Variation in the ureide content of Jack Bean during the reproductive stages in response to nitrate

Nitrogen is frequently the limiting mineral nutrient for plant productivity and it is essential to obtain an understanding of how this element is assimilated and its metabolism regulated, in crop plants. The objective of this work was to study nitrogen metabolism in the tropical legume Canavalia ensiformis, a plant species used as a green manure. The nitrate dose provided changed the concentrations of ureides exported via the xylem, whilst the developmental stage alterations demonstrated to influence the form of ureide exported via the xylem. Considering the content of ureides as an indicator of N-fixation status, it could be concluded that N-fixation was affected in the presence of nitrate in C. ensiformis.Nitrogênio é o nutriente mineral mais limitante e importante para produção vegetal e o entendimento de como esse elemento é assimilado e como seu metabolismo é regulado, são essenciais para plantas cultivadas. O objetivo deste trabalho foi estudar as variações no metabolismo de nitrogênio em Canavalia ensiformis, em resposta ao nitrato, durante o período reprodutivo. A dose de nitrato fornecida mudou as concentrações de udeídeos exportados via xilema, enquanto alterações no estádio de desenvolvimento mostrou influenciar a forma de ureídeo exportado via xilema. Considerando o nível de ureídeos como um indicador do status da fixação biológica, é possível dizer que a fixação do nitrogênio pode ter sido afetada na presença do nitrato em C. ensiformis.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)FAPESPConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Antioxidant isoenzyme responses to nickel-induced stress in tobacco cell suspension culture

Exposure to nickel (Ni) at high concentrations can lead to production of reactive oxygen species (ROS) resulting in oxidative damage at the cellular level. We investigated the antioxidative responses of Nicotiana tabacum cv BY-2 cell suspension to Ni stress (0.075 and 0.75 mM NiCl2) over a 72 h period with special attention to potential alterations in isoenzymes of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione reductase (GR). Two main SOD isoenzymes were observed, a Mn-SOD (band I) and a Fe-SOD (band II), as well as one CAT isoenzyme and four GR isoenzymes. Activity staining analysis revealed that CAT activity plays a major role in the early response to Ni-induced oxidative stress, particularly when the Ni concentration used was low, whilst a specific GR isoenzyme appears to respond to the Ni-induced oxidative stress when a much higher Ni concentration was used to induce the stress for the same period of treatment. These results illustrate the importance and advantages of determining individual isoenzyme activities.A exposição ao níquel (Ni), em altas concentrações, pode levar à produção de espécies reativas de oxigênio (EAOs), resultando em danos oxidativos em nível celular. Foram investigadas as respostas antioxidativas de células em suspensão do cultivar BY-2 de Nicotiana tabacum submetidas ao estresse por Ni (0.075 e 0.75 mM de NiCl2) por 72 h, com atenção especial às alterações potencias em isoenzimas de superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutatione redutase (GR). Duas principais isoenzimas de SOD foram observadas, uma Mn-SOD (banda I) e outra Fe-SOD (banda II), bem como uma isoenzima CAT e quatro isoenzimas de GR. As análises revelaram que a atividade de CAT tem papel principal no momento inicial de resposta ao estresse oxidativo induzido por Ni, particularmente, quando sua concentração foi mais baixa, enquanto uma isoenzima específica de GR parece responder a este estresse na concentração mais alta de Ni, no mesmo período de tratamento. Os resultados ilustram a importância e as vantagens de se determinar a atividade de isoenzimas individuais

Antioxidant isoenzyme responses to nickel-induced stress in tobacco cell suspension culture

Exposure to nickel (Ni) at high concentrations can lead to production of reactive oxygen species (ROS) resulting in oxidative damage at the cellular level. We investigated the antioxidative responses of Nicotiana tabacum cv BY-2 cell suspension to Ni stress (0.075 and 0.75 mM NiCl2) over a 72 h period with special attention to potential alterations in isoenzymes of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione reductase (GR). Two main SOD isoenzymes were observed, a Mn-SOD (band I) and a Fe-SOD (band II), as well as one CAT isoenzyme and four GR isoenzymes. Activity staining analysis revealed that CAT activity plays a major role in the early response to Ni-induced oxidative stress, particularly when the Ni concentration used was low, whilst a specific GR isoenzyme appears to respond to the Ni-induced oxidative stress when a much higher Ni concentration was used to induce the stress for the same period of treatment. These results illustrate the importance and advantages of determining individual isoenzyme activities.A exposição ao níquel (Ni), em altas concentrações, pode levar à produção de espécies reativas de oxigênio (EAOs), resultando em danos oxidativos em nível celular. Foram investigadas as respostas antioxidativas de células em suspensão do cultivar BY-2 de Nicotiana tabacum submetidas ao estresse por Ni (0.075 e 0.75 mM de NiCl2) por 72 h, com atenção especial às alterações potencias em isoenzimas de superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutatione redutase (GR). Duas principais isoenzimas de SOD foram observadas, uma Mn-SOD (banda I) e outra Fe-SOD (banda II), bem como uma isoenzima CAT e quatro isoenzimas de GR. As análises revelaram que a atividade de CAT tem papel principal no momento inicial de resposta ao estresse oxidativo induzido por Ni, particularmente, quando sua concentração foi mais baixa, enquanto uma isoenzima específica de GR parece responder a este estresse na concentração mais alta de Ni, no mesmo período de tratamento. Os resultados ilustram a importância e as vantagens de se determinar a atividade de isoenzimas individuais

Determination of aspartate kinase activity in maize tissues

Lysine, threonine, methionine and isoleucine are synthesized from aspartate in a branched pathway in higher plants. Aspartate kinase plays a key role in the control of the aspartate pathway. The enzyme is very sensitive to manipulation and storage and the hydroxamate assay normally used to determine aspartate kinase activity has to be altered according to the plant species and tissue to be analyzed. We have optimized the assay for the determination of aspartate kinase in maize plants callus cell cultures. Among all the assay parameters tested, the concentration of ATP/Mg and temperature were critical for enzyme activity. In the case of temperature, 35°C was shown to be the optimum temperature for aspartate kinase activity.Lisina, treonina, metionina e isoleucina são derivados do aspartato. Aspartato quinase tem um papel chave no controle da via metabólica do aspartato. A enzima é muito sensível à manipulação e armazenagem e o ensaio enzimático do hidroxamato que é normalmente utilizado para determinar a atividade da aspartato quinase deve ser alterado de acordo com a espécie de planta e tecido vegetal a ser analisado. Nós otimizamos o ensaio para a determinação da atividade da aspartato quinase em culturas celulares de calos de milho. Entre os vários parâmetros testados do ensaio, a concentração de ATP/Mg e temperatura foram críticos para atividade enzimática. No caso da temperatura, 35°C foi a temperatura ótima para atividade da aspartato quinase

Distribuição de aminoácidos solúveis em endospermas mutantes de milho

For human nutrition the main source of vegetable proteins are cereal and legume seeds. The content of total soluble amino acids in mature endosperm of wild-type, opaque and floury maize (Zea mays L.) mutants were determined by HPLC. The total absolute concentration of soluble amino acids among the mutants varied depending on the mutant. The o11 and o13 mutants exhibited the highest average content, whereas o10, fl3 and fl1 exhibited the lowest average content. In general, the mutants exhibited similar concentrations of total soluble amino acids when compared to the wild-type lines, with the clear exception of mutants o11 and fl1, with the o11 mutant exhibiting a higher concentration of total soluble amino acids when compared to its wild-type counterpart W22 and the fl1 mutant a lower concentration when compared to its wild-type counterpart Oh43. For methionine, the mutants o2 and o11 and wild-type Oh43 exhibited the highest concentrations of this amino acid. Significant differences were not observed between mutants for other amino acids such as lysine and threonine. The high lysine concentrations obtained originally for these mutants may be due to the amino acids incorporated into storage proteins, but not those present in the soluble form.A principal fonte de proteínas vegetais para alimentação humana e animal é fornecida pelos grãos de cereais e leguminosas. O conteúdo de aminoácidos solúveis totais foi determinado por HPLC em endospermas de milho (Zea mays L.) normal e mutantes opaco e floury. A concentração de aminoácidos solúveis totais variou entre os mutantes. Os mutantes o11 e o13 se destacaram com médias superiores, enquanto que mutantes o10, fl3 e fl1 apresentaram as menores médias. De maneira geral, para a concentração total de aminoácidos solúveis, os grãos dos mutantes foram similares aos seus tipos selvagens com exceção dos mutantes o11 e fl1 sendo que o primeiro apresentou valor maior que seu tipo selvagem W22, enquanto que o fl1 teve valor menor que o Oh43. Para metionina, os mutantes o2 e o11 e o tipo selvagem Oh43 apresentaram as mais altas concentrações deste aminoácido. Valores similares foram observados entre os mutantes e os tipos selvagens para concentração de outros aminoácidos analisados, tais como lisina e treonina. As altas concentrações sugeridas originalmente para estes mutantes devem ser devidas aos níveis destes aminoácidos incorporados nas proteínas de reserva, mas não na forma solúvel.9196Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq

Distribuição de aminoácidos solúveis em endospermas mutantes de milho

A principal fonte de proteínas vegetais para alimentação humana e animal é fornecida pelos grãos de cereais e leguminosas. O conteúdo de aminoácidos solúveis totais foi determinado por HPLC em endospermas de milho (Zea mays L.) normal e mutantes opaco e floury. A concentração de aminoácidos solúveis totais variou entre os mutantes. Os mutantes o11 e o13 se destacaram com médias superiores, enquanto que mutantes o10, fl3 e fl1 apresentaram as menores médias. De maneira geral, para a concentração total de aminoácidos solúveis, os grãos dos mutantes foram similares aos seus tipos selvagens com exceção dos mutantes o11 e fl1 sendo que o primeiro apresentou valor maior que seu tipo selvagem W22, enquanto que o fl1 teve valor menor que o Oh43. Para metionina, os mutantes o2 e o11 e o tipo selvagem Oh43 apresentaram as mais altas concentrações deste aminoácido. Valores similares foram observados entre os mutantes e os tipos selvagens para concentração de outros aminoácidos analisados, tais como lisina e treonina. As altas concentrações sugeridas originalmente para estes mutantes devem ser devidas aos níveis destes aminoácidos incorporados nas proteínas de reserva, mas não na forma solúvel.For human nutrition the main source of vegetable proteins are cereal and legume seeds. The content of total soluble amino acids in mature endosperm of wild-type, opaque and floury maize (Zea mays L.) mutants were determined by HPLC. The total absolute concentration of soluble amino acids among the mutants varied depending on the mutant. The o11 and o13 mutants exhibited the highest average content, whereas o10, fl3 and fl1 exhibited the lowest average content. In general, the mutants exhibited similar concentrations of total soluble amino acids when compared to the wild-type lines, with the clear exception of mutants o11 and fl1, with the o11 mutant exhibiting a higher concentration of total soluble amino acids when compared to its wild-type counterpart W22 and the fl1 mutant a lower concentration when compared to its wild-type counterpart Oh43. For methionine, the mutants o2 and o11 and wild-type Oh43 exhibited the highest concentrations of this amino acid. Significant differences were not observed between mutants for other amino acids such as lysine and threonine. The high lysine concentrations obtained originally for these mutants may be due to the amino acids incorporated into storage proteins, but not those present in the soluble form

Inhibition of ethylene action delay chilling injury development in tangor 'Murcott'

O bloqueio de eventos dependentes da sinalização do etileno pode afetar de maneira positiva ou negativa a qualidade de frutos tropicais após o armazenamento refrigerado. Dessa forma, os objetivos do presente trabalho foram estudar o envolvimento do etileno no desenvolvimento de injúrias de frio em tangor 'Murcott' e avaliar as respostas envolvidas no processo de resistência às injúrias. Os frutos foram expostos a 500nL L-1 de 1-metilciclopropeno (1-MCP) durante 12 horas ou imersos em soluções contendo 2000nL L-1 de ethephon ou ácido salicílico durante cinco minutos antes de serem armazenados a 1°C, por 90 dias. Como controle, parte dos frutos foi armazenada a 1°C. O tratamento de frutos com ethephon ou ácido salicílico antecipou e intensificou as injúrias de frio. Por outro lado, a inibição do etileno pelo 1-MCP retardou o surgimento dos sintomas e resultou em menor índice de injúrias e percentual de frutos podres ao final do armazenamento. A atividade da superóxido dismutase (SOD) foi intensificada aos 45 dias, contudo em menor intensidade nos frutos tratados com ácido salicílico. Nas avaliações subsequentes, houve decréscimo na atividade da SOD em todos os tratamentos, porém aos 90 dias a intensidade manteve-se levemente superior à observada nos primeiros 30 dias de armazenamento. Os teores de putrescina (Put) e espermina (Spm), no flavedo dos frutos, não sofreram significativa alteração durante o armazenamento. Em contrapartida, os teores de espermidina (Spd) foram mais afetados pelo estresse ocasionado pelo frio.The blockage of ethylene-dependent signaling may affect the quality of tropical fruit in a positive or negative way after cold storage. Hence, the role of ethylene on chilling injury in tangor 'Murcott' and the responses related to injuries resistance were the aims of this study. Fruit were treated for 12h with 500nL L-1 of 1 methylcyclopropene (1-MCP) or immersed into solutions containing 2000nL L-1 ethephon or salicylic acid for 5min before storage at 1°C for 90 days. As a control fruit were stored at 1°C. Chilling injury symptoms were anticipated and intensified when fruit were treated with ethephon or salicylic acid. On the other hand, the ethylene inhibition by 1-MCP delayed symptoms and resulted in the lowest injury index and percentage of fruit decay at the end of storage. At 45 days the superoxide dismutase (SOD) activity was intensified, however, in lower intensity in salicylic acid treated fruit. Afterwards, SOD activity decrease in all the treatments, though at 90 days the intensity was slightly superior to that at the initial 30 days of storage. During storage period it were not observed significantly alterations in putrescine (Put) and spermine (Spm) levels in flavedo tissues. In contrast, spermidine (Spm) levels were more affected by chilling stress

Acionador automático para irrigar plantas

Despite the massive demand of water for plant irrigation, there are few devices being used in the automation of this process in agriculture. This work evaluates a simple controller to water plants automatically that can be set up with low cost commercial materials, which are large-scale produced. This controller is composed by a ceramic capsule used in common domestic water filters; a plastic tube around 1.5 m long, and a pressostate used in domestic washing machines. The capsule and the pressostate are connected through the tube so that all parts are filled with water. The ceramic capsule is the sensor of the controller and has to be placed into the plant substrate. The pressostate has to be placed below the sensor and the lower it is, the higher is the water tension to start the irrigation, since the lower is the pressostate the higher is the water column above it and, therefore, the higher is the tension inside the ceramic cup to pull up the water column. The controller was evaluated in the control of drip irrigation for small containers filled with commercial organic substrate or soil. Linear regressions explained the relationship between the position of pressostate and the maximum water tension in the commercial substrate (p < 0.0054) and soil (p < 0.0001). Among the positions of the pressostate from 0.30 to 0.90 m below the sensor, the water tension changed from 1 to 8 kPa for commercial substrate and 4 to 13 kPa for the soil. This simple controller can be useful to grow plants, applying water automatically in function of the water tension of the plant substrate.A despeito da enorme demanda por água na irrigação de plantas, existem poucos aparelhos para automação deste processo sendo usados na agricultura. Avaliou-se um acionador automático para irrigação, o qual pode ser confeccionado com materiais comerciais de baixo custo, pois são produzidos em larga escala. Este acionador é composto por uma cápsula cerâmica usada em filtros de água domésticos; um tubo plástico com cerca de um metro e meio de comprimento e um pressostato de máquinas de lavar roupas domésticas. A cápsula e o pressostato são conectados pelo tubo de forma que todo o espaço interno seja preenchido com água. A cápsula é o sensor do acionador e deve ser posicionada dentro do substrato das plantas. O pressostato deve ser posicionado abaixo do sensor e quanto mais baixo ele estiver, maior é a tensão da água que aciona a irrigação, pois quanto mais baixo estiver o pressostato, maior é a coluna de água acima do mesmo e, portanto, maior é a tensão na cápsula cerâmica para puxar para cima a coluna de água. O acionador foi avaliado no controle da irrigação por gotejamento em pequenos potes preenchidos com substrato orgânico comercial ou solo. Regressões lineares explicaram a relação entre a posição do pressostato e a tensão máxima no substrato comercial (p < 0,0054) e no solo (p < 0,0001). Entre as posições do pressostato de 0,30 a 0,90 m abaixo do sensor, a tensão da água variou de 1 a 8 kPa para o substrato comercial e de 4 a 13 kPa para o solo. Este simples acionador pode ser útil para cultivar plantas, aplicando água automaticamente em função da tensão da água no substrato das plantas

Automatic controller to water plants

Despite the massive demand of water for plant irrigation, there are few devices being used in the automation of this process in agriculture. This work evaluates a simple controller to water plants automatically that can be set up with low cost commercial materials, which are large-scale produced. This controller is composed by a ceramic capsule used in common domestic water filters; a plastic tube around 1.5 m long, and a pressostate used in domestic washing machines. The capsule and the pressostate are connected through the tube so that all parts are filled with water. The ceramic capsule is the sensor of the controller and has to be placed into the plant substrate. The pressostate has to be placed below the sensor and the lower it is, the higher is the water tension to start the irrigation, since the lower is the pressostate the higher is the water column above it and, therefore, the higher is the tension inside the ceramic cup to pull up the water column. The controller was evaluated in the control of drip irrigation for small containers filled with commercial organic substrate or soil. Linear regressions explained the relationship between the position of pressostate and the maximum water tension in the commercial substrate (p < 0.0054) and soil (p < 0.0001). Among the positions of the pressostate from 0.30 to 0.90 m below the sensor, the water tension changed from 1 to 8 kPa for commercial substrate and 4 to 13 kPa for the soil. This simple controller can be useful to grow plants, applying water automatically in function of the water tension of the plant substrate.A despeito da enorme demanda por água na irrigação de plantas, existem poucos aparelhos para automação deste processo sendo usados na agricultura. Avaliou-se um acionador automático para irrigação, o qual pode ser confeccionado com materiais comerciais de baixo custo, pois são produzidos em larga escala. Este acionador é composto por uma cápsula cerâmica usada em filtros de água domésticos; um tubo plástico com cerca de um metro e meio de comprimento e um pressostato de máquinas de lavar roupas domésticas. A cápsula e o pressostato são conectados pelo tubo de forma que todo o espaço interno seja preenchido com água. A cápsula é o sensor do acionador e deve ser posicionada dentro do substrato das plantas. O pressostato deve ser posicionado abaixo do sensor e quanto mais baixo ele estiver, maior é a tensão da água que aciona a irrigação, pois quanto mais baixo estiver o pressostato, maior é a coluna de água acima do mesmo e, portanto, maior é a tensão na cápsula cerâmica para puxar para cima a coluna de água. O acionador foi avaliado no controle da irrigação por gotejamento em pequenos potes preenchidos com substrato orgânico comercial ou solo. Regressões lineares explicaram a relação entre a posição do pressostato e a tensão máxima no substrato comercial (p < 0,0054) e no solo (p < 0,0001). Entre as posições do pressostato de 0,30 a 0,90 m abaixo do sensor, a tensão da água variou de 1 a 8 kPa para o substrato comercial e de 4 a 13 kPa para o solo. Este simples acionador pode ser útil para cultivar plantas, aplicando água automaticamente em função da tensão da água no substrato das plantas