Medidor portátil de clorofila : determinação dos teores de pigmentos fotossintéticos, nitrogênio e possibilidades de uso nas interpretações do processo fotoquímico em Carica papaya L.

ABSTRACTThe techniques utilized to extract chlorophyll from plant materials are destructive and based on methods that use organic solvents. This study proposes the non-destructive quantification of chlorophyll and nitrogen concentration using a portable chlorophyll meter (SPAD-502). Further, was possible to establish relationships between chlorophyll fluorescence and SPAD-502 values. This methodology could save time, space and resources, and could be used for analysis of the photosynthetic processes. Papaya leaves (Solo and Formosa groups) of different ages were collected from 15-month-old plants cultivated in a commercial field in São Francisco de Itabapoana, Rio de Janeiro State (410:15W; 210:27S). Correlations were established between the chlorophyll content and carotenoids extracted in DMSO, nitrogen content, a chlorophyll a fluorescence (Ff, Fmax, Fn/Fmax, qN, qP, NPQ) with readings from SPAD-502 taken on papaya leaves of different ages. The results show that while the qp and the Fn/Fmax increased with SPAD-502 readings of up to 40, the qN and NPQ variables decreased. The Fmax presented a direct linear correlation with the SPAD-502 values while the Ff variable did not correlate with the SPAD-502 values. The portable chlorophyll meter was shown to be useful for nondestructive determination of photosynthetic pigments (chlorophyll and carotenoids) and can be used indirectly in advanced interpretation of the photochemical process in Carica papaya L. leaves.Os métodos utilizados para a extração de clorofila em materiais vegetais são destrutivas e baseiam-se em métodos que utilizam solventes orgânicos. Este trabalho propõe a quantificação não-destrutiva dos teores de clorofila e nitrogênio por meio do SPAD-502. Ainda, foi possível estabelecer uma relação entre a fluorescência e os valores obtidos pelo SPAD-502. Tal metodologia poderá proporcionar uma substancial economia de tempo, espaço e recursos contribuindo na melhoria das interpretações dos processos fotossintéticos. Para tanto, foram utilizadas folhas de mamoeiros (grupos 'Solo' e 'Formosa') de diferentes estádios de desenvolvimento, coletadas de plantas com 15 meses de idade, cultivadas em plantio comercial no município de São Francisco de Itabapoana/RJ. Foram estabelecidas correlações entre os teores de clorofila e carotenóides extraídos em DMSO, os teores de nitrogênio, a fluorescência da clorofila a (Ff, Fmax, Fn/Fmax, qN, qP, NPQ) e as leituras pelo SPAD 502 em folhas da espécie em estudo, dos grupos 'Solo' e 'Formosa'. Os resultados mostraram que enquanto a variável qP e a relação Fn/Fmax foram crescentes, até leituras do SPAD-502 próximas a 40, as variáveis qN e NPQ se mostraram decrescentes. Foi verificado que a variável Fmax apresentou uma correlação linear, direta, em relação aos valores do SPAD-502, enquanto que a variável Ff não apresentou nenhuma correlação com os valores do SPAD-502. De acordo com os resultados apresentados, concluiu-se que o determinador portátil de clorofila poderá ser utilizado na quantificação dos pigmentos fotossintéticos (clorofilas e carotenóides) e poderá indiretamente auxiliar nas interpretações avançadas do processo fotoquímico da fotossíntese em plantas da espécie Carica papaya L

Different planting spacings and fertilization levels on the activity of nitrate reductase in leaves of papaya hybrid UENF/CALIMAN-01

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes espaçamentos de plantio e de níveis de adubação NPK sobre a atividade da redutase do nitrato (RN) nas folhas do híbrido de mamoeiro UENF/CALIMAN-01 , visando a sugerir possível ajuste em seu manejo de adubação nitrogenada, no sentido de maximizar a eficiência do uso do nitrogênio. O experimento foi conduzido na fazenda Caliman Agrícola S.A., no município de Linhares - ES. Utilizou-se o delineamento estatístico experimental em blocos casualizados, com esquema fatorial, com três espaçamentos de plantio entre plantas (E1 = 1,8 m; E2 = 2,25 m, e E3 = 2,7 m), cinco níveis de adubação NPK convencional (A1 = 80% do padrão; A2 = 100% padrão da empresa; A3 = 120% do padrão; A4 = 140% do padrão, e A5 = 160% do padrão) e cinco períodos de avaliação (meses de março a julho). O padrão de adubação NPK da empresa consiste em 350; 105 e 660 kg ha-1ano-1 de sulfato de amônio (20% de N), superfosfato simples (18% de P) e cloreto de potássio (60% de K), respectivamente. Os dados obtidos para a atividade da RN foram submetidos a uma análise de variância e teste de médias. Dentre os tratamentos testados, o nível A1 (80% do padrão), independentemente do espaçamento, poderia ser indicado no manejo do híbrido de mamoeiro UENF/CALIMAN-01, pois em todos eles a atividade da redutase do nitrato, em praticamente todos os períodos avaliados, apresentou valores adequados, ou até mesmo superiores aos encontrados na literatura em cultivares de mamoeiro. A redução da adubação NPK pôde ser justificada, uma vez que não houve diferença na produtividade das plantas entre os tratamentos avaliados.The objective of this work was to evaluate the effect of different planting spacings and levels of NPK manuring on the activity of the nitrate reductase (NR) in the leaves of the papaya hybrid UENF/CALIMAN-01, aiming to suggest possible adjustment in the handling of nitrogen fertilization, in the sense of maximizing the efficiency of the use of the nitrogen. The experiment was driven in the Caliman Agrícola S.A. farm, in the municipal district of Linhares- ES. A complete block design, factorial, with three planting spacings among plants (E1 = 1.8 m, E2 = 2.25 m and E3 = 2.7 m), five levels of NPK conventional manuring (A1 = 80% of the standard, A2 = 100% of the company standard, A3 = 120% of the standard, A4 = 140% of the standard and A5 = 160% of the standard) and five evaluation periods ( from March to July) was used. The standard of the company NPK manuring consists of 350, 105 and 660 Kg ha-1year -1 of sulfate of ammonium (20% of N), simple superphosphate (18% of P) and potassium chloride (60% of K), respectively. The data obtained for the activity of NR were submitted to a variance analysis and average test. Among the tested treatments, A1 (80% of standard), independent of the spacing, could be indicated in the handling of the hybrid UENF/CALIMAN-01, because in all of them the activity of the nitrate reductase in, practically, all of the appraised periods, presented appropriate values, or even, superiors to the ones found in the literature for the papaya tree. The reduction of NPK fertilization could be justified, once that did not have difference in the productivity of the plants among the evaluated treatments.FINEPCNPq(FAPERJ) Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeir

Molecular identification of shark meat from local markets in southern Brazil based on DNA barcoding : evidence for mislabeling and trade of endangered species

Elasmobranchs, the group of cartilaginous fishes that include sharks and rays, are especially vulnerable to overfishing due to low fecundity and late sexual maturation. A significant number of elasmobranch species are currently overexploited or threatened by fisheries activities. Additionally, several recent reports have indicated that there has been a reduction in regional elasmobranch population sizes. Brazil is an important player in elasmobranch fisheries and one of the largest importers of shark meat. However, carcasses entering the shark meat market have usually had their fins and head removed, which poses a challenge to reliable species identification based on the morphology of captured individuals. This is further complicated by the fact that the internal Brazilian market trades several different elasmobranch species under a common popular name: “cação.” The use of such imprecise nomenclature, even among governmental agencies, is problematic for both controlling the negative effects of shark consumption and informing the consumer about the origins of the product. In this study, we used DNA barcoding (mtDNA, COI gene) to identify, at the species level, “cação” samples available in local markets from Southern Brazil. We collected 63 samples traded as “cação,” which we found to correspond to 20 different species. These included two teleost species: Xiphias gladius (n = 1) and Genidens barbus (n = 6), and 18 species from seven elasmobranch orders (Carcharhiniformes, n = 42; Squaliformes, n = 3; Squatiniformes, n = 2; Rhinopristiformes, n = 4; Myliobatiformes, n = 3; Rajiformes, n = 1; and Torpediniformes, n = 1). The most common species in our sample were Prionace glauca (n = 15) and Sphyrna lewini (n = 14), while all other species were represented by four samples or less. Considering IUCN criteria, 47% of the elasmobranch species found are threatened at the global level, while 53% are threatened and 47% are critically endangered in Brazil. These results underline that labeling the meat of any shark species as “cação” is problematic for monitoring catch allocations from the fishing industry and discourages consumer engagement in conservationist practices through informed decision-making

Involvement of brassinosteroids and ethylene in the control of mitochondrial electron transport chain in postharvest papaya fruit

The plant hormones brassinosteroids (BR) and ethylene (ET) act together to regulate plant metabolism. We used BR and 1-methylcyclopropene (1-MCP, an ET action inhibitor) to elucidate the interactions between both hormones for the regulation of mitochondrial respiratory pathways in papaya fruit. The exogenous application of the 24-epibrassinolide (epiBR) enhanced the alternative oxidase (AOX) capacity. While treatment with Brz2001 (Brz is a specific inhibitor of the BR synthesis) also enhanced AOX capacity, these effects lacked in fruit treated simultaneously with epiBR and Brz. Changing the BR level had no effect on ET emission rate in the first 24 h, but a reduction in ET emission was observed in Brz-treated fruit on the fifth day. Together with Brz, epiBR increased the ET production on the fifth day, following the day in which the treatment was carried out. When the ET sensitivity of fruit was inhibited by the application of 1-MCP, the effects of epiBR and Brz were opposite to those obtained without 1-MCP. AOX capacity was slightly inhibited by epiBR in fruit pre-treated with 1-MCP. Data suggest that BR and ET act antagonistically, therefore regulating, directly or indirectly, AOX capacity during papaya fruit ripening.Instituto de Fisiología Vegeta

The complete genome sequence of Chromobacterium violaceum reveals remarkable and exploitable bacterial adaptability

Chromobacterium violaceum is one of millions of species of free-living microorganisms that populate the soil and water in the extant areas of tropical biodiversity around the world. Its complete genome sequence reveals (i) extensive alternative pathways for energy generation, (ii) ≈500 ORFs for transport-related proteins, (iii) complex and extensive systems for stress adaptation and motility, and (iv) wide-spread utilization of quorum sensing for control of inducible systems, all of which underpin the versatility and adaptability of the organism. The genome also contains extensive but incomplete arrays of ORFs coding for proteins associated with mammalian pathogenicity, possibly involved in the occasional but often fatal cases of human C. violaceum infection. There is, in addition, a series of previously unknown but important enzymes and secondary metabolites including paraquat-inducible proteins, drug and heavy-metal-resistance proteins, multiple chitinases, and proteins for the detoxification of xenobiotics that may have biotechnological applications

Efeitos fisiologicos da fotoinibição da fotossintese em plantas jovens de cafeeiro (Coffea arabica L.)

Orientador: Antonio Celso Novaes MagalhãesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: A espécie Coffea arabica é considerada sensível às baixas temperaturas, podendo ser afetada em todo o seu ciclo. Essa espécie, principalmente na fase jovem, quando exposta à luz, após um período sob baixa temperatura, se torna mais sensível. Considerando a importância econômica da cultura cafeeira como item de exportação e ocupação de mão de obra agrícola no país, E reconhecendo que o cultivo do cafeeiro É afetado pela sazonalidade dos eventos climáticos adversos, dentre eles as temperaturas de resfriamento, a proposta deste trabalho justifica-se não só pelos aspectos de investigação básica, corno também pelas aplicações agronômicas que oferece, subsidiárias para os estudos visando o melhoramento genético desta cultura. Este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos da temperatura de resfriamento na atividade do PSII e na susceptibilidade à fotoinibição, através do estudo da cinética de fluorescência da clorofila a, e a participação dos pigmentos cloroplastídicos na tolerância e na capacidade de recuperação dos danos sofridos pelo tecido fotossintetizante de plantas jovens de cafeeiro. A temperatura de resfriamento inibiu O acúmulo dos pigmentos cloroplastídicos, alterando a capacidade do tecido fotossintetizante de plântulas estioladas de cafeeiro em captar e transferir a energia luminosa até os centros de reação do PSII. Consequentemente, houve uma redução na eficiência de utilização da energia quântica por parte do PSrr. O resultado foi uma atenuação da fluorescência emitida e redução (com exceção para Fo) no tempo de ocorrência dos transientes, provavelmente, em resposta a uma menor concentraçãode clorofila a e às limitações no fluxo de elétrons através do PSII . Houve uma tendência de aumento no empilhamento dos tilacóides, ou seja, uma maior organização do conteúdo de membranas dos cloroplastos com oaumento no conteÚdo dos pigmentos cloroplastídicos. Quando as plantas foram submetidas ao tratamento de resfriamento, o estresse causado pelo frio gerou um desarranjo no aparelho fotossintético, induzindo uma queda no nível de empilhamento (organização) das membranas que constituem os tilacóides e, consequentemente, na eficiência quântica do PSII. Com a mudança da temperatura de 10 para 25°C, houve um aumento no nível de organização das membranas dos tilacóides e, apesar da síntese dos pigmentos ter sido inibida em mais de 50% após o tratamento de resfriamento, a eficiência quântica do PSII foi re-stabelecida. Os resultados indicaram uma redução generalizada na eficiência quântica do PSII quando as plântulas de cafeeiro foram mantidas no escuro. A redução ocorreu tanto nas plântulas submetidas ao tratamento de resfriamento, quanto no material controle.Isso demonstra que não apenas A temperatura de resfriamento estaria atuando como causa dessas alterações na atividade do PSrr. É provável que tenha ocorrido um esgotamento das reservas do tecido, com a taxa respiratÓria excedendo à fotossintética, já que essa era nula, uma vez que a energia de excitação esteve comprometida pela permanência das plântulas no escuro. As plantas de cafeeiro que foram submetidas ao tratamento fotoinibitório (2500 Umol/m2.s), após o tratamento de resfriamento, sofreram um Dano maior no aparelho fotossintético. Nessas plantas, a recuperação da eficiência quântica do PSII foi muito inferior a das plantas mantidas em 25°C . Conclui-se que a manutenção da integridade das membranas dos tilacóides pela ação protetora dos pigmentos cloroplastídicos é fundamental, mais que a concentração desses, para a conservação de alta eficiência quântica do PSII' O tecido fotossintetizante após tratamento de resfriamento não foi capaz de recuperar plenamente a sua atividade quando as plantas foram expostas à densidade de fluxo de fótons fotos sintéticos de 2500 J.1Inol/m2.sAbstract: The Coffea arabíca species is considered sensitive to chilling throughout its growth cycle, in view of the many forros of damage caused by this phenomenon. This species, especially at yunger stages, when exposed to light, becomes more sensitive after a period under lower temperatures. Considering the economic importance of coffee such as export and employment of agricultural labour, and recognising that the coffee crop is subjectto adverse seasonal effects, extreme temperatures included, the present investigati_n may be justified not only through basic aspects, but aIs o by agronomic applications which offer informationfor breding programs. The aim of this research was to analyse the effects of chilling ontheactivity of PSII and the susceptibility of photoinhibition through akinetic study of chlorophyll afluorescence; study the participation of chloroplast pigments in tolerance; and determine the capacity of recovery from the damages suffered by the photosynthetic tis sues of young coffee plants. The result of this investigation showed that chilling inhibited the accumulation of the chloroplast pigments and caused an alteration in the capacity of the photosynthetic tissues of etiolated seedlings of coffee to capture and transfer light energy to reaction centers of PSII. The result was an attenuation of emitted fluorescence and a reduction (except for Fo) of the time of transient occurrence. Probably, this isaconsequence of alower chlorophyll aconcentration and a limitation of electron flow through PS11. In this investigations, the observed results alsoshow a tendency for increased stacking of thylakoids, that is a grat¿r organisation of chloroplast membrane contents. When the plants were submitted to chilling, the resulting stress created adisorder of the photosynthetic apparatus, inducing a decrease in the level of stacking (organization) of membranes which forro the thylakoides and, consequently, affecting the PSII quantum yield. On changing the temperatures from 10 t 25°C, there was a increase in the levelof membrane organization and, in s-pite of pigment synthesis being inhibited roore than 50% after chilling,PSII quantum yieldwasrestared. There was a generalised reduction in the PSII quantum yield when the coffee seedling was kept in the dark. The reduction occurred both in seedlings submitted to chilling as in the controls. This showed that chilling was not the only cause of these PSII activity alterations. It is probably that the tissues ran out of reserves, with arespiratory rate exceeding photosynthesis, since the latter was zero, due to suppressed excitation energy of the seedlings kept in the dark. The coffee plants submitted to photoinhibition after chilling, suffered greater damage to the photosynthetic apparatus. The recovery of PSII quantum yield was lower for plants treated at 25°C. Based on these results it may be concluded that maintenance of thylakoide membrane integrity through the protective action of the chloroplast pigments is moreimportant than their concentration, for the maintenance of high PSII quantum yield. The photosynthetic tissue was unable to fully recover its activity when plants were submitted to treatment with high photon flux density (2500 J.UIl.ol/m2.s), after applying chilling treatments to these plantsDoutoradoDoutor em Biologia Vegeta