Induction of transgenic hairy roots in soybean genotypes by Agrobacterium rhizogenes‑mediated transformation

O objetivo deste trabalho foi realizar a triagem de genótipos de soja quanto à sua habilidade de resposta à indução de raízes fasciculadas por transformação mediada por Agrobacterium rhizogenes. Quatro cultivares brasileiras de soja (BRSMG 68 Vencedora, BRS 137, Embrapa 48 e MG/BR 46 Conquista) e duas norte americanas, adaptadas às condições brasileiras de cultivo (Bragg e IAS‑5), foram avaliadas quanto à sua capacidade de responder a A. rhizogenes, em protocolos de cultura de raízes fasciculadas in vitro e de produção ex vitro de plantas compostas. Plântulas com quatro dias de idade, de tamanho uniforme, foram injetadas com A. rhizogenes portando o plasmídeo p35S‑GFP. As plântulas que expressaram a proteína verde fluorescente (GFP) em pelo menos uma raiz foram utilizadas para determinar a frequência de transformação. Utilizando um protocolo de obtenção de raízes axênicas, in vitro, cotilédones excisados de plântulas com quatro dias de idade foram infectados com A. rhizogenes portando o plasmídeo pCAMBIA1301 contendo o gene repórter gusA. Foram avaliados a frequência de transformação e o número de dias para emergência das raízes fasciculadas após a infecção bacteriana (DAI). A frequência de transformação e o DAI variaram conforme o genótipo. As cultivares MG/BR 46 Conquista e BRSMG 68 Vencedora são mais suscetíveis a A. rhizogenes e podem ser recomendadas para experimentos de transformação.The objective of this work was to perform the screening of soybean genotypes as to their ability to respond to the induction of hairy roots by Agrobacterium rhizogenes‑mediated transformation. Four Brazilian soybean cultivars (BRSMG 68 Vencedora, BRS 137, Embrapa 48, and MG/BR 46 Conquista) and two North American ones adapted to Brazilian cropping conditions (Bragg and IAS‑5) were screened for their capacity to respond to A. rhizogenes in protocols for in vitro hairy root culture and ex vitro composite plant production. Four‑day‑old seedlings with uniform size were injected with A. rhizogenes harboring the plasmid p35S‑GFP. Seedlings expressing green fluorescent protein (GFP) in at least one hairy root were used to determine the transformation frequency. Using an axenic in vitro protocol, excised cotyledons from four‑day‑old seedlings were infected with A. rhizogenes harboring the pCAMBIA1301 plasmid, containing the gusA reporter gene. The transformation frequency and the number of days for hairy root emergence after bacterial infection (DAI) were evaluated. The transformation frequency and DAI varied according to the genotype. Cultivars MG/BR 46 Conquista and BRSMG 68 Vencedora are more susceptible to A. rhizogenes and can be recommended for transformation experiments

Reducing the environmental impact of surgery on a global scale: systematic review and co-prioritization with healthcare workers in 132 countries

Abstract Background Healthcare cannot achieve net-zero carbon without addressing operating theatres. The aim of this study was to prioritize feasible interventions to reduce the environmental impact of operating theatres. Methods This study adopted a four-phase Delphi consensus co-prioritization methodology. In phase 1, a systematic review of published interventions and global consultation of perioperative healthcare professionals were used to longlist interventions. In phase 2, iterative thematic analysis consolidated comparable interventions into a shortlist. In phase 3, the shortlist was co-prioritized based on patient and clinician views on acceptability, feasibility, and safety. In phase 4, ranked lists of interventions were presented by their relevance to high-income countries and low–middle-income countries. Results In phase 1, 43 interventions were identified, which had low uptake in practice according to 3042 professionals globally. In phase 2, a shortlist of 15 intervention domains was generated. In phase 3, interventions were deemed acceptable for more than 90 per cent of patients except for reducing general anaesthesia (84 per cent) and re-sterilization of ‘single-use’ consumables (86 per cent). In phase 4, the top three shortlisted interventions for high-income countries were: introducing recycling; reducing use of anaesthetic gases; and appropriate clinical waste processing. In phase 4, the top three shortlisted interventions for low–middle-income countries were: introducing reusable surgical devices; reducing use of consumables; and reducing the use of general anaesthesia. Conclusion This is a step toward environmentally sustainable operating environments with actionable interventions applicable to both high– and low–middle–income countries

Ferramentas biotecnológicas com potencial aplicação na obtenção de plantas transgênicas de soja com maior resistência a estresses abióticos e bióticos

A transformação genética é uma ferramenta importante para o estudo funcional de genes e obtenção de plantas com novas características agronômicas. A introdução de genes pela engenharia genética requer, para sua expressão otimizada, além de genes de interesse, a utilização de seqüências reguladoras da transcrição (promotores) eficazes. A obtenção de sequências promotoras raiz-específicas seria de grande valia para trabalhos de transformação genética de soja com vista à obtenção de resistência a nematóides e fungos, uma vez que permitiria o direcionamento da expressão de proteínas capazes de combater estes patógenos e outras pragas apenas nos órgãos-alvo do ataque, ou seja, raízes. O presente trabalho relata a caracterização inicial de quatro promotores de soja potencialmente raiz-específicos - GmAQP, GmAS2, GmEXT e GmRB7. A obtenção de raízes transformadas por Agrobacterium rhizogenes é uma ferramenta bastante útil para testar promotores e novos genes de interesse. Para a implementação do método de transformação mediada por A. rhizogenes em nosso laboratório, foram necessárias algumas etapas fundamentais, como a escolha de cultivares mais propícias para a transformação. Neste trabalho, foi identificada a cultivar MG/BR 46 Conquista como a que apresenta maior eficiência de transformação e menor tempo para a produção de raízes transgênicas, dois parâmetros fundamentais para tornar a técnica mais eficiente. A metodologia simples, pouco laboriosa e de rápida obtenção de resultados é essencial para atender as demandas da genômica funcional. O método já está bem estabelecido no laboratório e, além da aplicação na análise de promotores, vem sendo utilizado para testar novos genes candidatos para a transformação da soja e para a localização subcelular de proteínas codificadas pelos genes em estudo. Diversos fatores limitam a maior produtividade da soja, sendo as doenças os mais importantes e difíceis de controlar. Entre os fatores abióticos, a falta de água é responsável pela diminuição da produtividade agrícola, além de restringir as latitudes e os solos onde espécies comercialmente importantes podem ser cultivadas. Com o objetivo de aumentar a resistência a estresses abióticos e bióticos foi introduzido em soja o gene SnOLP, que codifica uma osmotina de Solanum nigrum. Foram obtidas três linhagens transgênicas, todas com uma única cópia do transgene. As análises de gerações segregantes confirmaram a integração estável do transgene. A linhagem B1, proveniente da transformação da cultivar Bragg, apresenta melhores resultados, tanto na resposta a estresses bióticos (fungos) quanto abióticos (seca). Os resultados obtidos no presente estudo mostram que existe potencial para a aplicação do gene SnOLP em estratégias de melhoramento da soja.Genetic transformation is an important tool for functional studies of genes and generation of plants with new traits. The introduction of genes by genetic engineering requires for its optimal expression, effective transcription regulatory sequences (promoters). Root-specific promoter sequences would be valuable for studies on soybean genetic transformation to obtain nematode and fungal resistance, since they allow the expression of the interest protein in organs usually attacked by diseases - the roots. This thesis reports the initial characterization of four putative root-specific soybean promoters - GmAQP, GmAS2, GmEXT and GmRB7. Transgenic roots transformed by Agrobacterium rhizogenes are useful tool for screening of new promoters and genes of interest. To implement the transformation method mediated by A. rhizogenes in our lab, it was necessary some previous key steps, such as the choice of cultivars more susceptible to the bacteriam infection. MG/BR 46 Conquista cultivar was found to be the most susceptible and can be recommended for A. rhizogenes-mediated transformation experiments. The methodology is simple and fast, essential characteristics to meet the demands of functional genomics. The method is well established in the laboratory and, in addition to analysis of promoters, it has been used to test new genes for soybean transformation and subcellular localization of proteins encoded by the genes under study. Among the many factors that limit soybean yield, diseases are among the most important and difficult to control. Furthermore, the water deficit constrains agricultural productivity, restricting the latitudes and soils where commercially important species can be cultivated. Aiming to obtain increased resistance to abiotic and biotic stresses the osmotin encoding gene (SnOLP) from Solanum nigrum was introduced into soybean cultivars. Three transgenic lines with one transgene copy were obtained. The segregation analysis confirmed the stable integration of SnOLP. In vitro bioassays indicate that B1 transgenic line, derived from Bragg cultivar, was more resistant against economically important pathogenic fungi as well as more tolerant to drought. The results of this study show potential application of SnOLP in strategies for soybean breeding

Effects of abscisic acid on soybean somatic embryo maturation and conversion to plants

The effect of abscisic acid (ABA) on soybean somatic embryogenesis, embryo 6 development, histodifferentiation, germination and conversion was investigated. Two soybean cultivars (IAS-5 and Conquista) were included in the study. ABA at 50J..LM was applied at two different stages of culture; namely at embryo globular stage in proliferation medium and at histodifferentiation stage in maturation medium. Cultivar IAS-5 showed a higher embryogenic potential, producing high number of histodifferentiated embryos and high germination and conversion rates. For cultivar IAS-5 the presence of ABA in proliferation medium improved embryo germination and conversion. The beneficiai effect of ABA on embryo development was not observed for cultivar Conquista. Thus, the effects of ABA treatments were genotype-specific

Transformação genética de soja (Glycine max (L.) Merril) com um gene que codifica uma osmotina de Solanum nigrum var. americanum, visando a resitência a moléstias fúngicas

Visando o aumento da resistência a fungos patogênicos, o presente trabalho foi realizado com o objetivo de introduzir o gene SnOLP, que codifica uma osmotina de Solanum nigrum var. americanum, em cultivares de soja. A estratégia escolhida foi a transformação por biobalística, utilizando o plasmídeo pCL1390-UBQ3-SnOLP, que contém o gene SnOLP e o gene hpt II, que confere resistência ao antibiótico higromicina. Conjuntos de embriões somáticos globulares das cultivares IAS-5, Bragg e BRSMG 68 Vencedora foram utilizados como alvo. Os conjuntos bombardeados foram transferidos para meio seletivo visando obter material estavelmente transformado. Os conjuntos higromicinaresistentes correspondendo a cinco, 12 e 13 eventos de transformação independentes nas cultivares Bragg, IAS-5 e BRSMG 68 Vencedora, respectivamente, foram sequencialmente transferidos para meio de proliferação D20 (sem higromicina), maturação (MSM6) e regeneração (MSO). Um total de 114, 70 e 211 embriões histodiferenciados das cultivares Bragg, IAS-5 e BRSMG 68 Vencedora, respectivamente, foram obtidos. A partir destes, foram regeneradas oito plantas da cultivar IAS-5, correspondentes a três eventos de transformação independentes e 30 plantas da cultivar Bragg, de um evento de transformação. Nenhuma planta da cultivar BRSMG 68 Vencedora foi regenerada. Em conseqüência de um acidente, foram recuperadas apenas duas plantas adultas de IAS-5, cada uma proveniente de um evento de transformação independente e 12 plantas de Bragg, todas do mesmo evento de transformação. A presença do transgene nas plantas foi detectada por PCR e a expressão da proteína recombinante através de Western blot. A herança do transgene seguiu o padrão Mendeliano, para um gene dominante, na linhagem I4 de IAS-5. As progênies das plantas transgênicas de Bragg apresentaram uma segregação excepcional, com deficiência de plantas transformadas. Resultados preliminares dos bioensaios utilizando extratos protéicos totais não mostraram atividade antifúngica dessas plantas transgênicas.Aiming to enhance resistance to fungal pathogens, the present work was carried out with the objective of introducing a gene (SnOLP) coding an osmotinlike protein from Solanum nigrum var. americanum in soybean cultivars [Glycine max (L.) Merrill]. Biolistic transformation was the strategy elected, using the plasmid pCL1390-UBQ3-SnOLP, which contain the SnOLP gene and the selectable marker hpt II gene. Somatic globular embryo clusters of IAS-5, Bragg and BRSMG 68 Vencedora cultivars were used as target tissues. Bombarded embryo clusters were transferred to selective medium containg hygromycin, aiming to obtain stable transformed material. Hygromycin-resistant embryogenic clusters corresponding to five, 12 and 13 independent transformation events of Bragg, IAS-5 and BRSMG 68 Vencedora cultivars, respectively, were sequentially transferred to proliferation D20 (without hygromycin), maturation and regeneration media. A total of 70, 114 and 211 histodifferentiated embryos were obtained from IAS-5, Bragg and BRSMG 68 Vencedora cultivars, respectively. Eight plants corresponding to three independent transformation events were recovered for cultivar IAS-5 and 30 plants from one transformation event for Bragg cultivar. No one plant for BRSMG 68 Vencedora cultivar was regenerated. As a consequence of an accident, only two adult plants for IAS-5 cultivar, each one proceeding from an independent transformation event and 12 plants for Bragg, all them from the same transformation event, were obtained. The integration and expression of the SnOLP transgene into the genomes of transformed plants were confirmed by PCR and Western blot. The I4 progeny from IAS-5 cultivar segregated as a single dominant locus as predicted by Mendelian principles. The transgenic Bragg progenies segregated in an exceptional manner, with fewer SnOLP-positive plants. Preliminary bioassays using total protein extracts of transgenic plants did not show antifungal activity

Effects of abscisic acid on soybean somatic embryo maturation and conversion to plants

The effect of abscisic acid (ABA) on soybean somatic embryogenesis, embryo 6 development, histodifferentiation, germination and conversion was investigated. Two soybean cultivars (IAS-5 and Conquista) were included in the study. ABA at 50J..LM was applied at two different stages of culture; namely at embryo globular stage in proliferation medium and at histodifferentiation stage in maturation medium. Cultivar IAS-5 showed a higher embryogenic potential, producing high number of histodifferentiated embryos and high germination and conversion rates. For cultivar IAS-5 the presence of ABA in proliferation medium improved embryo germination and conversion. The beneficiai effect of ABA on embryo development was not observed for cultivar Conquista. Thus, the effects of ABA treatments were genotype-specific

Ferramentas biotecnológicas com potencial aplicação na obtenção de plantas transgênicas de soja com maior resistência a estresses abióticos e bióticos

A transformação genética é uma ferramenta importante para o estudo funcional de genes e obtenção de plantas com novas características agronômicas. A introdução de genes pela engenharia genética requer, para sua expressão otimizada, além de genes de interesse, a utilização de seqüências reguladoras da transcrição (promotores) eficazes. A obtenção de sequências promotoras raiz-específicas seria de grande valia para trabalhos de transformação genética de soja com vista à obtenção de resistência a nematóides e fungos, uma vez que permitiria o direcionamento da expressão de proteínas capazes de combater estes patógenos e outras pragas apenas nos órgãos-alvo do ataque, ou seja, raízes. O presente trabalho relata a caracterização inicial de quatro promotores de soja potencialmente raiz-específicos - GmAQP, GmAS2, GmEXT e GmRB7. A obtenção de raízes transformadas por Agrobacterium rhizogenes é uma ferramenta bastante útil para testar promotores e novos genes de interesse. Para a implementação do método de transformação mediada por A. rhizogenes em nosso laboratório, foram necessárias algumas etapas fundamentais, como a escolha de cultivares mais propícias para a transformação. Neste trabalho, foi identificada a cultivar MG/BR 46 Conquista como a que apresenta maior eficiência de transformação e menor tempo para a produção de raízes transgênicas, dois parâmetros fundamentais para tornar a técnica mais eficiente. A metodologia simples, pouco laboriosa e de rápida obtenção de resultados é essencial para atender as demandas da genômica funcional. O método já está bem estabelecido no laboratório e, além da aplicação na análise de promotores, vem sendo utilizado para testar novos genes candidatos para a transformação da soja e para a localização subcelular de proteínas codificadas pelos genes em estudo. Diversos fatores limitam a maior produtividade da soja, sendo as doenças os mais importantes e difíceis de controlar. Entre os fatores abióticos, a falta de água é responsável pela diminuição da produtividade agrícola, além de restringir as latitudes e os solos onde espécies comercialmente importantes podem ser cultivadas. Com o objetivo de aumentar a resistência a estresses abióticos e bióticos foi introduzido em soja o gene SnOLP, que codifica uma osmotina de Solanum nigrum. Foram obtidas três linhagens transgênicas, todas com uma única cópia do transgene. As análises de gerações segregantes confirmaram a integração estável do transgene. A linhagem B1, proveniente da transformação da cultivar Bragg, apresenta melhores resultados, tanto na resposta a estresses bióticos (fungos) quanto abióticos (seca). Os resultados obtidos no presente estudo mostram que existe potencial para a aplicação do gene SnOLP em estratégias de melhoramento da soja.Genetic transformation is an important tool for functional studies of genes and generation of plants with new traits. The introduction of genes by genetic engineering requires for its optimal expression, effective transcription regulatory sequences (promoters). Root-specific promoter sequences would be valuable for studies on soybean genetic transformation to obtain nematode and fungal resistance, since they allow the expression of the interest protein in organs usually attacked by diseases - the roots. This thesis reports the initial characterization of four putative root-specific soybean promoters - GmAQP, GmAS2, GmEXT and GmRB7. Transgenic roots transformed by Agrobacterium rhizogenes are useful tool for screening of new promoters and genes of interest. To implement the transformation method mediated by A. rhizogenes in our lab, it was necessary some previous key steps, such as the choice of cultivars more susceptible to the bacteriam infection. MG/BR 46 Conquista cultivar was found to be the most susceptible and can be recommended for A. rhizogenes-mediated transformation experiments. The methodology is simple and fast, essential characteristics to meet the demands of functional genomics. The method is well established in the laboratory and, in addition to analysis of promoters, it has been used to test new genes for soybean transformation and subcellular localization of proteins encoded by the genes under study. Among the many factors that limit soybean yield, diseases are among the most important and difficult to control. Furthermore, the water deficit constrains agricultural productivity, restricting the latitudes and soils where commercially important species can be cultivated. Aiming to obtain increased resistance to abiotic and biotic stresses the osmotin encoding gene (SnOLP) from Solanum nigrum was introduced into soybean cultivars. Three transgenic lines with one transgene copy were obtained. The segregation analysis confirmed the stable integration of SnOLP. In vitro bioassays indicate that B1 transgenic line, derived from Bragg cultivar, was more resistant against economically important pathogenic fungi as well as more tolerant to drought. The results of this study show potential application of SnOLP in strategies for soybean breeding

Efeito do ácido abscísico (ABA) na maturação de embriões somáticos de soja (Glycine max (L.) merrill)

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Comportamento in vitro de Baccharis trimera (Carqueja) em diferentes níveis de sobrecarga por cobre

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