Genetic Variation of Landraces of Common Bean Varying for Seed Coat Glossiness and Disease Resistance: Valuable Resources for Conservation and Breeding

In this chapter, we outline the significance of landraces of common bean (Phaseolus vulgaris L.) for unraveling novel morphological, biochemical and genetic variation that could be integrated to breeding programs, related to seed coat color and glossiness and disease resistance. Moreover, we emphasize how important the conservation of such genetic resources is in small-farming areas, the prevailing system for bean cultivation. A particular Brazilian landrace referred as Serro Azul by local farmers is highlighted to show new evidences of the genetic control of seed glossiness in common bean and how it implicates in the seed protection against diseases and insects. Moreover, new findings presented here give insights into a remarkable anthracnose resistance of one of the variants of Serro Azul, which also presents seed coat glossiness. The potential benefits for human health after consuming beans with glossy seed coat are also discussed. This is one among the various landraces that need better understanding for strengthening the knowledge of the genetic diversity of common bean. Such knowledge is important for conducting conservation actions and performing new crosses for providing genetic materials with desirable combinations for farmers, breeders and consumers

Cultivo do feijoeiro sob condições de subsistência no nordeste do estado de São Paulo-Brasil

A história de colonização da região do Alto Vale do Paraíba está relacionada a movimentos históricos como tropeirismo (sec. XVIII e XIX) e imigração Italiana (séc. XIX). As práticas de agricultura utilizadas pelos agricultores atuais são as mesmas utilizadas desde o início do século, e muitos dos materiais cultivados atualmente, como algumas cultivares de feijão e milho, foram trazidas pelos tropeiros em suas viagens entre Minas Gerais e Paratí. O cultivo do feijoeiro no Município de Cunha - São Paulo é caracterizado pelo baixo rendimento resultante do reduzido uso de insumos, doenças endêmicas e práticas de preparo de solo não apropriadas em áreas de topografia acidentada. Com o objetivo de identificar práticas de cultivo adequadas e maximizar a absorção do nitrogênio, foi instalado um conjunto de experimentos onde avaliaram-se o rendimento de grãos, teor de nitrogênio nos grãos e número de nódulos. A calagem e adubação mineral em 16 locais foram suficientes para aumentar o rendimento de grãos em 342% e 369% para a cultivar "crioula" Serro Azul e comercial Carioca 80 SH, respectivamente, com significativo aumento da nodulação e nitrogênio nos grãos em quantidades totais. Maior rendimento por hectare significa acréscimo na renda familiar e redução da pressão sobre as áreas de floresta remanescente (Mata Atlântica).The colonization of the State of São Paulo, Brazil of the northeastern region, is related to historical movements, such as "tropeirismo" (séc. XVIII and XIX) and Italian immigration (séc. XIX). The agriculture presently practices used by farmers descendent of immigrants does not differ from the techniques used at the beginning of the century. In the Cunha region of the Atlantic Rain Forest ecosystem poor bean yield associated with low fertilizer input, plant disease and soil erosion led to slash-and-burn farming. This work is an attempt at identifying sustainable farming practices that would minimize bean disease and maximize nitrogen assimilation. For that purpose soil fertility and plant cultivar were studied under standard agronomic practices to determine their effect on seed yield, total nitrogen of grain and number of root nodules. Fertilization, liming and molybdenum from 16 sites increased yield by 342% and 369% for the landrace `Serro Azul' and commercial variety `Carioca 80 SH', respectively. In addition, plants grown with fertilizer presented more nodules and more nitrogen in grain per hectare. The increase of crop yield per hectare might increment the family income and reduce deforestation of the Atlantic forest

A Interdisciplinaridade em Programa Multidisciplinar no Campus “Luiz De Queiroz” – USP

Para iniciar uma linha de raciocínio sobre a interdisciplinaridade entre temas que podem se relacionar entre si com o foco ecológico, há de se levar em conta as discussões sobre ambiente e desenvolvimento iniciadas nas décadas de 60 e 70 (ROCHA, 2003). A presença clara do objeto de estudo, o ambiente, conduziu rapidamente os olhares ao grande agente de suas transformações, o homem, e aos efeitos planetários advindos de sua ação. Lançam-se assim as bases para a constituição de um pensamento interdisciplinar, em que as ciências biológicas, exatas e humanas passam a travar um intenso diálogo entre as suas disciplinas, exigindo constante revisão de conceitos e a criação e definição de novas matérias e metodologias capazes de explicar e resolver os problemas que passaram a se apresentar e que pareciam insolúveis sob a ótica disciplinar pura. Mais do que meros diálogos, surge a necessidade de verdadeira integração de áreas de conhecimento para o completo entendimento das questões e intensa troca e apropriação de capacidades entre os diferentes atores para a solução das proposituras. Embora à primeira vista se apresente como uma..

Comunidades de fungos micorrízicos arbusculares em floresta nativa e replantada de Araucária

Araucaria angustifolia is an important Brazilian conifer, but it is endangered of extinction due to excessive logging. The objective of the present case study was to survey data on the diversity of AMF in Araucaria angustifolia forests, and to learn whether it is possible to discriminate between the AMF communities associated with natural, introduced, and impacted-by-anthropogenic-action ecosystems. Three ecosystems representative of the Campos do Jordão (São Paulo State, Brazil) region were selected, as follows: (i) a native climax forest, with predominance of Araucaria trees, without anthropogenic interference (NF), (ii) Araucaria forest introduced in 1959 (RE), and (iii) Araucaria forest introduced in 1958, submitted to accidental fire in July 2001 (RF). Sampling of rhizosphere soil was performed at a 0-20 cm depth around each Araucaria tree, and 2 m from the trunk, in the months of May and October, 2002. AMF spores were separated from the soil, counted, and taxonomically identified, while the roots were evaluated for mycorrhizal colonization. The ecological indices R (Richness), Is (Simpson's dominance index) and H (Shannon's diversity index) were calculated. All the data were submitted to univariate (two-way ANOVA) and correspondence analysis (CA). Considering both samplings and the three areas, twenty-six AMF species were found, distributed among five genera, Acaulospora and Glomus being the most frequent ones. There were no differences among the three areas for R, Is, and H. CA demonstrated that there is a spatial separation among the three areas, and the AMF that preferentially associated with each area.A Araucaria angustifolia é uma importante conífera brasileira, mas encontra-se ameaçada de extinção. Levantaram-se dados sobre a diversidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em florestas de Araucaria angustifolia, visando a discriminar entre as comunidades de FMAs associadas com ecossistemas natural, implantado e impactado pela ação antrópica. Foram selecionados três ecossistemas representativos da região de Campos do Jordão (estado de São Paulo), sendo: (i) Floresta nativa com predominância de araucária, em clímax, sem interferência antrópica (FN); (ii) Floresta de araucária introduzida em 1959 (RE); e (iii) Floresta de araucária introduzida em 1958, submetida a uma queima acidental em julho de 2001 (RF). As coletas de solo rizosférico foram realizadas, na profundidade 0-20 cm, ao redor de cada árvore e a 2 m do tronco, nos meses de maio e outubro de 2002. Determinaram-se a densidade, diversidade, esporulação, colonização radicular e realizou-se a identificação morfológica dos FMAs. Os índices ecológicos R (Riqueza de espécies), Is (índice de dominância de Simpson) e H (índice de diversidade de Shannon) foram calculados. Os dados foram submetidos à análise univariada (two-way ANOVA) e análise de correspondência (AC). Considerando os dois períodos de amostragem e os três ecossistemas estudados, foram identificadas 26 espécies de FMAs, sendo os gêneros Acaulospora e Glomus os mais freqüentes. Não houve diferenças para R, Is e H entre as três áreas estudadas. A AC demonstrou que houve separação espacial entre as três áreas e quais foram às espécies de FMAs preferencialmente associadas em cada área.BIOTA/FAPESPBiodiversity Virtual Institute ProgramIBAM

Densidade de esporos e colonização radicular por fungos microrrízicos arbusculares em ecossistemas de Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze. preservados e impactados

Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze., a native forest tree from Brazil, is under extinction risk. This tree depends on arbuscular mycorrhizal fungi for growth and development, especially in tropical low-P soils but, despite being a conifer, Araucaria does not form ectomycorrhiza, but only the arbuscular endomycorrhiza. This study aimed at surveying data on the spore density and root colonization (CR) by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in Araucaria angustifolia forest ecosystems, in order to discriminate natural, implemented, and anthropic action-impacted ecosystems, by means of Canonical Discriminant Analysis (CDA). Three ecosystems representative of the Campos do Jordão (SP, Brazil) region were selected: 1. a native forest (FN); 2. a replanted Araucaria forest (R); and 3. a replanted Araucaria forest, submitted to accidental fire (RF). Rhizosphere soil and roots were sampled in May and October, 2002, for root colonization, AMF identification, and spores counts. Root percent colonization rates at first collection date were relatively low and did not differ amongst ecosystems. At the second period, FN presented higher colonization than the other two areas, with much higher figures than during the first period, for all areas. Spore density was lower in FN than in the other areas. A total of 26 AMF species were identified. The percent root colonization and spore numbers were inversely related to each other in all ecosystems. CDA indicated that there is spatial distinction among the three ecosystems in regard to the evaluated parameters.A Araucaria angustifolia (Bert.) O. Ktze. é uma espécie florestal nativa do Brasil e encontra-se ameaçada de extinção. É altamente dependente de fungos micorrízicos arbusculares para seu desenvolvimento, principalmente em solos com baixos teores de fósforo. Embora sendo uma conífera, esta árvore não forma ectomicorriza, mas sim a endomicorriza arbuscular. O presente estudo teve como objetivo levantar dados sobre a densidade de esporos e a colonização radicular de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) em ecossistemas florestais de Araucaria angustifolia, visando discriminar os ecossistemas natural, implantado e impactado pela ação antrópica, através da Análise Canônica Discriminante (ACD). Foram selecionados três ecossistemas representativos da região de Campos do Jordão (SP): 1. floresta nativa (FN); 2. floresta replantada de araucária (R); e 3. floresta replantada de araucária, submetida a uma queima acidental (RF). As coletas de solo rizosférico e de raízes foram realizadas em maio e outubro de 2002. Determinaram-se a densidade de esporos, taxa de colonização radicular e identificaram-se os gêneros de FMAs presentes. O número de esporos na FN foi sempre inferior aos reflorestamentos. Foram identificadas ao todo 26 espécies de FMAs. A colonização radicular na primeira coleta apresentou valores os quais não diferiram entre as três áreas estudadas. Entretanto, na segunda coleta, a FN apresentou plantas com maior valor de colonização que aquelas dos reflorestamentos, sendo todos os valores superiores aos encontrados na primeira coleta. Houve uma relação inversa entre colonização e número de esporos em todas as áreas. Ocorreu uma separação espacial entre as três áreas de estudo, baseada em análise canônica discriminante das variáveis estudadas

Efeito da matéria orgânica e de um inibidor da nitrificação na absorção de 15NH4 e 15NO3 pelo milho

The present experiment, carried out in greenhouse, had the aim to verify the effect of the forms 15NH4 and 15NO3 in presence or absence of organic matter and of the nitrification inhibitor "AM" (2-amino-4-chloro-6-methyil-pyrimidme) in dry matter weight and nitrogen content of the plant derived from soil and from fertilizer. The test plant was the hibrid maize Centralmex. The fertilizers (15NH4)2SO4 and Na15NO3, were added in two levels: 40 and 120 kg N/ha, with 1,02% of 15N and 1,4% of 15N in excess, respectively. Three soils of different physical and chemical characteristics were used: Regossol «intergrade", Latossol Roxo and Podzolizado de Lins e Marília var. Marília. The results showed a better effect of the nitrate form, mainly in the presence of the organic matter, on the absorption of nitrogen by the plants. The presence of organic matter contributed to increase the use of the nitrogen fertilizer in the soils Regossol and Podzolizado, but did not show any significative effect in the Latossol Roxo. The nitrification inhibitor "AM" was neither effective on dry matter weight nor increased the efficiency of the fertilizer. There are also evidences that the presence of the organic matter increased the "A" Value of Latossol Roxo and Podzolizado, but this did not happen in the Regossol, because in this soil, the use of nitrate form alone was better than the treatments with organic mater and "AM". The high "A" Values obtained in the experiment can be attributed, in part, to the short period of the experiment, The "A" Value may not express the real nutritive potential of the soil nitrogen.O presente experimento, conduzido em casa de vegetação, teve como objetivo verificar o efeito das formas 15NH4 e 15NO3 em presença ou ausência de matéria orgânica e de um inibidor da nitrificação "AM" (2-amino-4-cloro-6-metil-pirimidina) na produção de massa e no teor de nitrogênio na planta proveniente do solo e do fertilizante. A planta indicadora, foi o milho híbrido Centralmex. Os adubos (15NH4)2SO4 e Na15NO3, foram adicionados em dois níveis: 40 e 120 kg N/ha, sendo o primeiro com 1,02% de 15N em excesso e o segundo com 1,48% de 15N em excesso. Três solos de características físicas e químicas diferentes foram usados: Regossol "intergrade", Latossol Roxo e Podzolizado de Lins e Marília var. Marília. Pelos resultados obtidos, a forma nítrica apresentou melhor efeito na absorção de nitrogênio do que a forma amoniacal, quando ambas as formas estavam em presença da matéria orgânica. A presença da matéria orgânica contribui para aumentar o aproveitamento do fertilizante nos solos Regossol e Podzolizado, não apresentando porém efeito significativo no Latossol Roxo. O inibidor da nitrificação "AM" não foi efetivo nem para a produção de matéria seca, nem aumentou a eficiência do fertilizante. Há evidências também de que a presença da matéria orgânica contribui para um aumento no Valor "A" do Latossol Roxo e Podzolizado, não acontecendo porém para o Regossol, pois o uso apenas do nitrato superou os tratamentos com matéria orgânica e "AM". A forma amoniacal do fertilizante foi superior à nítrica somente no Latossol Roxo, no aumento da disponibilidade do nitrogênio existente no solo. Os altos Valores "A" obtidos no experimento podem ser atribuídos, em parte, ao curto período do experimento. Ele pode pois, não exprimir o potencial nutritivo real do nitrogênio do solo

Ecological Processes Shaping Bulk Soil and Rhizosphere Microbiome Assembly in a Long-Term Amazon Forest-to-Agriculture Conversion.

Forest-to-agriculture conversion has been identified as a major threat to soil biodiversity and soil processes resilience, although the consequences of long-term land use change to microbial community assembly and ecological processes have been often neglected. Here, we combined metagenomic approach with a large environmental dataset, to (i) identify the microbial assembly patterns and, (ii) to evaluate the ecological processes governing microbial assembly, in bulk soil and soybean rhizosphere, along a long-term forest-to-agriculture conversion chronosequence, in Eastern Amazon. We hypothesized that (i) microbial communities in bulk soil and rhizosphere have different assembly patterns and (ii) the weight of the four ecological processes governing assembly differs between bulk soil and rhizosphere and along the chronosequence in the same fraction. Community assembly in bulk soil fitted most the zero-sum multinomial (ZSM) neutral-based model, regardless of time. Low to intermediate dispersal was observed. Decreasing influence of abiotic factors was counterbalanced by increasing influence of biotic factors, as the chronosequence advanced. Undominated ecological processes of dispersal limitation and variable selection governing community assembly were observed in this soil fraction. For soybean rhizosphere, community assembly fitted most the lognormal niche-based model in all chronosequence areas. High dispersal and an increasing influence of abiotic factors coupled with a decreasing influence of biotic factors were found along the chronosequence. Thus, we found a dominant role of dispersal process governing microbial assembly with a secondary effect of homogeneous selection process, mainly driven by decreasing aluminum and increased cations saturation in soil solution, due to long-term no-till cropping. Together, our results indicate that long-term no-till lead community abundances in bulk soil to be in a transient and conditional state, while for soybean rhizosphere, community abundances reach a periodic and permanent distribution state. Dominant dispersal process in rhizosphere, coupled with homogeneous selection, brings evidences that soybean root system selects microbial taxa via trade-offs in order to keep functional resilience of soil processes

A vantagem dos mutantes resistentes à estreptomicina na competição e sobrevivência de Rhizobium Phaseoli em turfa comercial

Survival and competitive abilities of spontaneous mutants of R. phaseoli resistant to antibiotics were studied by means of inoculation in commercial nonsterile and irradiated peat (5 Mrad of gamma radiation). There was a high number of microorganisms (actinomycetes and protozoa) antagonistic to Rhizobium in nonsterile peat and irradiation contributed to a better growth and_ survival of Rhizobium, which after 180 days remained with a number of agriculturally viable cells above 10 8 .The death rates during storage at 5°C of the streptomycin resistant mutants were smaller than those of spectinomycin resistant mutants, specially in the nonsterile peat. Other experiments carried out with nonsterile peat confirmed a better survival of the mutants' to streptomycin in comparison to those resistant to spectinomycin and novobiocin, even when inoculated both together and at rates ten times lower. The results demonstrate the advantageous use of mutants in studies involving the action of biotic and abiotic factors on Rhizobium survival in nonsterile peat.Avaliou-se a sobrevivência e a capacidade de competição de mutantes espontâneos de Rhizobium phaseoli resistentes à estreptomicina e espectinomicina em turfa comercial não esterilizada e esterilizada por irradiação (5 Mrad de radiação gama). Encontrou-se um elevado número de microrganismos antagônicos (actinomicetos e protozoários) na turfa não-esterilizada, e a irradiação favoreceu o crescimento e a longevidade do Rhizobium, que após 180 dias, permaneceu com um número de células viáveis para utilização agrícola (acima de 108). As taxas de mortalidade na turfa armazenada a 5°C foram, em geral, menores nos mutantes resistentes à estreptomicina que nos resistentes à espectinomicina, principalmente na turfa não- irradiada. Outros experimentos conduzidos com turfa não-esterilizada confirmaram a superioridade dos mutantes resistentes à estreptomicina em comparação aos resistentes à espectinomicina e novobiocina, mesmo quando inoculados juntos e em concentrações dez vezes menores. Os resultados obtidos atestam a possibilidade de utilização de mutantes com uma técnica rápida e precisa em estudos envolvendo a ação de fatores biológicos e não-biológicos sobre a população de Rhizobium em turfa não-esterilizada