Variabilidade genética, morfológica e fitoquímica de genótipos de Opuntia e Nopalea

The cactus pear of the Opuntia and Nopalea genres are species of plants very cultivated in the semiarid region of Brazil, mainly for forage production for animals in the dry season. The cladodes of the plant has been considered per long time an important source of nutrients for human and animal alimentation, besides have beneficial properties for health. Because of great genetic diversity of these genres, with about 300 species, there is a need to characterize the varieties grown in Brazil in order to get nutritionals information and bioactive properties. The objective of this study was to characterize the genetic and temporal variability of chemical and nutritional profile of cladodes of varieties of cactus pear of the genres Opuntia and Nopalea cultivated in semiarid region of Brazil; evaluate the potential antioxidant and cytotoxic of ethanol crude extracts of cladodes of these varieties, against human cancer cells; besides, characterize the genetic diversity through characteristics phenotypic, chemical and nutritional, and determine the correlation and importance of these characteristics in the variability between genotypes, using multivariate techniques. The researches were conducted with seven cactus pear varieties (IPA-100003, IPA-100004, IPA-200021, IPA-200205, IPA-200008, IPA-200149 and IPA-200016) in two seasons, dry and rainy. The plants were cultivated under rainfed conditions in the experimental station of Instituto Agronomico de Pernambuco (IPA), located in Arcoverde-PE. Plants were analyzed by 19 morphologic characteristics and 20 chemical and nutritional attributes. The results of the study of the chemical and nutritional profile of the cladodes of cactus pear varieties confirm the nutritive value so much in animal nutrition how much in human nutrition. The components chemical and nutritional of the cactus pear have a wide variation so much in its composition how much in its content, and vary between plant species studied, within the same species, among cladodes within the genotype and season collect material. The studies confirmed that the secondary metabolites (bioactive compounds) present in the cactus pear have antioxidant and cytotoxic activity against cells of human cancer studied (HCT-116-colon rectal, SF-295-glioblastoma and OVCAR-8-ovarian carcinoma). These substances are of the class of phenolic compounds (phenolic acids and flavonoids) and/or sterols identified in the cladodes. Just as in the chemical composition, antioxidant and cytotoxic activity of the extract ethanol crude of cladodes varies between plant species studied, within the same species, seasons of the year and types of cancer cells. The results of the study of genetic diversity using phenotypic, chemical and nutritional characteristics indicated that the water content, fresh weight, flavonoid content and potassium of the cladodes were the characteristics that most contributed to the genetic variability between genotypes. These characteristics are significantly correlated to dry weight, width, length, area, nitrogen free extract and phenolic compounds of cladodes. This research also grouped the varieties according to their similarities, in two to five groups different, facilitating the choice of viable crosses between genotypes, aiming genetic gains between the characteristics of interest.A palma forrageira dos gêneros Opuntia e Nopalea são espécies de plantas muito cultivadas na região semiárida do Brasil, notadamente para a produção de forragem para os animais na época seca. Os cladódios da planta têm sido considerados por muito tempo uma importante fonte de nutrientes para a alimentação humana e animal, além de possuir propriedades benéficas para a saúde. Por causa da grande diversidade genética desses gêneros, com cerca de 300 espécies, existe a necessidade de se caracterizar as variedades cultivadas no Brasil a fim de se obter informações nutricionais e propriedades bioativas. Objetivou-se com este estudo caracterizar a variabilidade genética e temporal do perfil químico e nutricional dos cladódios de variedades de palma forrageira dos gêneros Opuntia e Nopalea cultivadas na região semiárida do Brasil; avaliar o potencial antioxidante e citotóxico de extratos etanólico bruto de cladódios dessas variedades, contra células de câncer humano; além de caracterizar a diversidade genética através de características fenotípicas, químicas e nutricionais, e determinar a correlação e importância dessas caracteristicas na variabilidade entre os genótipos, utilizando técnicas de análise multivariada. As pesquisas foram realizadas com sete variedades de palma (IPA-100003, IPA-100004, IPA-200021, IPA-200205, IPA-200008, IPA-200149 e IPA-200016) em duas estações do ano, seca e chuvosa. As plantas foram cultivadas em condições de sequeiro na estação experimental do Intituto Agronômico de Pernambuco (IPA), situado em Arcoverde-PE. As plantas foram analisadas através de 19 características morfológicas e 20 atributos químicos e nutricionais. Os resultados do estudo do perfil químico e nutricional dos cladódios de variedades de palma forrageira confirmam o valor nutritivo dos mesmos tanto na nutrição animal quanto na nutrição humana. Os componentes químicos e nutricionais da palma têm uma ampla variação, tanto em sua composição quanto no seu conteúdo, e variam entre as espécies botânicas estudadas, dentro da mesma espécie, entre cladódios dentro do genótipo, e época do ano de coleta do material. Os estudos confimaram que os metabólitos secundários (compostos bioativos) presentes na palma forrageira têm ação antioxidante e citotóxica contra células de câncer humana estudadas (HCT-116-cólon retal, SF-295-glioblastoma e OVCAR-8-ovário). Essas substâncias são da classe dos compostos fenólicos (ácidos fenólicos e flavonoides) e/ou esteróis identificados nos cladódios. Do mesmo modo que a composição química, a atividade antioxidante e citotóxica do extrato etanólico bruto dos cladódios, varia entre as espécies botânicas estudadas, dentro da mesma espécie, épocas do ano e tipos de células cancerígenas. Os resultados do estudo da diversidade genética utilizando características fenotípicas, químicas e nutricionais indicaram que o teor de água, massa fresca, conteúdo de flavonoides e potássio dos cladódios foram as características que mais contribuíram para a variabilidade genética entre os genótipos. Essas características estão significantemente correlacionadas com massa seca, largura, comprimento, área, extrato não nitrogenado e compostos fenólicos dos cladódios. Essa pesquisa também agrupou as variedades de acordo com suas similaridades, em dois a cinco grupos distintos, facilitando a escolha de cruzamentos entre genótipos viáveis, visando ganhos genéticos entre as características de interesse

Composição botânica e controle de plantas daninhas no cultivo da palma forrageira (Opuntia e Nopalea)

Forage cactus (Opuntia and Nopalea) responds positively to cultural treatments such as weeding and weed cutting. However, the scarce labor and the high cost of labor is a challenge that producers, the scientific community and the government have to solve. The objective of this work was to evaluate 9 (nine) commercial herbicides and some mixtures of them in the control of weeds in the culture of forage cactus varieties Miúda (N. cochenillifera) and Orelha de Elefante Mexicana (O. stricta) in the municipality of Caruaru, Pernambuco, Brazil. Two experiments were carried out at the Experimental Station of the Agronomic Institute of Pernambuco (IPA) in Caruaru-PE. The designs used were in randomized blocks with three replications. The treatments evaluated were: 1. No weed control, 2. Hand weeding, 3. Mowing, 4. DMA®806BR (2,4-D), 5. GLYPHOSATE ATAR 48® (glyphosate)+DIURON NORTOX 500 SC ® (diuron), 6. GLYPHOSATE ATAR 48® (glyphosate)+AMERIS® (tebuthiurom), 7. HEXAZINONE-D NORTOX (hexazinone+diuron), 8. VOLCANE® (MSMA), 9. GOAL®BR (oxyfluorfen), 10. TARGA®50 BR (kizalofop-p-ethyl), 11. FUSILADE® 250 EW (fluasifop-p-butyl), 12. AMERIS® (tebutiuron), 13. GLYPHOSATE ATAR 48® (glyphosate)+DIURON NORTOX 500 SC ® (diuron)+AMERIS® (tebuthiuron). The botanical composition of the invasive plants, bare soil, survival, toxicity and productivity of fresh and dry matter of cactus were evaluated in the two years of cultivation. Among the identified species, those with the highest densities were: Ageratum conyzoides, Nicandra physalodes, Scoparia dulcis, Conyza bonariensis, Amaranthus viridis, Acanthospermum hispidum, Alternanthera tenella, Senegalia tenuifolia, Cordia goeldiana, Senegalia tenuifolia, Turnera subulata and Poaceae. The herbicides GLYPHOSATE ATAR 48®+AMERIS®; AMERIS®; and GLYPHOSATE ATAR 48®+DIURON NORTOX 500 SC®+AMERIS® were the most efficient in controlling weeds, due to high percentages of bare soil (75 to 99.67%), low toxicity (<8.33%) and high productivity of fresh (120.69 to 167.05 t.ha-1) and dry (21.75 to 24.40 t.ha-1) matter. Dry and fresh matter productivity was positively correlated with each other, and between bare soil and plant survival. Complementary studies are needed to support the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply in the registration of products.A palma forrageira (Opuntia e Nopalea) responde positivamente aos tratos culturais como capina e roço das plantas daninhas. No entanto, a mão de obra escassa e o custo elevado da mão de obra é um desafio que os produtores, comunidade científica e governo tem que solucionar. O objetivo do trabalho foi avaliar 9 (nove) herbicidas comerciais e algumas misturas deles no controle de plantas daninhas na cultura da palma forrageira variedades Miúda (N. cochenillifera) e Orelha de Elefante Mexicana (O. stricta) no município de Caruaru, Pernambuco, Brasil. Foram realizados dois experimentos na Estação Experimental do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA) em Caruaru-PE. Os delineamentos utilizados foram em blocos ao acaso com três repetições. Os tratamentos avaliados foram: 1. Ausência de controle de plantas daninhas, 2. Capina manual, 3. Roçagem, 4. DMA®806BR (2,4-D), 5. GLIFOSATO ATAR 48® (glifosato)+DIURON NORTOX 500 SC® (diurom), 6. GLIFOSATO ATAR 48® (glifosato)+AMERIS® (tebutiurom), 7. HEXAZINONA-D NORTOX (hexazinona+diurom), 8. VOLCANE® (MSMA), 9. GOAL®BR (oxifluorfem), 10. TARGA®50 BR (quizalofope-p-etílico), 11. FUSILADE® 250 EW (fluasifope-p-butílico), 12. AMERIS® (tebutiurom), 13. GLIFOSATO ATAR 48® (glifosato)+DIURON NORTOX 500 SC® (diurom)+AMERIS® (tebutiurom). A composição botânica das plantas invasoras, solo descoberto, sobrevivência, toxicidade e produtividade de matéria fresca e seca da palma foram avaliadas nos dois anos de cultivo. Dentre as espécies identificadas as que tiveram as maiores densidades foram: Ageratum conyzoides, Nicandra physalodes, Scoparia dulcis, Conyza bonariensis, Amaranthus viridis, Acanthospermum hispidum, Alternanthera tenella, Senegalia tenuifolia, Cordia goeldiana, Senegalia tenuifolia, Turnera subulata e Poaceae. Os herbicidas GLIFOSATO ATAR 48®+AMERIS®; AMERIS®; e GLIFOSATO ATAR 48®+DIURON NORTOX 500 SC®+AMERIS® foram os mais eficientes no controle das plantas daninhas, devido a altas percentagens de solo descoberto (75 a 99,67%), baixa toxicidade (<8,33%) e elevada produtividade de matéria fresca (120,69 a 167,05 t.ha-1) e seca (21,75 a 24,40 t.ha-1). A produtividade de matéria seca e fresca foi correlacionada positivamente entre si, e entre o solo descoberto e a sobrevivência das plantas. Estudos complementares são necessários para subsidiar o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento no registro de produtos

Variabilidade de indicadores fisiológicos de resistência à salinidade entre genótipos de cajueiro-anão e gigante

The objective of this work was to evaluate the resistance to salinity of cashew genotypes from dwarf and giant groups, with seedlings in pregrafting phase, using physiological indicators. Germination and seedling initial growth of ten rootstock genotypes were evaluated under two salinity conditions: substrate irrigated with distilled water or with 50‑mmol L-1 NaCl solution, until the eight mature leaves stage (28 days after sowing). The seedlings were irrigated with Hoagland & Arnon nutrient solution, for ten more days. Physiological indicators of resistance – Na+ and K+ contents and K+/Na+ relation, in leaves and roots – did not differ between genotypes, in the absence or presence of salinity. The indicators and prolin contents were not correlated to the accumulated mass in roots and leaves. Under salinity conditions, the genotypes from the dwarf group showed higher root mass in comparison to those from the giant group, which had greater mass allocation in leaves. There was low genetic variability within each group. Regarding root and leaf growth, there was variability between groups, in both salinity conditions.O objetivo deste trabalho foi avaliar a resistência à salinidade de genótipos de cajueiro dos grupos anão e gigante, em mudas em fase de enxertia, com o uso de indicadores fisiológicos. A germinação e o crescimento inicial de plântulas de dez genótipos de porta‑enxertos foram avaliados sob duas condições de salinidade: irrigação do substrato com água destilada ou com solução de NaCl 50 mmol L-1, até o estádio de oito folhas maduras (28 dias após o plantio). As mudas foram irrigadas com solução nutritiva de Hoagland & Arnon por mais dez dias. Os indicadores fisiológicos de resistência – concentrações de Na+ e K+ e relação K+/Na+, em folhas e raízes – não diferiram entre os genótipos, na ausência ou na presença de salinidade. Os indicadores e as concentrações de prolina não se correlacionaram com a massa acumulada em raízes e folhas. Sob salinidade, os genótipos do grupo anão apresentaram maior massa radicular em comparação aos do grupo gigante, que tiveram maior alocação de massa em folhas. Houve baixa variabilidade genética dentro de cada grupo. Quanto ao crescimento de raízes e folhas, houve variabilidade entre os grupos, nas duas condições de salinidade

VALOR NUTRITIVO E CONSUMO VOLUNTÁRIO DO FENO DE FAVELEIRA FORNECIDO A OVINOS NO SEMIÁRIDO PERNAMBUCANO

The shortage of animal feed during the dry season has led to the development of food handling techniques that are efficient and sustainable for farmers and ranchers. The research aimed to evaluate the chemical composition, voluntary intake and digestibility of faveleira (Cnidoscolus phyllacanthus (Muell. Arg.) Pax et K. Hoffman), to supply the sheep provided as in the form of hay. Five castrated 18 months old sheeps with a mean age of 18 months old with and initial average weight of 31.75 kg ± 1.08 were evaluated, using the conventional method of total collection of feces. The hay was made naturally in sunny area, the forage being harvested in areas of caatinga at the IPA¿s Sertânia Experimental Station belonging to the Agronomic Institute of Pernambuco/IPA. The faveleira hay results of chemical analysis percentages were: 92.95 dry matter (DM); 89.28 organic matter (OM); 13.48 crude protein (CP); 3.52 ether extract (EE); 41.42 does not extract nitrogen (NEN); 41.92 neutral detergent fiber (NDF); 26.71 acid detergent fiber (ADF) and 30.36 non-fiber carbohydrates (NFC). The voluntary intake of DM, CP, TDN, NDF, ADF and NFC, expressed in g kg-1 PV0, 75 were (93.14, 12.52, 56.06, 39.04; 24.88 and 28.28), respectively. The digestibility percentages were: 63.66 (MS); 66.06 (MO); 74.52 (PB); 36.44 (EE); 74.32 (ENN); 57.32 (NDF); 54.77 (FDA) and 56.91 (NFC). These results show that the faveleira hay could be a viable alternative to dietary supplementation of sheep during the dry season to semiarid of Brazil

Seasonal variability of phenolic compounds and antioxidant activity in prickly pear cladodes of Opuntia and Nopalea genres

<div><p>Abstract The prickly pear is a cactaceae that have chemical compounds that act as natural antioxidants. In addition, the prickly pear is a plant widely used in semiarid region as it’s considered very important forage for animal feed, especially in the dry season. The objectives of this research were to characterize the main classes of phytochemicals, determine the phenols content, flavonoids and anthocyanins and evaluate the antioxidant activity of the prickly pear cultivars Opuntia and Nopalea grown in the semiarid region of Pernambuco in two collection periods (dry and rainy). In the work crude ethanol extracts from cladodes of cultivars (IPA-20, Elephant Ear Mexican, F-08, V-19, Small palm, F-21 and IPA-Sertânia) were used. As for the class of phytochemical compounds from ethanol extract only the flavonoids and steroids were detected in all prickly pear cultivars, in both periods analyzed. The content of phenolic compounds ranges from 1.24 to 5.41 mg GAE g-1 DM, flavonoids 0.90 to 3.43 mg QE g-1 DM, anthocyanins from 0.05 to 0.34 µg QE 100 g-1 DM and antioxidant activity 39.59 to 217.17 µM TEAC g-1 DM. The occurrence of chemical variability and antioxidant activity were observed, both among the botanical cultivars studied and among the collection periods.</p></div