Rocketing restoration : enabling the upscaling of ecological restoration in the Anthropocene

In the 25 years during which the Society for Ecological Restoration (SER) has overseen the publication of Restoration Ecology, the field has witnessed conceptual and practical advances. These have become necessary due to the scale of environmental change wrought by the increasing global human population, and associated demands for food, fiber, energy, and water. As we look to the future, and attempt to fulfill global restoration commitments and meet sustainable development goals, there is a need to reverse land degradation and biodiversity loss through upscaling ecological restoration. Here, we argue that this upscaling requires an expanded vision for restoration that explicitly accounts for people and nature. This expansion can assess success in a future-focused way and as improvements relative to a degraded socio-ecological system. We suggest that upscaling requires addressing governance, legal and ethical challenges, investing in technological and educational capacity building, bolstering the practical science necessary for restoration, encouraging adoptable packages to ensure livelihoods of local stakeholders, and promoting investment opportunities for local actors and industry. Providing SER embraces this socio-ecological vision, it is ideally placed to aid the achievement of goals and remain globally relevant. SER needs to harness and coordinate three sources of potential energy (global political commitments, the green economy, and local community engagement) to rocket restoration into the Anthropocene. With principles that can embrace flexibility and context-dependency in minimum restoration standards, SER has the potential to guide socio-ecological restoration and help realize the ultimate goal of a sustainable Earth

Protein kinase CK2: analysis of its role in acute myeloid leukemia and conditional KO in mouse hematopoiesis

Hematopoiesis is a tightly controlled, hierarchically organized developmental process whereby hematopoietic stem cells (HSC) give rise to highly specialized, differentiated blood cells. HSC are characterized by the capacity of both self-renewing and differentiating in downstream committed hematopoietic progenitor cells. In vertebrates, hematopoiesis in embryonic and fetal life occurs in primitive hematopoietic organs whereas in the adult organism the definitive site of blood cell production is the bone marrow (BM). HSC are quiescent cells that reside most of the time in G0-G1 phases of the cell cycle, dividing during their lifespan as much as it is needed to maintain their own pool and give rise to committed precursors. Leukemia formation is characterized by the block of this process and accumulation of immature cells in the bone marrow and peripheral blood. In particular, acute myeloid leukaemia (AML) is characterized by the accumulation of large numbers of abnormal cells that fail to differentiate into functional mature blood cells. Leukemic blasts have a limited, exhaustible proliferative potential, suggesting that, in order to maintain leukemia growth, a small subpopulation of leukemic stem cells (LSCs) must display an inexhaustible proliferative capacity and self-renewal potential. No definitive proof of LSCs was available, however, until Dick and colleagues showed that the engraftment of NOD/SCID mice with primary AML samples could only be accomplished using cells that were phenotypically similar to normal hematopoietic stem cells (HSCs) by expressing CD34 and lacking markers of lineage commitment such as CD38 . HSCs and LSCs share common features: self-renewal, the capacity to differentiate, resistance to apoptosis, and limitless proliferative potential. The pathway regulating these functional properties can be categorized into self-renewal, developmental, and miscellaneous pathways, each of which is governed by a distinct set of critical genes that have emerged from molecular profiling and can be associated with stemness. In particular Wingless (Wnt)/β catenin and PI3K/AKT pathways are crucial for the control of both HSCs and LSCs biology, because they regulate proliferation, self renewal and differentiation of HSCs and they are involved in maintenance of LSCs. Phosphorylation is one of the molecular mechanism responsible for the signal transduction modulation of these two pathways and some molecules belonging to these pathways are phosphorylated by serin-threonin kinase CK2. Thus, this protein can have an important role in the biology of both HSCs and LSCs. CK2 is a pleiotropic and constitutive activated kinase, which has a tetrameric structure composed by two alpha catalytic subunits and two beta regulatory subunits, but these two components can work also separately. CK2 is essential for cell survival and proliferation, and is more and more evident its involvement in various aspects of tumor transformation. High levels of CK2 are found in different tumor type such as breast, lung, kidney cancer and also blood cancer. CK2 promotes the activity of proto-oncogenes (c-myc, C-Jun, A-Raf), drives cell cycle progression, stimulates beta-catenin activity, inhibits the onco-suppressors p53, PML and PTEN, and it can exert an anti-apoptotic effect through the inhibition of caspase activity. For this reasons, the principal aim of our research project is obtaining experimental evidence of a role of CK2 in normal hematopoiesis and in LSCs through the analysis of AML cell lines and samples collected from patients, and of a conditional knockout mouse model for CK2β in the hematopoietic system. As far as the role of CK2 in the hematopoiesis is concerned, our conditional KO mouse model for CK2β in the hematopoietic compartment, demonstrate that the regulatory subunit of CK2 has an important role in hematopoiesis. In particular, the KO of CK2β induces an impairment in hematopoiesis, especially in erythropoiesis. However, CK2β KO seems not to influence the HSCs pool but instead the hematopoietic progenitors. As far as the analysis of LSCs from AML samples, our analysis performed both on AML samples derive from patients and on Kasumi-1 cell line demonstrated that CK2 does not affect the Wnt/ β catenin and HH pathways, whereas it is able to modulate the PI3K/AKT pathway. Moreover, we have demonstrated that CK2 is important in LSCs survival as its inhibition increases the apoptosis and potentiates the effects of Daunorubicin, a drug currently used for AML treatment in clinic. Taken together, all our results indicate that CK2 possesses an important role both in hematopoiesis and in the biology of LSCs

Germination of small bengal dayflower (Commelina benghalensis) aerial seeds

O conhecimento científico sobre a biologia de plantas daninhas relacionado ao fluxo de emergência das plântulas, às causas de dormência das sementes e à profundidade máxima de emergência contribui significativamente para a utilização de estratégias racionais de manejo dessas plantas na agricultura. Assim, este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a germinação de sementes e a emergência da plântula de sementes aéreas pequenas de trapoeraba (Commelina benghalensis). Para isso, as sementes foram submetidas à superação de dormência em solução de ácido sulfúrico (por períodos de 1, 2, 3, 4 e 5 minutos), em diferentes condições de temperaturas (temperaturas médias de 16,1; 18,6; 20,6; 23,1; 25,0; 26,9; 29,2; 31,1; e 33,6 ºC), de luz (com e sem) e de profundidade de semeadura (0, 5, 10, 20, 40 e 80 mm). A temperatura ótima para germinação da trapoeraba foi de 25 ºC. Não houve efeito da luz na germinação das sementes. Não se observou interferência positiva na germinação por consequência do tratamento das sementes com ácido sulfúrico, em diferentes períodos de exposição, indicando que as sementes de trapoeraba não possuem impermeabilidade do tegumento à água. A emergência das plântulas de trapoeraba é influenciada negativamente e de forma linear pela profundidade de semeadura dos propágulos no substrato. Não houve emergência das plântulas quando as sementes foram depositadas a 80 mm de profundidade. O substrato areia favorece a emergência das plântulas.Understanding basic information on weed biology related to plant emergence fluxes, seed dormancy causes and maximum depth for emergence may significantly contribute to creating rational strategies for weed management in agriculture. Thus, this work was developed to evaluate seed germination and seedling emergence of small aerial seeds of Bengal dayflower (Commelina benghalensis).Seeds were submitted to dormancy overcoming in sulfuric acid (periods of 1, 2, 3, 5 and 5 minutes) under different conditions of temperature (mean temperatures of 16.1; 18.6; 20.6; 23.1; 25.0; 26.9; 29.2; 31.1 and 33.6ºC), light (with or without), and seeding depth in the substrate (0, 5, 10, 20, 40 and 80 mm). The optimal temperature for Bengal dayflower germination was 25ºC. Light effects were not observed on seed germination. Positive consequences of seed treatment with sulfuric acid were not identified, considering different periods of exposure; indicating that Bengal dayflower seeds do not have tegument water impermeability. Seedling emergence is negative and linearly influenced by seeding depth in the substrate. Seedling emergence was not observed when seeds were 80 mm depth placed. Sand substrate favored seedling emergence.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

Simulação do impacto do lançamento de efluentes extravasados pela câmara de chegada da ETE Mato Grande utilizando o cenário : Rio Gravataí como corpo receptor

A preservação da água de qualidade é muitas vezes deixada de lado pela concepção de que este recurso está disponível de forma ilimitada. Assim, este trabalho analisa o cenário em que o Rio Gravataí é corpo receptor de águas da ETE Mato Grande no cenário de extravasamento da câmara de chegada. Fazendo-se uso do modelo de qualidade de água CE-QUAL-W2 para mensuração dos efeitos do lançamento de efluentes diluídos, porém sem tratamento, no leito do corpo de água. Primeiramente, prepararam-se os dados de inserção o modelo: batimetria, série de vazões simuladas, série de temperaturas, qualidade natural do Rio simulado, cargas presentes no lançamento simulado e geometria do canal de lançamento. Depois estabeleceram-se os cenários específicos de análise. Após a realização das simulações descritas na metodologia, avaliou-se o comportamento dos parâmetros de DBO, OD, Nitrogênio e Fósforo. Quanto aos resultados, percebeu-se duas condições distintas. Com a simulação dos primeiros dois cenários, teve-se como conclusões preliminares, que para as vazões maiores, a inserção de uma vazão dos efluentes excedentes da ETE Mato Grande, teria um impacto menos significativo que em pequenas vazões. Assim, como o by-pass, funcionaria apenas em eventos de chuva, onde as vazões no rio também são grandes, teve-se a primeira impressão de que o impacto observado, não seria tão negativo e importante para a qualidade do rio. Entretanto, nos outros dois cenários também analisados, pode-se perceber, que o impacto causado pelo efluente nas grandes vazões era menos significativo logo no início, porém, mais a jusante deste ponto de lançamento, pode-se observar que o rio demorava ou não era observado o retorno das condições iniciais em que o rio se encontrava

Chemical scarification to overcome dormancy on Colubrina glandulosa Perk. (Rhamnaceae) seeds

Este trabalho objetivou avaliar diferentes períodos de imersão de sementes de saguaraji-vermelho (Colubrina glandulosa) em ácido sulfúrico, para a superação da dormência. O experimento foi dividido em duas etapas. Na primeira, sementes de cinco lotes provenientes de diferentes localidades (dois recém-coletados e os demais armazenados por um, dois e três anos) foram escarificadas quimicamente com ácido sulfúrico concentrado por 30, 60, 90, 120 e 150 min. Na segunda etapa, as sementes dos lotes recém-coletados foram imersas em ácido por 20, 30, 40, 50 e 60 min. As sementes escarificadas com ácido e as não escarificadas foram avaliadas diariamente quanto à germinação (rolo de papel, 25 ºC, no escuro e quatro repetições de 25 sementes por tratamento) - com os dados, foram calculadas sua porcentagem e velocidade. Na primeira fase, as médias dos tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey (P<0,05) e na segunda, por equações de regressão. Os resultados indicaram que a porcentagem de dormência variou entre as sementes dos lotes (taxas mais altas das sementes recém-colhidas), e a escarificação com ácido por 30 a 90 min foi favorável à superação da dormência. Houve prejuízo na germinação com a escarificação das sementes por 120 min e 150 min. Na segunda fase, valores máximos de porcentagem e velocidade de germinação foram obtidos após 60 min de imersão. Diante desses resultados, o armazenamento por um ano e a imersão das sementes em ácido sulfúrico por 30 a 90 min podem ser utilizados, com eficiência, para a superação da dormência de sementes de saguaraji-vermelho.This work aimed to evaluate different immersion periods of Colubrina glandulosa seeds in sulfuric acid for overcoming dormancy. The experiment was divided into two phases. In the first, five seed lots harvested in different localities (two recently harvested and the others in 2004, 2005 and 2006), were chemically scarified in concentrated sulfuric acid for 30, 60, 90, 120 and 150 minutes. In the second phase seeds from recently harvested lots were immersed in acid for 20, 30, 40, 50 and 60 minutes. Germination of scarified in acid and non scarified seeds was evaluated daily (paper roll, 25ºC, darkness and four replicates of 25 seeds per treatment) and, with the data, germination percentage and speed were calculated. In the first phase means were compared by the Tukey test (P<0.05) and in the second the treatments were compared by regressive equations. Results showed that dormancy percentage varied among seed lots (higher intensity for recently harvested seeds) and that scarification in acid for a period between 30 and 90 minutes was favorable for overcoming dormancy. Germination was negatively affected when seeds were scarified for 120 or 150 minutes. In the second phase the maximum values of germination percentage and speed were obtained after immersion for 60 minutes. Based on such results, seed storage for 1 year and immersion in sulfuric acid for a period between 30 and 90 minutes can be efficiently used to overcome C. glandulosa seed dormancy

Optimal temperature for seed germination of brazilian tree species

O objetivo neste trabalho foi avaliar os aspectos ecológicos e aplicados da temperatura na germinação de sementes de espécies arbóreas brasileiras. Foram analisadas informações, obtidas por meio de dados secundários, sobre o efeito da temperatura na germinação de 272 espécies arbóreas nativas e estabelecidas as relações da temperatura ótima com o bioma de ocorrência e com o grupo sucessional da espécie. As temperaturas de 25 °C e 30 °C foram as mais favoráveis para a germinação, havendo relação entre a temperatura ótima e o bioma de ocorrência da espécie, mas não entre essa temperatura e o grupo sucessional. Com base nos resultados, é possível indicar que o teste de germinação com sementes de espécies arbóreas brasileiras seja conduzido mediante o uso de temperatura constante de 25 °C para as espécies dos biomas Cerrado e Mata Atlântica e de 30 °C para as espécies do bioma Amazônia, salvo nos casos de espécies para as quais há requerimentos específicos de temperaturas alternadas para a superação da dormência das sementes.The objective of this study was to evaluate the ecological and applied aspects of temperature for seed germination of Brazilian tree species. The information obtained from secondary data for temperature effects on the seed germination of 272 Brazilian tree species was analyzed and the relationships between optimal temperature and the biome where the species occur and the species succession group were developed. Temperatures of 25 °C and 30 °C were the most favorable for seed germination and the optimal germination temperature was related to the biome where the species occur but not to its succession group. Based on these results, a temperature of 25 °C may be recommended for germination tests of Brazilian tree species which grow in the Cerrado and Atlantic Forest biomes, and 30 °C for those species from the Amazon biome, except for species which have specific requirements of alternating temperatures for overcoming seed dormancy

Riqueza de rizóbios e de outras bactérias de nódulos de leguminosas em floresta de Araucaria angustifolia

The Araucaria Forest is a sub-type of the Atlantic Forest, dominated by Araucaria angustifolia, which is considered an endangered species. The understory has a high diversity of plant species, including several legumes. Many leguminous plants nodulate with rhizobia and fix atmospheric nitrogen, contributing to forest sustainability. This work aimed at bacteria isolation and phenotypic characterization from the root nodules of legumes occurring in Araucaria Forests, at Campos do Jordão State Park, Brazil. Nodule bacteria were isolated in YMA growth media and the obtained colonies were classified according to their growth characteristics (growth rate, color, extra cellular polysaccharide production and pH change of the medium). Data were analyzed by cluster and principal components analysis (PCA). From a total of eleven collected legume species, nine presented nodules, and this is the first report on nodulation of five of these legume species. Two hundred and twelve bacterial strains were isolated from the nodules, whose nodule shapes varied widely and there was a great phenotypic richness among isolates. This richness was found among legume species, individuals of the same species, different nodule shapes and even among isolates of the same nodule. These isolates could be classified into several groups, two up to six according to each legume, most of them different from the used growth standards Rhizobium tropici, Bradyrhizobium elkanii and Burkholderia sp. There is some evidence that these distinct groups may be related to the presence of Burkholderia spp. in the nodules of these legumes.A Floresta de Araucária é um sub-tipo da Mata Atlântica, cujo dossel é dominado por Araucaria angustifolia, uma espécie ameaçada de extinção. O sub-bosque dessa floresta tem alta diversidade, incluindo muitas espécies de leguminosas. Estas plantas podem formar nódulos e fixar nitrogênio atmosférico, contribuindo para a sustentabilidade da floresta. Efetuou-se o levantamento de leguminosas no Parque Estadual de Campos do Jordão e o isolamento de bactérias dos nódulos radiculares destas plantas, seguido da caracterização fenotípica dos isolados. As bactérias dos nódulos foram isoladas em meio de cultura YMA, sendo classificadas de acordo com suas características de crescimento (velocidade de crescimento, cor, produção de polissacarídeo extracelular e mudança de pH do meio). Os resultados foram analisados por análise de agrupamento e análise de componentes principais (PCA). De um total de onze espécies de leguminosas, nove apresentaram nódulos, sendo seis espécies descritas como nodulantes pela primeira vez. Duzentas e doze estirpes de bactérias foram isoladas, havendo variação no formato de nódulos e alta riqueza fenotípica das bactérias isoladas. Essa riqueza ocorreu entre as espécies de leguminosas, entre indivíduos da mesma espécie, entre diferentes formatos de nódulos e, inclusive, entre bactérias isoladas de um mesmo nódulo. As bactérias puderam ser classificadas em vários grupos, de dois a seis de acordo com cada leguminosa, a maioria deles diferentes de Rhizobium tropici, Bradyrhizobium elkanii e Burkholderia sp., que foram utilizados como padrões de crescimento. Existem algumas evidências de que estes grupos distintos podem estar relacionados à presença de Burkholderia spp. nos nódulos destas leguminosas

Effect of light and different temperatures on germination of Heliocarpus popaanensis L. seeds

Heliocarpus popayanensis, conhecida popularmente como jangada-brava, é uma espécie arbórea pioneira utilizada no Brasil, principalmente, para restauração florestal. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da luz e da temperatura na germinação das sementes de H. popayanensis. Para análise do efeito da luz, a semeadura foi realizada em caixas de plásticos transparente e preto, mantidas em germinador a 25 ºC. Na avaliação do efeito da temperatura foram analisados, em mesa termogradiente, nove intervalos de temperaturas constantes, compreendidas entre 15 ºC e 35 ºC, e duas alternadas (15-35 ºC e 20-30 ºC). Em ambos os experimentos, a semeadura foi realizada sobre duas folhas de papel mata-borrão, sendo o fotoperíodo diário de 8 h de luz. A germinação foi avaliada pela protrusão da raiz primária e pela formação de plântulas normais, e estudaram-se três lotes de sementes. Os resultados indicaram que as sementes de H. popayanensis são fotoblásticas neutras, a temperatura ótima para a germinação está entre 28,1 ºC e 30,2 ºC, temperaturas próximas a 35 ºC favorecem a superação da impermeabilidade do tegumento à água e a protrusão da raiz primária não foi eficiente na determinação da temperatura ótima para germinação, sendo a formação de plântulas normais o critério mais adequado para essa determinação.Heliocarpus popayanensis is a pioneer tree species used in Brazil mainly for forest restoration. The aim of this research was to evaluate the effect of light and temperature on the germination of H. popayanensis seeds. Seeds were put to germinate inside transparent and black plastic boxes and incubated in chambers at 25ºC for light evaluation on germination. For temperature evaluation, nine intervals of constant temperatures between 15ºC and 35ºC and two alternate temperatures (15-35ºC and 20-30ºC) were analyzed in thermo-gradient table. For both experiments, seeds were distributed on the top of two blotter paper sheets and the daily photoperiod was eight hours of light. Germination was evaluated from primary root protrusion and formation of normal seedlings, and three lots of seeds were studied. The results showed that H. popayanensis seeds are non-photoblastic, the optimum temperature interval is between 28.1ºC and 30.2ºC, temperatures around 35ºC stimulated seed impermeability overcome, and the primary root protrusion was not efficient to determine the optimum germination temperature, since the formation of normal seedlings is more indicated for this determination