Large chestnut trees did not respond to annual fertiliser applications, requiring a long-term approach to establishing effective fertilisation plans

Due to the high value of the fruit, the European chestnut (Castanea sativa Mill.), usually grown in agroforestry systems, has been planted as a single species in orchards managed with increasingly intensive cropping practices, such as the regular use of fertilisers. This justifies research into establishing fertilisation programmes oriented towards ecological intensification. In this study, the results of fruit production, plant nutritional status and soil properties are reported from a field trial in which three NPK fertilisers (20:7:10, 13:11:21 and 7:14:14) and a control treatment were used. Chestnut yields did not vary significantly between treatments, although the mean values of the control showed a clear downward trend. N supplied by the fertilisers seems to have been the most important factor in the difference between the fertilised and control treatments, since leaf N concentrations were lower in the control and often below the lower limit of the sufficiency range. Soil inorganic N levels in the autumn, and tissue N concentrations of the herbaceous vegetation developing beneath the trees, indicated risks of N loss to the environment and highlighted the importance of this vegetation remaining during the winter. The chestnuts’ poor response to fertiliser applications was attributed to the buffering effect of the large perennial structure of the trees on the distribution of nutrients to the growing plant parts. In large trees, it seems appropriate to base the annual fertilisation plan on leaf nutrient concentration. Thus, farmers probably should avoid spending money on fertilizer applications as long as leaf nutrient concentrations do not approach the lower limits of sufficiency ranges.This work was funded by the Operational Group “EGIS–Estratégias de Gestão Integrada do Solo e da Água em Espécies Produtoras de Frutos Secos”, funded by PT2020 and EAFRD (European Agricultural Fund for Rural Development). The authors are also grateful to the Foundation for Science and Technology (FCT, Portugal) for financial support through national funds FCT/MCTES (PIDDAC) to CIMO (UIDB/00690/2020 and UIDP/00690/2020), SusTEC (LA/P/0007/2021) and CITAB (UIDB/04033/2020)info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Transcriptomic analysis of genes and LTR retrotransposons in rice (Oryza sativa ssp. japonica) in response to iron toxicity

Iron toxicity in plants is associated with the presence of large concentrations of reduced iron (Fe2+) in the soil solution, which occurs in flooded soils and affects rice plants grown under this condition. Symptoms of iron toxicity involve oxidative stress in leaves, as a response to excessive Fe2+ absorption by the roots. The responses of plants to stress conditions include stimulus perception, signal transduction and gene transcription activation. Besides gene expression, LTR (Long Terminal Repeat) retrotransposons represent ca. 22% of the rice genome, they can be transcriptionally activated under stress, and they can alter the expression of adjacent genes (e.g. due to alterations in chromatin structure). This study aimed to identify differentially expressed genes and LTR retrotransposons in leaves of 18-day-old rice seedlings (Oryza sativa ssp. japonica cv. Nipponbare) after four days of iron excess exposure. They were identified a differential expression of genes and LTR retrotransposons in rice exposed to iron excess using a microarray approach. Total RNA was extracted from leaves of 18-day-old rice seedlings (Oryza sativa L. ssp japonica cv. Nipponbare) after four days of cultivation in nutrient solution with iron excess (7 mM of FeSO47H2O) and in a control solution. The hybridization was performed with cDNA and rice transposome array v. 2.0 microarray (Roche/NimbleGen technology, an improvement of v.1.0, Picault et al., 2009). Data from gene expression was analyzed by the Bayesian t-test with BH adjustment method. Gene annotation, gene ontology, and LTR retrotransposon identification were performed at RAP-DB (Rice Annotation Project Database, build 5), and microarray results were validated by RT-qPCR. Considering log2 FC (log2-fold-change) ≤ -1 as underexpression and ≥ 1 as overexpression (p-values ≤ 0.05), 44 down-regulated and 1,572 up-regulated genes with described function were identified. Down-regulated genes were related to a wide range of functions and no gene family could be highlighted. Among the up-regulated genes, 166 were transcription factors, the most representative belonging to the Zinc finger RING/FYVE/PHD-type family (22) and WRKY family (19); other genes were from the kinase family, participating in biological processes of protein amino acid phosphorylation (86); had molecular function of iron ion binding (56); were involved in response to oxidative stress (scavenging of reactive oxygen species) (26); had molecular function of transport activity (84), including four genes related to heavy metal transport/detoxification and four genes of the multi antimicrobial extrusion protein MATE family; and were involved in the biological process of apoptosis (14), including 10 genes of NB-ARC. Among the up-regulated genes, 435 present at least one cis-regulatory element responsive to abscisic acid (ABA) with significant occurrence (P≤0.05) in its promoter region (1 kbp upstream of the transcription start site). These data indicate that about 28% of the up-regulated genes can be regulated by changing in the ABA content in leaves in response to iron excess. Regarding expression of LTR retrotransposons, 302 were down-regulated (53 Ty1/Copia, 172 Ty3/Gypsy and 77 unclassified), and 4342 up-regulated (466 Ty1/Copia, 2276 Ty3/Gypsy and 1600 unclassified). They were observed a large activity of LTR retrotransposons in response to iron toxicity, and furthermore, they were verified that LTR retrotransposons transcription can extend to 5' and 3' flanking regions. In addition, 16 situations that should up-regulated LTR retrotransposons are located at a very short distance (smaller than 1000 base pairs) in the same chromosome of up-regulated genes suggesting co-transcription, these occurrences are represented by eight where the LTR retrotransposon and the gene have the same sense of transcription (plus); five occurrences with the both with the same sense of transcription (minus) and one occurrence where they have opposite senses. Additionally, two occurrences that in which both, DNA sequences of up-regulated retrotransposon and gene, are overlapped and have the same sense of transcription.A toxidez por ferro em plantas está associada com a presença de grandes concentrações de ferro (Fe) reduzido (Fe2+) na solução do solo, esta condição pode ocorrer em solos irrigados por inundação. Os sintomas de toxidez por ferro incluem estresse oxidativo nas folhas como resultado do excesso de Fe2+ absorvido pelas raízes, resultando em perdas na produtividade. As respostas das plantas às condições de estresse envolvem a percepção dos estímulos, transdução de sinais e ativação da transcrição gênica. Além da expressão gênica, os LTR retrotransposons (Long Terminal Repeat Retrotransposons) que respresentam cerca de 20% do genoma do arroz, podem ser transcricionalmente ativados em condições de estresse e desta forma, influenciar a expressão de genes adjacentes (por exemplo devido a alterações na estrutura da cromatina). Este estudo teve por objetivo identificar genes e LTR retrotransposons diferencialmente expressos em plântulas de arroz (Oryza sativa ssp. japonica cv. Nipponbare), após quatro dias de exposição ao excesso de ferro em solução nutritiva. A expressão diferencial de genes e LTR retrotransposons foi analisada utilizando a técnica de microarranjo e sua validação foi realizada por meio de RT-qPCR. O RNA total foi extraído de folhas de plântulas de arroz cv. Nipponbare, após quatro dias de cultivo em solução nutritiva adicionada de ferro na concentração de 7 mM (FeSO47H2O) (presença de toxidez) e a condição controle com presença de ferro na concentração de 10 μM. O cDNA fita dupla foi sintetitizado a partir do RNA mensageiro. A hibridização foi realizada entre o cDNA das duas condições em triplicatas biológicas e o microarranjo Rice Transposome Array v. 2.0 (Roche/NimbleGen technology, an improvement of v.1.0, Picault et al., 2009). Os valores de intensidade de cada spot foram normalizados, transformados e comparados pelo teste T Bayesiano. A identificação dos genes e LTR retrotransposons foi realizada de acordo com o banco de dados RAP-DB (Rice Annotation Project Database, build 5). Considerando log2 FC (log2-fold-change) ≤ -1 como subexpressão e ≥ 1 como superexpressão e P≤ 0.05 para ambas condições. Foram identificados 44 genes subexpressos e 1.572 superexpressos com funções descritas. Os genes subexpressos desempenham a uma vasta gama de funções. Entre elas destacam-se: 166 genes que são fatores de transcrição, sendo que os mais representativos pertencem à família Zinc finger RING/FYVE/PHD-type family (22 genes) e WRKY (19 genes); outros genes da família das cinases que participam também da sinalização celular em processos biológicos de fosforilação de aminoácidos nas proteínas (86 genes); outros genes com função molecular de ligação ao íon ferro (56 genes); 26 genes envolvidos na resposta ao estresse oxidativo (scavengers de espécies reativas de oxigênio); 84 genes com função molecular de transporte, incluindo quatro genes relacionados ao transporte e detoxificação de metais pesados e quatro genes da família MATE; 14 genes envolvidos em apoptose, incluindo 10 genes NB-ARC. Entre os genes superexpressos, 435 apresentam pelo menos um elemento regulatório de ação cis responsivo ao ácido abscisico (ABA) com ocorrência significativa (P≤0,05) em sua região promotora (1 kbp a montante do sítio de início da transcrição). Estes dados indicam que cerca de 28% dos genes superexpressos podem ser regulados pelas alterações no conteúdo de ABA nas folhas, em resposta ao estresse por excesso de ferro. Considerando a expressão do LTR retrotransposons, 302 apresentaram subexpressão (53 Ty1/Copia, 172 Ty3/Gypsy e 77 não classificados), e 4.342 apresentaram superexpressão (466 Ty1/Copia, 2276 Ty3/Gypsy e 1600 não classificados). Foi constatada grande atividade transcricional dos LTR retrotransposons em resposta à toxidez por ferro, sendo que a transcrição dos LTR retrotransposons pode se estender às suas regiões flanqueadoras 5 e 3 , além disso foram encontradas 16 ocorrencias em que o LTR retrotransposon e o gene superexpresso estão localizados a uma distância menor do que 1000 pares de bases no mesmo cromossomo, sugerindo co-transcrição entre ambos. Entre as 16 ocorrências, oito em que o LTR retrotransposon e o gene apresentam o mesmo sentido de transcrição (plus); cinco ocorrências com mesmo sentido de transcrição (minus) e uma ocorrência onde LTR retrotrotransposon e gene apresentam sentidos de transcrição opostos. Foram observadas ainda, duas ocorrências em que as sequencias de DNA do LTR retrotransposon e do gene superexpressos estão sobrepostas, e apresentam o mesmo sentido de transcrição.estresse oxidativo (scavengers de espécies reativas de oxigênio); 84 genes com função molecular de transporte, incluindo quatro genes relacionados ao transporte e detoxificação de metais pesados e quatro genes da família MATE; 14 genes envolvidos em apoptose, incluindo 10 genes NB-ARC. Entre os genes superexpressos, 435 apresentam pelo menos um elemento regulatório de ação cis responsivo ao ácido abscisico (ABA) com ocorrência significativa (P≤0,05) em sua região promotora (1 kbp a montante do sítio de início da transcrição). Estes dados indicam que cerca de 28% dos genes superexpressos podem ser regulados pelas alterações no conteúdo de ABA nas folhas, em resposta ao estresse por excesso de ferro. Considerando a expressão do LTR retrotransposons, 302 apresentaram subexpressão (53 Ty1/Copia, 172 Ty3/Gypsy e 77 não classificados), e 4.342 apresentaram superexpressão (466 Ty1/Copia, 2276 Ty3/Gypsy e 1600 não classificados). Foi constatada grande atividade transcricional dos LTR retrotransposons em resposta à toxidez por ferro, sendo que a transcrição dos LTR retrotransposons pode se estender às suas regiões flanqueadoras 5 e 3 , além disso foram encontradas 16 ocorrencias em que o LTR retrotransposon e o gene superexpresso estão localizados a uma distância menor do que 1000 pares de bases no mesmo cromossomo, sugerindo co-transcrição entre ambos. Entre as 16 ocorrências, oito em que o LTR retrotransposon e o gene apresentam o mesmo sentido de transcrição (plus); cinco ocorrências com mesmo sentido de transcrição (minus) e uma ocorrência onde LTR retrotrotransposon e gene apresentam sentidos de transcrição opostos. Foram observadas ainda, duas ocorrências em que as sequencias de DNA do LTR retrotransposon e do gene superexpressos estão sobrepostas, e apresentam o mesmo sentido de transcrição

Caracterização morfofisiológica do sistema de incompatibilidade atuante em goibeira-serrana (Acca sellowiana (BERG) Burret) (Myrtaceae)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais.A goiabeira-serrana (Acca sellowiana (Berg) Burret) é uma árvore frutífera pertencente à família Myrtaceae, nativa do planalto meridional brasileiro e nordeste do Uruguai. É uma espécie alógama e possui flores hermafroditas. Embora apresente auto-incompatibilidade, são encontradas plantas auto-compatíveis em populações naturais. O estigma torna-se receptivo 24 h antes da deiscência das anteras e suas flores apresentam variação na distância entre estigma e anteras (DEA), podendo ser atribuídas três classes: 1, 2 e 3 - distância variando entre 0 e 0,4 cm; 0,5 e 0,9 cm e 1,0 e 1,4 cm, respectivamente. Não obstante alguns estudos têm evidenciado a presença de auto-incompatibilidade nesta espécie, ainda não existem trabalhos elucidando sua forma de ação. Deste modo, o objetivo do trabalho foi caracterizar o sistema de auto-incompatibilidade atuante em A. sellowiana. Os estudos foram conduzidos na Estação Experimental da Epagri , no município de São Joaquim/SC, nos ciclos de produção de 2006/2007 e 2007/2008. Em 2006/2007 foram realizados cruzamentos utilizando como receptores de pólen nove acessos que representam as três classes de DEA, além de um acesso auto-compatível, procedendo-se os seguintes tratamentos de polinização: geitonogamia (T1); polinização cruzada - mistura de pólen de distintos acessos (T2); polinização natural (T6) e ausência de polinização (T7). Foram realizadas avaliações histológicas em pistilos submetidos a T1 e T2, no intuito de verificar o desenvolvimento dos tubos polínicos ao longo do estilete, ovários e óvulos. Foi mensurado o crescimento de óvulos e ovários em flores submetidas aos tratamentos T1, T2 e T7. Além disto, foram avaliados os caracteres: frutificação efetiva, número de frutos maduros, peso de polpa, número de sementes e viabilidade das sementes. No ciclo 2007/2008 foram utilizados como receptores de pólen nove acessos pertencentes às três classes de DEA, e como fontes de pólen os tratamentos T1, T2 e T6; adicionalmente, foram realizados os cruzamentos recíprocos T3 (mistura de pólen DEA 1), T4 (mistura de pólen DEA 2) e T5 (mistura de pólen DEA 3); estas misturas nunca incluíam o pólen do acesso receptor. Os resultados deste trabalho evidenciam que A. sellowiana apresenta barreiras de auto-incompatibilidade de ação tardia, atuando após a penetração dos tubos polínicos no saco embrionário. Isto foi verificado pelo desenvolvimento dos tubos polínicos até o ovário, descarga dos núcleos espermáticos na sinérgide degenerativa, formação do zigoto a partir do 24° dia após a polinização, e desenvolvimento do endosperma tanto em pistilos submetidos a T1 quanto naqueles submetidos a T2. O crescimento dos óvulos sob T1 foi significativamente menor, comparativamente ao daqueles submetidos a T2, a partir do 20° dia após a polinização, enquanto que para o crescimento dos ovários isto foi verificado no 22° dia. Dos pistilos submetidos a T1, 58% e 72% tiveram abscisão no 28° e 30° dia após a polinização, respectivamente. Os cruzamentos entre classes de DEA apresentaram elevada frutificação efetiva, evidenciando que as formas florais não estão relacionadas com a auto-incompatibilidade. Foi verificada reduzida frutificação efetiva nos sistemas de polinização natural nos dois ciclos de avaliação. O acesso auto-compatível apresentou maior frutificação efetiva para T2, seguido de T1, sendo que o menor percentual foi observado em T6, contudo, apresentou menor quantidade de frutos maduros, número de sementes e peso de polpa por ocasião da maturação, além de apresentar menor taxa de germinação de sementes, sugerindo ação precoce da depressão endogâmica neste acesso auto-compatível. Para os acessos auto-incompatíveis, nos tratamentos T2 e T6, as flores que apresentam maior DEA evidenciaram maior número de frutos maduros, peso de polpa, número de sementes e taxa de emergência, comparativamente àquelas que apresentam menor DEA, o que provavelmente está associado à maior quantidade de óvulos neste tipo de flore

Response of commom bean to nitrogen fertilization and to the application of a biofertilizer

O nitrogênio é um nutriente de elevada importância em sistemas agrícolas, sendo que sua limitação ocasiona perdas na produção vegetal. Quando aplicado em formas químicas apresenta custo elevado e se mal manejado pode causar danos ao ambiente. O objetivo deste trabalho foi comparar adubação nitrogenada com um biofertilizante comercial na cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.). O experimento foi conduzido a campo nas dependências do Instituto Politécnico de Bragança, em Portugal, (41º47’N e 6º45’W) em um delineamento experimental que incluiu duas cultivares (‘Foicinha’ e ‘Rajada’) e três regimes de adubação. Os regimes de adubação foram: T1, testemunha sem azoto ou biofertilizante; T2, aplicação de 80 kg N ha-1; e T3, utilização de um biofertilizante comercial na dose de 4,0 L ha-1. Foram avaliados caracteres de rendimento agronômico: número de vagens por planta (NVP), número de grãos por vagem (NGV), número de locos por vagem (NLV), número de locos falhos por vagem (NFV), massa de mil grãos (MMG) e rendimento de grãos (RG), além do acúmulo de massa seca (MS) na parte aérea (MSPA) e nos grãos (MSG). Para a cultivar ‘Foicinha’ registaram-se diferenças significativas para MMG, onde T3 foi superior diferindo de T1 em 126 g. Para RG, T2 teve um ganho equivalente à 773 kg ha-1 em relação a testemunha. Para a cultivar ‘Rajada’ não ocorreram diferenças significativas em nenhum dos componentes analisados. Para o acumulo da MS total ao final do ciclo (em ambas cultivares) não houveram diferenças significativas.Nitrogen is an important nutrient in agricultural systems since the shortage of nutrient in soils leads to lower plant production. When applied in chemical forms it has high cost and if poorly managed can cause damage to the environment. The main goal of this work was to assess the effect of nitrogen fertilization and the use of a biofertilizer in common bean (Phaseolus vulgaris L.). The experiment was carried on field conditions in the premises of Polytechnic Institute of Bragança, Portugal (41º47'N and 6º45'W) in an experimental which included two genotypes (cvs. ‘Foicinha’ and ‘Rajada’), three fertilization regimes and three replicates. The fertilization regimes were: T1, control, without nitrogen or biofertilizer; T2, application of 80 kg N ha-1 ; and T3, biofertilizer applied at a rate of 4.0 L ha-1 . Several yields components were evaluated: number of pods per plant (NVP); the number of grains per pod (NGV); the number of loci per pod (NLV); loci failed per pod (NFV); the weight of grains (MMG); grain yield (RG); and besides of dry matter (MS) in vines (MSPA) and grains (MSG). To the cultivar, ‘Foicinha’ significant differences were found for MMG where T3 was higher than T1 in 126 g, and to RG, by which T2 was higher than control in 773 kg ha-1 . In cultivar ‘Rajada’ no significant differences were found in any yield components evaluated. To total MS accumulation at the end of the growing season, no significant differences were found for both genotypes.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Técnicas de preparo e uso de caldas alternativas e compostagem.

With the need to find alternatives to the production of healthier food and low level of toxicology for both people and the environment. Calls syrups and organic fertilizers come for this purpose, which are used in organic agriculture. To this end the workshops aimed to lead the preparation techniques farmers and use of Bordeaux mixture and sulfur to control insects and diseases, and the production of organic fertilizer through the composting process. Held in rural settlements in Itapiúna municipality of Ceará for rural farmers, led information that can be used quietly in their properties, especially because it is easy to perform and inexpensive, both tails as composting, there was great interest in part by learning farmersCom a necessidade de buscar alternativas para a produção de um alimento mais saudável e com baixo nível de toxicologia tanto para as pessoas como para o meio ambiente. As chamadas caldas e fertilizantes orgânicos vem com esse propósito, na qual são utilizadas na agricultura orgânica. Com este intuito as oficinas objetivaram levar aos agricultores técnicas de preparo e uso da calda bordalesa e sulfocálcica para o controle de insetos e doenças, bem como a produção de fertilizante orgânico, por meio do processo de compostagem. Realizada em assentamentos rurais no município de Itapiúna no Ceará para agricultores rurais, levou informações que podem utilizar tranquilamente em suas propriedades, principalmente por se tratar de fácil execução e com baixo custo, tanto as caldas como a compostagem, houve grande interesse pela aprendizagem por parte dos agricultores.Con la necesidad de encontrar alternativas a la producción de alimentos sanos y de bajo nivel de la toxicología para las personas y el medio ambiente. Llamadas jarabes y fertilizantes orgánicos vienen para este fin, que se utilizan en la agricultura orgánica. Con este fin, los talleres dirigidos para dirigir las técnicas de preparación de los agricultores y el uso de caldo bordelés y el azufre para controlar insectos y enfermedades, y la producción de abono orgánico a través del proceso de compostaje. Celebrada en asentamientos rurales en el municipio Itapiúna de Ceará para los agricultores rurales, llevó la información que se puede utilizar tranquilamente en sus propiedades, sobre todo porque es fácil de realizar y de bajo costo, ambas colas como el compostaje, hubo gran interés en parte por el aprendizaje agricultores