Estrutura e regeneração de Bertholletia excelsa Bonpl. em castanhais nativos da Amazônia

This work was developed with the objective of comparing the diameter structure and natural regeneration indicators of Brazil nut groves and correlates them to the forest successional stage, seed collection intensity and logging. Data were collected from 54 hectares in Caracaraí (Roraima state) and Itaúba (Mato Grosso state). Frequency distributions were compared by measures of central tendency, variability, form and adherence by Kolmogorov-Smirnov Test. Natural regeneration was correlated with environmental variables, seed collection intensity and fauna activity by Spearman correlation coeficient and Kruskal-Wallis. The Brazil nut groves presented different diametric structures, which can be attributed to differences in young individuals in the smaller diametric classes. The higher density of juveniles in canopy gaps and the lack of a significant correlation between seed collection intensity and natural regeneration indicate that canopy openings from logging could have been the major impact factor in the natural regeneration establishment and in Brazil nut grove rejuvenation.O trabalho foi desenvolvido com o objetivo de comparar a estrutura diamétrica e os indicadores de regeneração natural em castanhais nativos e correlacioná-los a fase de desenvolvimento da floresta, a intensidade de coleta de sementes e a exploração madeireira. Os dados foram coletados em 54 hectares nos municípios de Caracaraí (RR) e Itaúba (MT). As distribuições de freqüência diamétricas foram comparadas por medidas de tendência central, variabilidade, forma e aderência por Kolmogorov-Smirnov. A regeneração natural foi correlacionada às variáveis ecológicas, intensidade de coleta e a atividade da fauna pelo Coeficiente de Correlação de Spearman e pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. Não foi observada correlação entre a taxa de coleta e os indicadores de regeneração e, apesar da alta intensidade de coleta de sementes, observou-se um número satisfatório de indivíduos jovens, indicando que a abertura de clareiras pela exploração florestal pode ter sido o fator de maior impacto no estabelecimento da regeneração natural e no rejuvenescimento dos castanhai

DIAMETER STRUCTURE AND ITS RELATIONSHIP WITH FRUIT AND SEED PRODUCTION IN A NATIVE BRAZIL NUT GROVE IN MATO GROSSO

The study aimed to evaluate the annual variation in fruits and seed productivity of Brazil nut trees and to determine the association between diameter structure and fruit/seed productivity in a semi-deciduous seasonal forest undergoing logging in Mato Grosso, Brazil. Data were collected in two permanent plots (300 m x 300 m) spaced 3.5 km apart. All trees (n = 279) with diameter at breast height (DBH) ≥ 10 cm were tagged and productivity was monitored from October to February during each of the five harvest seasons between 2012 and 2017. Associations between seed dry weight (SDW) per tree and DBH, crown position, crown shape and fruit number were established using stepwise regression analysis. The model based on DBH was a good predictor of seed production and revealed that SDW tree-1 increased by 1.3 kg on average for every 10 cm increase in DBH. Trees reached the reproductive phase with DBH < 50 cm. Characteristics and mean SDW values of the diameter classes were: 10 cm ≤ DBH < 30 cm - dominated/suppressed trees/malformed crowns (0.12 kg tree-1year-1); 30 cm ≤ DBH < 70 cm - dominant/co-dominant/good crown shape (1.23 kg tree-1year-1); DBH ≥ 70 cm - dominant/co-dominant/well-formed crowns (4.8 kg tree-1year-1). DBH explained 34% of the variation in the mean SDW. Our results are important for the sustainable management of the study stands, allowing the assessment of current and future yields of Brazil nuts for the purpose of improving the economy of forest-dependent communities and associated enterprises

Variability of ricin content in mature seeds of castor bean

O objetivo deste trabalho foi avaliar a concentração de ricina em sementes de mamona (Ricinus communis L.) de 20 acessos do Banco de Germoplasma de Mamoneira da Embrapa Algodão, por meio de ensaio imunoabsorvente de ligação de enzimas. Foram observadas diferenças significativas entre os acessos. O BRA 3271 apresentou a maior concentração de ricina nas sementes (32,18 ng mg-1), e o BRS Paraguaçu a menor (3,53 ng mg-1). Há possibilidade de seleção de genótipos com diferentes concentrações de ricina, que poderão ser utilizados dependendo do interesse dos programas de melhoramento.The objective of this work was to evaluate ricin concentration in castor bean seeds (Ricinus communis) of 20 accessions from the Banco de Germoplasma de Mamoneira of the Embrapa Algodão, Campina Grande, PB, Brazil, using the Enzyme Linked Immunosorbent Assay. Significant differences were observed among accessions. BRA 3271 had the highest ricin concentration in seeds (32.18 ng mg-1), and BRS Paraguaçu had the lowest (3.53 ng mg-1). There is the possibility of selecting genotypes with different ricin concentrations, which can be used according on the interest of the breeding programs

Acúmulo de ricina em sementes de mamona e silenciamento do gene em plantas geneticamente modificadas

Tese (Doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, 2010.A mamona (Ricinus communis L.) é uma oleaginosa de grande importância social e econômica. O óleo extraído de suas sementes é utilizado na produção de biodiesel e como insumo para as indústrias químicas, de cosméticos e de lubrificantes. Além do óleo extraído das sementes, sua cadeia produtiva gera subprodutos, especialmente a torta de mamona, que pode ser utilizada como adubo orgânico de boa qualidade (alta concentração de nitrogênio) ou como alimento animal (alta concentração de proteína). O principal entrave de seu uso como alimento animal é a ricina, uma proteína altamente tóxica, encontrada na semente. A ricina é uma lectina, composta por duas subunidades conhecidas como cadeias A e B. Quando ingerida a cadeia B liga-se à galactose na superfície celular, fazendo com que a proteína penetre na célula. Dentro da célula, a cadeia A, que possui atividade enzimática, inativa a subunidade 60S do ribossomo impedindo a produção de proteínas, levando a célula à morte. Os objetivos desse trabalho foram: avaliar a existência de variabilidade genética para concentração de ricina em sementes de mamona de 20 acessos do banco de germoplasma da Embrapa; estudar a distribuição e acúmulo de ricina durante o desenvolvimento da semente de mamona na cultivar BRS Energia; e realizar a transformação genética visando o silenciamento dos genes que codificam para a ricina em sementes de mamona geneticamente modificadas. Para tanto, foram utilizadas técnicas de ELISA (Enzymelinked immunosorbent assay) para a quantificação da ricina nos extratos protéicos totais das sementes, análises imunocitoquímicas, utilizando microscopia de luz e eletrônica para a localização da ricina nas células do endosperma da semente e transformação genética por biobalística visando o silenciamento dessa proteína na semente de mamona, utilizando a metodologia de RNA interferente. Os resultados obtidos mostraram a existência de variabilidade para a concentração de ricina nos acessos do banco de germoplasma da Embrapa Algodão, sendo possível a seleção de genótipos com alto e baixo teor de ricina. As cultivares comerciais IAC Guarani, BRS Nordestina e BRS Paraguaçu apresentaram as menores concentrações de ricina, sendo, as mais indicadas para trabalhos de melhoramento visando à utilização da torta como ração animal. Dentre as cultivares comerciais, a BRS Energia apresentou o valor mais elevado na concentração dessa proteína. Durante o desenvolvimento das células do endosperma da semente de mamona da cultivar BRS Energia ocorreu um aumento no número de vesículas de reserva (vacúolos de armazenamento de proteínas e corpos lipídicos) e diminuição do volume citoplasmático celular. O acúmulo de ricina na cultivar BRS Energia aumentou com o desenvolvimento da semente, sendo que na semente madura (60DAP) essa concentração foi máxima. A ricina pode ser encontrada também nos cristalóides dos vacúolos de armazenamento de proteínas (PSV) e não só na matriz, contrariando observações bioquímicas anteriores em que os componentes protéicos foram encontrados apenas compartimentalizados dentro dos corpos protéicos. Na etapa relacionada à transformação genética da mamona, em cultura de tecidos, o regulador TDZ foi mais eficiente na indução de brotações que o BAP. A adição ao meio de cultura de IBA e AgNO3 foi importante para o alongamento das brotações e enraizamento dos explantes. O uso de biorreatores visando o alongamento dos explantes foi eficiente por curtos períodos. É possível obter plantas geneticamente modificadas de mamona usando imazapir como agente seletivo. O sistema de transformação genética por biobalística apresentou eficiência similar a outros sistemas de transformação de mamona. Assim, no presente trabalho, além de estudar a variabilidade para a concentração de ricina em diferentes genótipos, foi possível identificar seu acúmulo durante o desenvolvimento da semente de mamona. Foram obtidas também plantas transgênicas, que deverão ser analisadas para confirmar a redução total ou parcial da ricina, bem como avaliar em seus descendentes a herança do silenciamento. _________________________________________________________________________________ ABSTRACTCastor bean (Ricinus communis L.) is an oilseed of great economic and social importance. The oil extracted from its seeds is used in biodiesel production and as raw material for chemicals, cosmetics and lubricants. Besides the oil extracted from the seeds, their production chain generates side-products, which can be used as organic fertilizer of good quality (high nitrogen concentration) or as animal food (with high protein content). The main obstacle to its use for animal feeding is ricin, a highly toxic protein, found in the seed. Ricin is a lectin composed of two subunits known as chains A and B. When ingested, the B chain binds to galactose on the cell surface, penetrating into the cell. Inside the cell, the A chain, which has enzymatic activity, inactivates the 60S subunit of the ribosomes preventing the production of proteins, leading to cell death. The objectives of this study was (1) to assess the existence of genetic variability for the concentration of ricin in castor bean seeds from 20 accessions of germplasm bank of Embrapa, (2) study the distribution and accumulation of ricin during seed development, and (3) perform genetic transformation aimed at silencing the genes coding for ricin in genetically modified castor bean seeds. ELISA (Enzyme-linked immunosorbent assay) was used to quantify ricin in total protein extracts of seeds, immunocytochemical analysis using light and electron microscopy for the localization of ricin in cells of the endosperm of the seed and genetic transformation by biolistic targeting the silencing of this protein in castor seeds, using the strategy of interfering RNA (RNAi). The results showed the existence of variability for the concentration of ricin in accessions of the germplasm bank of Embrapa Algodão, it is possible to select genotypes with high and low levels of ricin. The cultivars IAC Guarani, BRS Nordestina and BRS Paraguaçu had the lowest concentrations of ricin, and are quite suitable for breeding aiming to use the seed cake to feed animals. Among the commercial cultivars, BRS Energia presented the highest concentration of this protein. During the development of cells in the endosperm of castor seeds of BRS Energia exhibited an increasing number of reserve vesicles (protein storage vacuoles and lipid bodies) and decreased cytoplasmic volume. The accumulation of ricin in the BRS Energia increased with seed development, and in the mature seed (60DAP) the concentration was the maximum. Ricin can also be found in crystalloids of protein storage vacuoles (PSV) and not only in the matrix, contrary to previous biochemical observations that the protein components were found only compartmentalized within the protein bodies. Genetic transformation of castor bean was developed, with the regulator TDZ being more effective in inducing shoots then BAP. In addition, IBA and AgNO3 were important for the elongation of shoots and rooting of explants. The use of bioreactors in order to elongate the explants was effective for short periods. It is possible to obtain genetically modified castor bean using as selective agent the imazapyr. The transformation system based on the biolistic process presented efficiency similar to other protocols

Melhoramento do feijoeiro comum visando a obtenção de cultivares precoces com grãos tipo 'Carioca' e 'Rosinha' Common bean breeding for obtaining early cultivars with 'Carioca' or 'Rosinha' grain type

Visando associar na seleção de novos genótipos de feijoeiro comum características favoráveis como o tipo de grão, a produção de grãos e a resistência à mancha angular e antracnose, foi realizado o cruzamento entre a cultivar Rosinha e a linhagem ESAL 693, ambas precoces e com hábito de crescimento tipo I. Adicionalmente, a linhagem ESAL 693 é resistente à mancha angular e à antracnose e a 'Rosinha' é suscetível a ambas. As famílias foram avaliadas da geração F­2:3 até F­2:6 sendo ao final, selecionadas as 23 superiores. Em todos os experimentos foi utilizado o delineamento látice e como testemunhas a ESAL 693 e 'Rosinha'. Foi observada ampla variabilidade genética entre as famílias incluindo as 23 selecionadas, tendo sido obtidas estimativas de herdabilidade de 51,29% para a produtividade de grãos, 74,11% para o tipo de grão e 93,64% para a reação à mancha angular. Nove famílias destacaram-se em relação às três características estudadas; porém, duas com grãos semelhantes ao 'Carioca' e uma com grão semelhante ao 'Rosinha', apresentando também resistência à antracnose e boa capacidade de cozimento. Existe a possibilidade de seleção, dentro dessas famílias, de linhagens precoces e que reúnam as características desejadas.Aiming to select common bean plants with high grain yield, ideal grain type and resistant to anthracnose and angular leaf spot, the cultivar Rosinha and the line ESAL 693 were crossed. Both have early cycle, growth habit I, and ideal grain types. ESAL 693 is resistant to angular leaf spot and anthracnose, and 'Rosinha' is susceptible for both traits. The families were evaluated from F­2:3 to F­2:6 generation, and the best 23 were selected. Square lattice design, and the checks 'Rosinha' and ESAL 693 were used in all experiments except in the first when 'Rosinha' was not included. A broad genetic variability was detected even among the remaining 23 families, when the heritability estimated for grain yield was 51,29%, for grain type was 74,11%, and for resistance to angular leaf spot was 93,64%. Among the best nine families in these three traits, two with 'Carioca' grain type and one with 'Rosinha' were also resistant to anthracnose and higher cooking capacity. So, there is a possibility to select lines with the desired phenotypes within these families

TAMANHO DA AMOSTRA PARA ESTIMAR PRODUÇÃO DE SEMENTES DE CASTANHEIRAS NATIVAS

A Amazônia historicamente esteve submetida a métodos inadequados de exploração. Produtos florestais não madeireiros representam uma alternativa sustentável para o manejo florestal, especialmente a castanha-do-Brasil, amêndoa da espécie arbórea Bertholletia excelsa. Apesar de seu potencial econômico e ecológico, são poucos os inventários que utilizam sistemas amostrais testados e validados, com representatividade e consistência estatística. O objetivo deste estudo foi determinar a intensidade amostral necessária para estimar a produção de castanhas-do-Brasil, no município de Itaúba, MT. Foram analisados quatrocentos e quarenta e quatro frutos de oito árvores, em duas safras entre os anos de 2013 à 2015. O tamanho da amostra foi definido em função do erro de amostragem permitido, da variância, e da probabilidade de confiança fixada em 1, 5, 10, 15 e 20%. A análise do tamanho da amostra indicou que, para o limite de erro de 1% da média, foi necessário amostrar 96% dos frutos, variando entre 98,5 a 93%. Para limite de erro de 5%, a proporção da amostra foi, em média de 51,9%, com variação de 71,8 a 34,7%. O limite de erro de 10% necessitou da coleta de 22,8% em média dos frutos, variando de 38,9 a 11,7%. Limite de erro de 15%, a média requerida de coleta de frutos foi de 12%, com variação de 22,1 e 5,6% e, para o limite de erro de 20%, o tamanho da amostra foi de 7,2%, variando entre 13,7 e 3,2%. Portanto, para obter estimativas precisas da produção total de sementes de castanha-do-Brasil, é preciso a amostrar praticamente todos os frutos.Palavras-chave: biometria de frutos, produtos florestais não madeireiros, inventário florestal. SIZE OF SAMPLE TO ESTIMATE NATIVE SEED PRODUCTION OF THE BRAZIL NUTS ABSTRACTThe Amazon has historically been subjected to inappropriate methods of exploitation. NTFPs represent a sustainable alternative to forest management, especially the Brazil nut, Almond tree species Bertholletia excelsa. Despite its economic and ecological potential, few inventories using tested and validated sampling systems, representativeness and statistical consistency. The aim of this study was to determine the sampling intensity needed to estimate the production of Brazil nuts, in the city of Itaúba, MT, Brazil. Four hundred forty-four fruits eight trees were analyzed in two seasons between the years 2013 to 2015. The sample size was set at sampling error function allowed the variance and confidence probability fixed at 1, 5, 10, 15 and 20%. The size analysis of the sample indicated that for the error limit of 1% of the average, it was necessary to sample 96% of the fruits ranging from 98.5 to 93%. For error limit of 5%, the proportion of the sample was on average 51.9%, ranging from 71.8 to 34.7%. The error limit of 10% required the collection of 22.8% on average of fruits, ranging from 38.9 to 11.7%. Limit 15% error, the required average fruit collection was 12%, with a range of 22.1 and 5.6%, and for the 20% limit of error, the sample size was 7.2% and between 13.7 and 3.2%. Therefore, to obtain accurate estimates of the total production of brown-and-Brazil seeds, we need to be sampled almost all fruits.Keywords: fruit biometrics, non-timber forest products, forest inventory. DOI: http://dx.doi.org/10.14583/2318-7670.v04n03a0

CARACTERIZAÇÃO E RENTABILIDADE DO SISTEMA EXTRATIVISTA DA CASTANHA-DO-BRASIL PRATICADO EM ITAÚBA (MT)

O trabalho teve como objetivo caracterizar, gerar índices técnicos e analisar aspectos econômicos do sistema extrativista da castanha-do-brasil praticado em Itaúba (MT). Os dados foram obtidos em entrevistas com coletores e comerciantes localizados as margens da BR 163 Cuiabá- Santarém. A determinação dos custos e receitas foi realizada por etapas do processo produtivo, pela identificação dos custos fixos e variáveis utilizando-se os indicadores Receita Bruta, Receita Liquida, Remuneração a Mão-de-Obra Familiar e Índice de Eficiência Econômica. Observou-se que a coleta e o beneficiamento são praticados por pessoas urbanas, de meia idade, baixa renda e escolaridade, e com alto grau de dependência financeira da castanha, que representou, em média, 76,6% da renda familiar. A coleta e o beneficiamento mostraram-se viáveis economicamente, com receita liquida mensal de R$1.900,00 (U$ 605,00) e R$1.720,66 (U$ 547,9), respectivamente, remunerando a mão de obra familiar em R$94,6 (U$ 30,12) e R$76,71 (U$ 24,42) por dia trabalhado.Palavras-chave: Amazônia, produtos florestais não madeireiros, socioeconomia. CHARACTERIZATION AND PROFITABILITY OF THE EXTRATIVIST SYSTEM OF CASTANHA-DO-BRASIL PRACTICED IN ITAÚBA (MT), BRAZIL ABSTRACTThe study aimed to characterize, generate technical indexes and analyze economic aspects of brazil nut extractive system practiced in Itaúba (MT), Brazil. Data were obtained from interviews with collectors and traders located roadside of the BR-163 Cuiabá-Santarém. The costs and revenues from the extraction and processing of Brazil Nut was carried by production process stages, fixed and variable costs identification and economic indicators gross revenue, net revenue, Family Labor Remuneration and Economic Efficiency Index. The collection and processing are practiced by middle age urban people with low income and education, and a high degree of Brazil Nut financial dependence, which represented 76,6% of family income. The collection and processing were economically viable. The monthly net revenue from the collection and processing were R $1,900.00 (US$ 605.00) and R $1,720.66 (US$ 547.9), paying the family labor in R $94.6 (U$ 30.12) and R $76.71 (US$ 24.42) per day worked, respectively.Keywords: Amazon, non timber forest products, socioeconomics. DOI: http://dx.doi.org/10.5935/2318-7670.v05n03a0