxflower, Pseudomonas sp. 677 was highly antagonistic towards B. cinerea and delayed waxflower abscission by about 3 days. Trichoderma harzianum also significantly delayed flower abscission. However, as with most of the fungal antagonists used, inoculation of waxflower flowers with this isolate resulted in unsightly mycelial growth.

CHARACTERISATION OF ARABIDOPSIS THALIANA PERMEABLE CUTICLE MUTANTS SHOWING A STRONG RESISTANCE TO BOTRYTIS CINEREA

La cuticule des plantes, composée de cutine, un polyester lipidique complexe et de cires cuticulaires, couvre l'épiderme de la plupart des parties aériennes des plantes. Elle est constituée d'une barrière hydrophobique primaire qui minimise les pertes en eau et en soluté et protège l'organisme de différents stress environnementaux tels que les rayons UV, la dessiccation et l'infection par des pathogènes. Elle est aussi impliquée dans la délimitation des organes durant le développement. La cutine est un polyester qui, dans la plupart des espèces végétales, est principalement composé d'acides gras ω-hydroxylés composé de 16 à 18 carbones. Cependant, la cutine des feuilles d'Arabidopsis a une composition différente et est principalement constituée d'acides dicarboxyliques à 16-18 carbones. Les cires sont présentes dans le polyester de la cutine ou le recouvrent. Chez Arabidopsis, un nombre de mutants, tel que 1er, bdg, hth, att1, wbc11, et des plantes transgéniques avec différents changement dans la structure de la cuticule dans les feuilles et la tige, ont récemment été décrits et servent d'outils pour étudier la relation entre la structure et la fonction de la cuticule.7 mutants d'Arabidopsis ont été isolés par une méthode de coloration qui permet de détecter une augmentation dans la perméabilité cuticulaire. Ces mutants ont été appelés pec pour permeable cuticle.Pour la première partie de mon projet, j'ai principalement travaillé avec pec9/bre1 (permeable cuticle 9/botrytis resistance 1). PEC9/BRE1 a été identifié comme étant LACS2 (LONG CHAIN ACYL-CoA SYNTHETASE 2). Dans ce mutant, la cuticule n'est pas visible sous microscopie électronique et la quantité en acides gras omega- hydroxylés et en leurs dérivés est fortement réduite. Ces altérations conduisent à une plus grande perméabilité de la cuticule qui est mise en évidence par une plus grande sensibilité à la sécheresse et aux xénobiotiques et une coloration plus rapide par bleu de toluidine. Le mutant Iacs2 démontre aussi une grande capacité de résistance à l'infection du champignon nécrotrophique B. cinerea. Cette résistance est due à l'extrusion sur les feuilles d'un composé antifongique durant l'infection. Ce travail a été publié dans EMBO journal (Bessire et al., 2007, EMBO Journal).Mon second projet était principalement concentré sur pec1, un autre mutant isolé par le premier crible. La caractérisation de pec1 a révélé des phénotypes similaires à ceux de Iacs2, mais à chaque fois dans des proportions moindres : sensibilité accrue à la sécheresse et aux herbicides, plus grande perméabilité au bleu de toluidine et au calcofluor white, altération de la structure cuticulaire et résistance à B. cinerea à travers la même activité antifongique. PEC1 a été identifié comme étant AtPDR4. Ce gène code pour un transporteur ABC de la famille PDR ("Pleiotropic Drugs Resistance") qui sont des transporteurs ayants un large spectre de substrats. Le mutant se différencie de Iacs2, en cela que la composition en acides gras de la cuticule n'est pas autant altérée. C'est principalement le dihydroxypalmitate des fleurs dont la quantité est réduite. L'expression du gène marqué avec une GFP sous le contrôle du promoteur endogène a permis de localiser le transporteur au niveau de la membrane plasmique des cellules de l'épiderme, de manière polaire. En effet, la protéine est principalement dirigée vers l'extérieure de la plante, là où se trouve la cuticule, suggérant une implication d'AtPDR4 dans le transport de composants de la cuticule. Ce travail est actuellement soumis à Plant Cell.Une étude phylogénétique a aussi montré qu'AtPDR4 était très proche d'OsPDR6 du riz. Le mutant du riz a d'ailleurs montré des phénotypes de nanisme et de perméabilité similaire au mutant chez Arabidopsis.AbstractThe cuticle, consisting principally of cutin and cuticular waxes, is a hydrophobic layer of lipidic nature, which covers all aerial parts of plants and protects them from different abiotic and biotic stresses. Recently, the research in this area has given us a better understanding of the structure and the formation of the cuticle. The Arabidopsis mutants permeable cuticle 1 (peel) and botrytis resistance 1 (brel) were identified in two screens to identify permeable cuticles. The screens used the fluorescent dye calcofluor to measure permeability and also resistance to the fungal pathogen Botrytis. These mutants have highly permeable cuticle characteristics such as higher water loss, intake of chemicals through the cuticle, higher resistance to Botrytis cinerea infection, and organ fusion.BRE1 was cloned and found to be LACS2, a gene previously identified which is important in the formation and biosynthetic pathway of the cuticle. In brel, the amount of the major component of cutin in Arabidopsis leaves and stems, dicarboxylic acids, is five times lower than in the wild type. Moreover, the permeability of the cuticle allows the release of antifungal compounds at the leaf surface that inhibits the growth of two necrotrophic fungi: Botrytis cinerea and Sclerotinia sclerotiorum.PEC1 was identified as AtPDR4, a gene that codes for a plasma membrane transporter of the Pleiotropic Drug Resistance family, a sub-family of the ABC- transporters. AtPDR4 is strongly expressed in the epidermis of expanding tissues. In the epidermis it is located in a polar manner on the external plasma membrane, facing the cuticle. Analysis of the monomer composition of the cutin reveals that in this mutant the amount of hydroxy-acids and dihydroxy-palmitate is 2-3 times lower in flowers, in which organ these cutin monomers are the major components. Thus AtPDR4 is thought to function as a putative cutin monomer transporter.

Highly variable social organisation of colonies in the ant Formica cinerea.

Social organisation of colonies was examined in the ant Formica cinerea by estimating the coefficient of genetic relatedness among worker nest mates. The estimates based on microsatellite genotypes at three loci ranged from values close to zero to 0.61 across the populations studied in Finland. These results showed that a fundamental feature of colonies, the number of reproductive queens, varied greatly among the populations. Colonies in some populations had a single queen, whereas the nests could have a high number number of queens in other populations. There was a weak but non-significant correlation between the genetic and metric distance of nests within two populations with intermediate level of relatedness. Differentiation among nearby populations (within the dispersal distance of individuals) in one locality indicated limited dispersal or founder effects. This could occur when females are philopatric and stay in the natal polygynous colony which expands by building a network of nest galleries within a single habitat patch.

A permeable cuticle in Arabidopsis leads to a strong resistance to Botrytis cinerea.

The plant cuticle composed of cutin, a lipid-derived polyester, and cuticular waxes covers the aerial portions of plants and constitutes a hydrophobic extracellular matrix layer that protects plants against environmental stresses. The botrytis-resistant 1 (bre1) mutant of Arabidopsis reveals that a permeable cuticle does not facilitate the entry of fungal pathogens in general, but surprisingly causes an arrest of invasion by Botrytis. BRE1 was identified to be long-chain acyl-CoA synthetase2 (LACS2) that has previously been shown to be involved in cuticle development and was here found to be essential for cutin biosynthesis. bre1/lacs2 has a five-fold reduction in dicarboxylic acids, the typical monomers of Arabidopsis cutin. Comparison of bre1/lacs2 with the mutants lacerata and hothead revealed that an increased permeability of the cuticle facilitates perception of putative elicitors in potato dextrose broth, leading to the presence of antifungal compound(s) at the surface of Arabidopsis plants that confer resistance to Botrytis and Sclerotinia. Arabidopsis plants with a permeable cuticle have thus an altered perception of their environment and change their physiology accordingly.

Diversidade e capacidade simbiótica de rizóbios isolados de nódulos de Mucuna-Cinza e Mucuna-Anã

As espécies de mucuna são muito utilizadas como adubos verdes, e poucas informações estão disponíveis a respeito dos rizóbios nativos capazes de nodulá-las. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade e a capacidade simbiótica de isolados bacterianos de nódulos de mucuna-cinza (Mucuna pruriens (L.) DC.) e mucuna-anã (Mucuna deeringiana (Bort.) Merr.). As bactérias foram isoladas de nódulos de mucunas cinza e anã cultivadas em vasos com solos de um sistema de produção agroecológica. Foram isoladas 160 bactérias, sendo 80 de mucuna-anã e 80 de mucuna-cinza, que foram autenticadas e selecionadas para avaliação da capacidade simbiótica. A diversidade dos isolados foi avaliada por meio das características culturais em meio de cultura YMA e da técnica de análise de restrição do produto de PCR do gene 16S rDNA. A inoculação de cinco isolados em mucuna-cinza e dois em mucuna-anã apresentou elevada biomassa da parte aérea. A maioria dos isolados apresentou crescimento rápido e acidificou o meio de cultura. A análise de restrição demonstrou que as bactérias isoladas apresentam baixa similaridade com estirpes de referência, sugerindo a existência de isolados pertencentes a novos grupos, capazes de nodular as mucunas anã e cinza.

Transformações do nitrogênio proveniente de mucuna-preta e uréia utilizados como adubo na cultura do milho

A associação de adubos verdes a fertilizantes minerais, como fonte de N para as culturas, visa à racionalização no uso das fontes minerais, sem prescindir de produtividades elevadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica do N proveniente de adubos verde e mineral, aplicados de forma exclusiva ou combinada, na cultura do milho. Os tratamentos constituíram-se de mucuna-preta marcada com 15N (113,5 kg ha-1 de N), uréia marcada com 15N (50 e 100 kg ha-1 de N) e as possíveis combinações de mucuna-preta e uréia, marcadas ou não com 15N. Utilizou-se o delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições. O milho foi semeado após a incorporação do adubo verde ao solo, parcelando-se a aplicação da uréia na semeadura e em cobertura. O aproveitamento do N da uréia pelo milho (43% em média) foi maior que o da mucuna-preta (12% em média), evidenciando superioridade da uréia como fonte de N para o milho. A quantidade de N, que permaneceu no solo após o cultivo do milho, proveniente da mucuna-preta (em média 50%) foi superior a da uréia (em média 33%). A recuperação média de N da mucuna-preta no sistema solo-planta foi de 61%, ao passo que a da uréia foi de 76%; o restante foi perdido no sistema. A combinação com o adubo verde favorece a recuperação de N da uréia no sistema solo-planta.

Enhanced Botrytis cinerea resistance of Arabidopsis plants grown in compost may be explained by increased expression of defense-related genes, as revealed by microarray analysis

Composts are the products obtained after the aerobic degradation of different types of organic matter waste and can be used as substrates or substrate/soil amendments for plant cultivation. There is a small but increasing number of reports that suggest that foliar diseases may be reduced when using compost, rather than standard substrates, as growing medium. The purpose of this study was to examine the gene expression alteration produced by the compost to gain knowledge of the mechanisms involved in compost-induced systemic resistance. A compost from olive marc and olive tree leaves was able to induce resistance against Botrytis cinerea in Arabidopsis, unlike the standard substrate, perlite. Microarray analyses revealed that 178 genes were differently expressed, with a fold change cut-off of 1, of which 155 were up-regulated and 23 were down-regulated in compost-grown, as against perlite-grown plants. A functional enrichment study of up-regulated genes revealed that 38 Gene Ontology terms were significantly enriched. Response to stress, biotic stimulus, other organism, bacterium, fungus, chemical and abiotic stimulus, SA and ABA stimulus, oxidative stress, water, temperature and cold were significantly enriched, as were immune and defense responses, systemic acquired resistance, secondary metabolic process and oxireductase activity. Interestingly, PR1 expression, which was equally enhanced by growing the plants in compost and by B. cinerea inoculation, was further boosted in compost-grown pathogen-inoculated plants. Compost triggered a plant response that shares similarities with both systemic acquired resistance and ABA-dependent/independent abiotic stress responses.

Potencial para o biocontrole de Botrytis cinerea por leveduras em sistema integrado de cultivo de lírio

O objetivo deste trabalho foi comparar uma população de leveduras do filoplano de lírio de um sistema convencional de cultivo com outra de sistema integrado, além de avaliar o antagonismo da levedura Sporidiobolus pararoseus a Botrytis cinerea. A comunidade de leveduras foi estimada pelo método da queda dos balistoporos nos terços inferior, médio e superior das plantas, bem como nas faces adaxial e abaxial das folhas. Nos discos de folhas de plantas do sistema integrado, foi alta a presença da população de leveduras, tendo sido maior na face adaxial das folhas do terço médio das plantas. Para avaliação do antagonismo, foram aplicadas aos discos de folhas as concentrações de 10(5), 10(6) e 10(7) células mL-1 da levedura, em três períodos de inoculação: 24 horas antes; simultânea a; e 24 horas após a inoculação de 10(4) esporos mL-1 de B. cinerea. A incidência, a percentagem de área de discos colonizados e a esporulação de B. cinerea foram avaliadas por meio de diagrama de notas, a partir do quarto dia após a inoculação. Todas as concentrações da levedura reduziram a esporulação de B. cinerea nos discos de folha, em comparação à testemunha, e a concentração de 10(7) esporos mL-1 foi a mais eficiente.

Desempenho agronômico de mucuna‑verde em diferentes arranjos espaciais

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes arranjos espaciais no desempenho agronômico de mucuna-verde (Mucuna pruriens var. utilis). O experimento consistiu de oito tratamentos, dispostos em delineamento de blocos ao acaso em arranjo fatorial 2x4, com quatro repetições. Os tratamentos foram semeadura da mucuna-verde, em dois espaçamentos entre sulcos de plantio (0,5 e 1,0 m) e quatro densidades de plantas (2, 4, 8 e 16 plantas m-1). Determinaram-se as taxas de cobertura do solo e de fixação biológica de nitrogênio (FBN) e a produção de matéria seca e a quantidade de N acumulado na parte aérea. A cobertura total do solo ocorreu aos 50 dias após a semeadura, na densidade de 16 plantas m-1 e espaçamento de 0,5 m entre sulcos de plantio. A combinação da densidade de 16 plantas m-1 com o espaçamento de 1,0 m entre sulcos proporcionou a maior produção de matéria seca e quantidade de N acumulado na parte aérea das plantas. Independentemente do arranjo espacial das plantas, a estimativa da FBN nesta espécie mostra que cerca de 70% do N presente na parte aérea é derivado da atmosfera.