Agri-urban patterns in Mediterranean urban regions: the case study of Pisa

Urban regions require planning tools in order to manage agricultural areas under urban pressure. The aim of our paper is to test an analytical framework that combines both the composition in urban and agricultural land covers and their spatial configuration into four general agri-urban patterns: isolated fields, urban belt fields, periurban agricultural areas and rural areas. We evaluated the spatial distribution and the changes of such patterns in the short-term (2003-2011) starting from Spot images for the case study of Pisa, Italy. The results indicate an increase of the most urban patterns despite continuing to have cash crops, a stability of periurban agricultural land patterns although highly fragmented, and a decrease of the rural agricultural land patterns. The applied methodology can help to identify new measures and actions suitable in order to strengthen the relationships between city and agriculture existing in urban regions

Characterization and expression of two cDNA encoding 3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A reductase isoforms in coffee (Coffea arabica L.).

In higher plants there are two independent pathways for isoprenoid biosynthesis, located in the cytosol (mevalonic acid or MVA pathway) or in the plastids (methylerythritol phosphate ? MEP pathway). The 3-hydroxy-3-methyglutaryl-CoA reductase (HMGR) is the first committed step in the MVA pathway. Using the information available from the Brazilian Coffee Genome Project, we found 13 ESTs that originated two isoforms, CaHMGR1 and CaHMGR2, for the enzyme HMGR of Coffea arabica. A complementary DNA encoding the isoform CaHMGR1 was cloned, and its complete nucleotide sequence determined. The full-length cDNA of CaHMGR1 was 2242 bp containing a 1812-bp ORF encoding 604 amino acids. Bioinformatic analyses revealed that the deduced CaHMGR1 had extensive homology with other plant HMGRs and contained two transmembrane domains and two putative HMGR binding sites and two NADP(H)-binding sites. Under normal growth conditions, transcripts of isoform CaHMRG1 were detected in fruit tissues (pulp, perisperm and endosperm) only at the initial stages of development, flower buds and leaves. CaHMRG2 was expressed in all tissues and during all fruit development stages examined. These results suggest a constitutive expression of isoform CaHMGR2, while the isoform CaHMGR1 shows temporal and tissue-specific transcriptional activation

Açúcares solúveis, sacarose sintase e sacarose fosfato sintase durante o desenvolvimento do fruto de café, sob diferentes condições de luz e carga.

Foram abordados nesse trabalho aspectos fisiológicos de carboidratos envolvidos na relação fontedreno, sendo a sacarose o principal carboidrato exportado. Sabendo-se que a sacarose não é utilizada diretamente como substrato para a maioria dos processos envolvidos no crescimento, desenvolvimento e armazenamento, tanto na fonte como no dreno, o destino metabólico da sacarose é mediado pelas enzimas invertases, sacarose sintase e sacarose fosfato sintase. Nesse estudo foram dosadas as enzimas sintase da sacarose (SUSY) e sacarose fosfato sintase (SPS), assim como os teores de açúcares solúveis totais, redutores e sacarose, durante o desenvolvimento do fruto de cafeeiro em diferentes tecidos: polpa, perisperma e endosperma e em diferentes condições de tratamento: controle, onde as plantas foram expostas a pleno sol? com sombrite 50% e com carga do cafeeiro reduzida à 30%. Foi mostrado que, apesar de SUSY e SPS tenderem a ter menor atividade nos tratamentos de sol e menor produção, os teores de açúcares não variaram. Foi observado que as enzimas seguem o mesmo padrão de atividade em todos os tecidos aumentando com a maturação, independente do tratamento

Açúcares solúveis, sacarose sintase e sacarose fosfato sintase durante o desenvolvimento do fruto de café, sob diferentes condições

Foram abordados nesse trabalho aspectos fisiológicos de carboidratos envolvidos na relação fontedreno, sendo a sacarose o principal carboidrato exportado. Sabendose que a sacarose não é utilizada diretamente como substrato para a maioria dos processos envolvidos no crescimento, desenvolvimento e armazenamento, tanto na fonte como no dreno, o destino metabólico da sacarose é mediado pelas enzimas invertases, sacarose sintase e sacarose fosfato sintase. Nesse estudo foram dosadas as enzimas sintase da sacarose (SUSY) e sacarose fosfato sintase (SPS), assim como os teores de açúcares solúveis totais, redutores e sacarose, durante o desenvolvimento do fruto de cafeeiro em diferentes tecidos: polpa, perisperma e endosperma e em diferentes condições de tratamento: controle, onde as plantas foram expostas a pleno sol? com sombrite 50% e com carga do cafeeiro reduzida à 30%. Foi mostrado que, apesar de SUSY e SPS tenderem a ter menor atividade nos tratamentos de sol e menor produção, os teores de açúcares não variaram. Foi observado que as enzimas seguem o mesmo padrão de atividade em todos os tecidos aumentando com a maturação, independente do tratamento

Identificação e caracterização molecular de genes envolvidos no metabolismo de diterpenos específicos do cafeeiro.

Apesar de pouco estudado, os lipídeos do café desempenham papel importante na qualidade da bebida e do aroma. Cerca de dez a vinte por cento da fração lipídica do café corresponde a diterpenos que além da provável relação com a qualidade também estão relacionados com a questão do café e a saúde. As espécies de Coffea são as únicas capazes de sintetizar os diterpenos cafestol, caveol e seus compostos derivados (16-O-metilcafestol, 16-O-metilcaveol). Visando um entendimento maior dos genes envolvidos na formação dos diterpenos de café, foi realizado um estudo in silico da expressão de três genes que codificam para as primeiras etapas da sua via de biossíntese ? copalil difosfato sintase (CPS), caureno sintase (KS) e caureno oxidase (KO). Posteriormente foi feita uma análise da expressão destes genes durante o desenvolvimento de frutos de Coffea arabica cv. IAPAR 59 e Coffea canephora cv. Apoatã. Este estudo permitiu a identificação de um gene para a CPS e KS e dois para a KO. A análise in silico revelou níveis e perfis de expressão específicos para cada gene. Os resultados obtidos in vivo apresentaram algumas diferenças dos dados obtidos in silico, e a comparação de C. arabica e C. canephora também revelou perfis de expressão diferentes para os genes estudados. Esses dados serão confirmados por RT-PCR e um estudo geral do transcriptoma, usando macroarranjos desenvolvidos a partir do Projeto Genoma Café, será iniciado para identificar os outros genes envolvidos nessa via metabólica.Biotecnologia aplicada à cadeia agroindustrial do café

Análise in silico e in vivo da via de isoprenóides em café.

Os diterpenos cafestol e caveol, presentes na fração lipídica em grãos de café, originam-se da via de síntese de isoprenóides. Estes compostos são sintetizados em todos os organismos, sendo abundantes em plantas com cerca de 10 mil componentes relatados. Apesar da diversidade de funções e estruturas todos os isoprenóides derivam de cinco comuns átomos de carbono, o isopentenil difosfato (IPP) e do isômero dimetilalil difosfato (DMAPP). Em vegetais superiores, duas vias localizadas em compartimentos intracelulares separados estão envolvidas na biossíntese de IPP e DMAPP. No citosol, IPP é derivado da via do ácido mevalônico (MVA) e no plastídeo, IPP é formado pela via do metileritritol fosfato (MEP ou não mevalonato). Com a disponibilidade das seqüências dos genes expressos (ESTs) pelo Projeto Genoma Café tornou-se possível a identificação in silico e o estudo funcional dos genes que codificam para as enzimas 3-hidroxi-3metilglutaril-CoA reductoisomerase (HMGR) e mevalonato difosfato decarboxilase (MPDC) para a via MVA e 1-deoxi-D-xilulose 5-fosfato reductoisomerase (DXR) e isopentenil difosfato sintase (IDS) para a via MEP. Foram obtidas 13 ESTs de HMGR, que originaram três contigs incompletos, resultando em duas isoformas. Para o gene MPDC foram encontradas 7 ESTs que clusterizaram em somente uma isoforma, diferentemente de A. thaliana onde duas isoformas são encontradas. Para os genes da via MEP foram encontrados 22 ESTs para DXR e 47 ESTs para IDS que formaram apenas um contig para cada um destes genes. Southern blots dos genes HMGR e DXR também demonstraram a presença de duas isoformas para HMGR e uma para DXR em C. arabica. Análise da expressão por Northern blots detectou transcritos do gene DXR no começo de desenvolvimento do perisperma e nas fases finais de desenvolvimento de endosperma e polpa. Transcritos da isoforma HMGR2 foram detectados em polpa, perisperma e endosperma, em todas as fases de desenvolvimento do fruto. Entretanto, HMGR1 apresentou transcritos apenas em polpa e fase inicial do desenvolvimento de perisperma e endosperma

Power smart in-door optical wireless link design

Presented for the first time, to the best of the authors´ knowledge, is the design of a power smart in-door optical wireless link that provides lossless beam propagation between Transmitter (T) and Receiver (R) for changing link distances. Each T/R unit uses a combination of fixed and variable focal length optics to smartly adjust the laser beam propagation parameters of minimum beam waist size and its location to produce the optimal zero propagation loss coupling condition at the R for that link distance. An Electronically Controlled Variable Focus Lens (ECVFL) is used to form the wide field-of-view search beam and change the beam size at R to form a low loss beam. The T/R unit can also deploy camera optics and thermal energy harvesting electronics to improve link operational smartness and efficiency. To demonstrate the principles of the beam conditioned low loss indoor link, a visible 633 nm laser link using an electro-wetting technology liquid ECVFL is demonstrated for a variable 1 to 4 m link range. Measurements indicate a 53% improvement over an unconditioned laser link at 4 m. Applications for this power efficient wireless link includes mobile computer platform communications and agile server rack interconnections in data centres

Genomic selection in Coffea canephora.

Coffee is one of the most heavily globally traded commodities and its production is based on Coffea arabica and Coffea canephora and Brazil being the world's largest coffee producer. It is believed that all this production will be affected due to climatic changes, with low flower viability, fruit development, yield and beverage quality. An alternative to assist in obtaining coffee plants more adapted to future climatic conditions would be genomic selection (GS). The implementation of these programs requires a lot of genetic markers, which are more readily discovered now after the reference genome of C. canephora became available. Another important factor is the high genetic variability of C. canephora, due to its level of allogamy, being of great importance for breeding programs of coffee