Resumo em Português:
Anualmente, as plantas produzem aproximadamente 180 bilhões de toneladas de celulose, sendo o maior reservatório de carbono orgânico no planeta. A celulose é um homopolímero linear composto por resíduos de glicose unidos por meio de ligações beta(1-4). A síntese coordenada das cadeias de glicose é orquestrada por complexos específicos ligados à membrana plasmática (CelS). Postula-se que o CelS é composto por aproximadamente 36 subunidades da sintase da celulose (CESA). Cada CelS sintetiza 36 cadeias de glicose dispostas lado a lado antes de serem organizadas em microfibrilas, que são, posteriormente, associadas com outros polímeros da parede celular. As 36 cadeias de glicose presentes em uma microfibrila são estabilizadas por pontes de hidrogênio intra e inter-cadeias, conferindo grande estabilidade às microfibrilas. As microfibrilas elementares são dispostas lado a lado, permitindo a formação das macrofibrilas. Várias isoformas da CESA podem estar envolvidas no processo de biossíntese de celulose e, no mínimo, três tipos de isoformas da CESA podem ser necessárias para a organização funcional de cada CelS em plantas superiores.Resumo em Inglês:
Annually, plants produce about 180 billion tons of cellulose making it the largest reservoir of organic carbon on Earth. Cellulose is a linear homopolymer of beta(1-4)-linked glucose residues. The coordinated synthesis of glucose chains is orchestrated by specific plasma membrane-bound cellulose synthase complexes (CelS). The CelS is postulated to be composed of approximately 36 cellulose synthase (CESA) subunits. The CelS synthesizes 36 glucose chains in close proximity before they are further organized into microfibrils that are further associated with other cell wall polymers. The 36 glucose chains in a microfibril are stabilized by intra- and inter-hydrogen bonding which confer great stability on microfibrils. Several elementary microfibrils come together to form macrofibrils. Many CESA isoforms appear to be involved in the cellulose biosynthetic process and at least three types of CESA isoforms appear to be necessary for the functional organization of CelS in higher plants.Resumo em Português:
Os objetivos deste estudo foram identificar as mudanças estruturais causadas pelo acúmulo de Zn e Cd na parte aérea e nas raízes de plantas de cevada (Hordeum vulgare), como também correlacionar o acúmulo desses metais com alterações anatômicas, fisiológicas e morfológicas. Plantas cultivadas em vasos foram expostas a tratamentos com Zn e Cd por 19 e 16 d, respectivamente. Folhas, caules e raízes foram coletados para identificarem-se alterações estruturais e o acúmulo desses metais. As plantas efetivamente acumularam Zn (até 11283 mg kg-1) e Cd (até 584 mg kg-1) na parte aérea. Houve alterações estruturais microscópicas em folhas, caules e raízes de plantas tratadas com alta concentração de Zn, tais como decréscimo nos espaços intercelulares, comprometimento dos feixes vasculares e encolhimento das células epidérmicas e do parênquima paliçádico. Acumulação de Zn também resultou em decréscimos significativos no conteúdo de água, na massa fresca, na massa seca e na altura das plantas. Apenas em altas concentrações de Cd observaram-se mudanças estruturais nas raízes. Plantas de cevada acumularam quantidades significativas de Zn e de Cd sem exibir sintomas de fitotoxidade quando a concentração dos metais testados foi relativamente baixa.Resumo em Inglês:
The objectives of this study were to identify the structural changes caused by Zn and Cd accumulation in shoots and roots of barley (Hordeum vulgare) plants; and to correlate metal accumulation with anatomical, physiological and morphological changes. Potted plants were exposed to metal treatments of Zn and Cd for 19 and 16 d respectively. Leaves, stems and roots were harvested to identify structural changes and analyze metal accumulation. Barley effectively accumulated Zn (up to 11283 mg kg-1) and Cd (up to 584 mg kg-1) in the shoots. Microscopic structural changes, such as a decrease in intercellular spaces, breakdown of vascular bundles, and shrinkage of palisade and epidermal cells, occurred in leaves, stems and roots of plants treated with high concentrations of Zn. Zinc accumulation also resulted in a significant decrease in water content, fresh weight, dry weight and plant height. Cadmium only caused structural changes in roots at the higher concentrations. Barley plants were able to accumulate significant amounts of Zn and Cd without exhibiting symptoms of phytotoxicity when the metal concentrations were relatively low.Resumo em Português:
Três espécies de Rhodophyta continentais (Audouinella eugenea, A. hermannii e Compsopogon coeruleus) foram testadas em resposta à fotossíntese, crescimento e concentração de pigmento em dois níveis de irradiância (baixa irradiância, BI, 65 µmol m-2 s-1 e alta irradiância, AI, 300 µmol m-2 s-1) e dois períodos (curto período, CP, 4 d e longo período, LP, 28 d). Observaram-se maiores taxas de crescimento em BI, mas diferenças significativas foram encontradas apenas em A. hermannii. Observaram-se maiores valores de fotoinibição em BI para as três espécies, consistentes com a dinâmica de fotoinbição como um mecanismo fotoprotetor reversível contra alta irradiância. Nas três espécies, verificou-se diminuição induzida por luz no rendimento quântico efetivo, consistindo de forte queda de BI para AI. Aumentos rápidos de extinção não-fotoquímica (NPQ) foram observados principalmente em BI, indicando dissipação do excesso de energia pelos centros de reação. Os resultados revelaram estratégias distintas de fotoaclimatação para enfrentar altas irradiâncias: espécies de Audouinella exibiram somente características de algas adaptadas à sombra: aclimatação por mudanças do tamanho das unidades dos fotossistemas (UF) sob LP e por número de UF sob CP; valores maiores do parâmetro de fotoinibição e NPQ e menores de rendimento quântico efetivo (RQE) em BI; maior capacidade de recuperação de rendimento quântico potencial (RQP) em BI e sob CP; correlação positiva altamente significante entre taxa relativa de transporte de elétrons (TTE) com NPQ. Compsopogon coeruleus apresentou características de algas adaptadas ao sol: aclimatação por mudanças no número de UF sob LP e de tamanho de UF sob CP; maior capacidade de recuperação de RQE; correlação baixa ou nenhuma correlação entre TTE e NPQ. Assim, estas características indicam que C. coeruleus enfrenta altas irradiâncias mais eficientemente do que as espécies de Audouinella.Resumo em Inglês:
Three freshwater Rhodophyta species (Audouinella eugenea, A. hermannii and Compsopogon coeruleus) were tested as to their responses (photosynthesis, growth and pigment concentration) to two irradiances (low light, LL, 65 µmol m-2 s-1 and high light, HL, 300 µmol m-2 s-1) and two periods (short time, ST, 4 d, and long time, LT, 28 d). Higher growth rates were consistently observed at LL but significant differences were observed only for A. hermannii. Higher values of photoinhibition at LL were found for the three species, which is consistent with the dynamic photoinhibition as a reversible photoprotective mechanism against high irradiance. Light-induced decreases of effective quantum yield (EQY) were observed in the three species consisting of pronounced decreases from LL to HL. Rapid increases of non-photochemical quenching (NPQ) were observed mainly at LL, indicating energy dissipation by reaction centers. Results revealed distinct photoacclimation strategies to deal with high irradiances: the two Audouinella species had only characteristics of shade-adapted algae: acclimation by changes of size of photosystem units (PSU) under LT and by PSU number under ST; higher values of the photoinhibition parameter (beta) and NPQ, and lower values of EQY at LL; higher recovery capacity of potential quantum yield (PQY) at LL and under ST; highly significant positive correlation of electron transport rate (ETR) with NPQ. In addition, C. coeruleus mixed some characteristics of sun-adapted algae: acclimation by changes of PSU number under LT and by PSU size under ST; higher recovery capacity of EQY than the other two species; weak or no correlation of ETR with NPQ. Thus, these characteristics indicate that C. coeruleus cope with high irradiances more efficiently than the Audouinella species.Resumo em Português:
Com o objetivo de avaliar a resposta de defesa da mamona (Ricinus communis) contra predadores, analisaram-se as alterações nas atividades de fosfolipases A2 (PLA2) em extratos de folhas de plantas, submetidas à injúria mecânica após diferentes intervalos de tempo. Observou-se que os níveis dessa enzima aumentaram de forma significativa (cerca de duas vezes) 15 e 60 min após o ferimento. As atividades que foram induzidas foram sensíveis ao ácido aristolóquico (10 mM), um inibidor específico para PLA2. A enzima induzida após 15 min foi denominada Rc-PLA2 I e apresentou uma massa molecular aparente, determinada por SDS-PAGE, de 40 kDa. A proteína induzida após 60 min, RcPLA2 II, apresentou uma massa molecular de 14 kDa. A seqüência N-terminal parcial da Rc-PLAII mostrou homologia com PLA2 de arroz e olmo. As fosfolipases foram parcialmente purificadas por associação da cromatografia de filtração em gel, seguida por eluição das bandas que apresentaram atividade enzimática após separação por PAGE não desnaturante.Resumo em Inglês:
In order to investigate the defense response in castor bean (Ricinus communis) against predators, we analyzed the effect of mechanical wounding upon the phospholipase A2 (PLA2) activity of leaf extracts. Time course experiments revealed that the highest levels of increased PLA2 activity (ca. two fold) occurred 15 min and 60 min after injury. The induced activities demonstrated high sensitivity towards aristolochic acid (10 mM), a PLA2 inhibitor. Based on SDS-PAGE analysis, the PLA2 activity induced 15 min after wounding migrated with a molecular mass of 40 kDa and was denoted RcPLA2 I. The protein activity induced 60 min after wounding, RcPLA2 II, migrated with a molecular weight of 14 kDa. Furthermore its N-terminal sequence shared homology with PLA2 from elm and rice. The PLA2 enzymes were purified to near homogeneity by a combination of gel filtration and electro-elution of protein bands after native PAGE.Resumo em Português:
Foram estudadas alterações nos níveis endógenos do ácido giberélico (GA) em sementes e vagens em desenvolvimento de feijão-guandu (Cajanus cajan). Anticorpos contra GA3 foram obtidos a partir de coelhos; um método de ELISA indireto foi desenvolvido para estimar o nível endógeno de GA. Duas variedades, variedade de semente preta (V1) e B.D.N2 (V2), foram selecionadas tendo-se por base seus valores de índice de número de sementes. O comprimento da vagem e o número de sementes por vagem foram significativamente diferentes nas duas variedades. A massa seca, o conteúdo de água (CA), a taxa de acúmulo de água, a taxa de acúmulo de massa seca (AMS) e o conteúdo de GA nas sementes e nas vagens foram maiores em V1 que em V2. Em ambas as variedades, maiores conteúdos de GA foram observadas durante as fases de elongação celular e AMS, em conformidade com as diferenças de crescimento entre as duas variedades. Relações entre CA, taxa de AMS, CA e GA diferiram significativamente entre as duas variedades. Os resultados sugerem que GA e CA são importantes para o desenvolvimento do tamanho do dreno nas duas variedades estudadas.Resumo em Inglês:
Changes in endogenous gibberellic acid (GA) levels were determined in developing seeds and pods of pigeon pea (Cajanus cajan). Antibodies against GA3 were raised in rabbits and indirect ELISA developed to estimate GA level. Two varieties, black seeded variety (V1) and B.D.N2 (V2), were selected on the basis of their seed index value. The pod length and number of seeds per pod were significantly different for the two varieties. Dry weight, water content (WC), rate of water accumulation, rate of dry matter accumulation (DMA), and GA content in pod and seed were all larger in V1 than in V2. In both varieties, higher GA content was observed during cell elongation and DMA phases, respective to their varietal differences in growth traits. Relationships between WC and rate of DMA, and WC and GA differed significantly between the two varieties. The results suggest a role of GA and WC in sink-size development in both varieties studied.Resumo em Português:
Plântulas de trigo foram cultivadas na presença de CdCl2 (0-200 µM) e Pb(NO3)2 (0-2000 µM), isoladamente. O crescimento das plântulas tratadas com Cd e Pb foi significativamente reduzido. As atividades de enzimas antioxidantes, dismutase do superóxido (SOD), catalase (CAT) e peroxidase do guaiacol (POX) foram alteradas tanto em raízes como na parte aérea nas plântulas com 7 d de idade. Sob estresse de Cd, não se detectou atividade de SOD nas raízes, mesmo na menor concentração de Cd testada (50 µM), enquanto a atividade da enzima, na parte aérea, decresceu apreciavelmente com o incremento nos níveis de Cd. A atividade da CAT diminuiu, porém mais nas raízes que na parte aérea. A atividade de POX aumentou nove vezes na parte aérea, porém decresceu nas raízes, em resposta ao estresse de Cd. Sob estresse de Pb, a indução da atividade de SOD e o declínio da atividade de CAT foram mais expressivos nas raízes que na parte aérea. A atividade da POX aumentou tanto nas raízes como nas folhas sob estresse de Pb. A concentração de aldeído malônico aumentou tanto nas raízes como na parte aérea das plântulas tratadas com Cd ou Pb. Os resultados sugerem que a toxicidade causada pelos metais foi associada com estresse oxidativo. O declínio da atividade da CAT deve ter tido um papel preponderante nesse contexto, haja vista que as alterações nas atividades da SOD e POX mostraram diferentes padrões sob as condições de estresse causadas por esses dois metais.Resumo em Inglês:
Wheat seedlings were grown in presence of CdCl2 (0-200 µM) and Pb(NO3)2 (0-2000 µM) separately. The growth of metal-treated seedlings was significantly depressed. The activities of antioxidative enzymes namely superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and guaiacol peroxidase (POX) were altered both in root and shoot tissues of 7-d-old seedlings. Under Cd stress, SOD activity in roots was undetectable even at the lowest Cd concentration (50 µM) whereas in shoots it declined sharply with increasing Cd levels. The activity of CAT declined to a greater extent in roots than in shoots. Even though the POX activity increased nine times in shoots, a decreasing trend was observed in root tissues due to Cd stress. Under Pb stress, the induction in SOD activity and decline in CAT activity were sharper in root tissues than in their shoot counterparts. The POX activity increased both in roots and shoots under Pb stress. Malondialdehyde concentration increased in both roots and shoots of Cd- and Pb-treated seedlings. The results suggest that metal toxicity was associated with oxidative stress. The decline in CAT activity may be the probable reason behind the Cd- and Pb-induced oxidative stress, since the alterations in SOD and POX activities showed different trends under these metal stresses.Resumo em Português:
Foram avaliados os efeitos de três graus de infestação por ácaro-vermelho (Oligonychus ilicis McGregor) (Acari: Tetranychidae) na anatomia foliar, nas trocas gasosas fotossintéticas e na produção de etileno pelas folhas, em uma cultura comercial de Coffea arabica 'Catuaí Vermelho', de aproximadamente 12 anos de idade. Em estudo complementar, também foi avaliada a anatomia foliar em uma cultura de C. arabica 'Mundo Novo', recuperada de intensa infestação de ácaro-vermelho durante o período seco da estação de crescimento anterior. As folhas infestadas pelo ácaro-vermelho apresentaram uma coloração "bronzeada", de intensidade proporcional ao grau de dano interno. Ao se alimentar, o ácaro-vermelho introduz seu estilete na epiderme adaxial e, em conseqüência, há destruição dos cloroplastos na área restrita onde ocorre a alimentação. O número de células aclorofiladas no parênquima paliçádico foi proporcional à intensidade do ataque do ácaro-vermelho. As células do parênquima esponjoso, localizadas abaixo das regiões de alimentação do ácaro, apresentaram-se inalteradas, com seus cloroplastos intactos, com exceção de algumas folhas intensamente atacadas. A taxa de fotossíntese líquida decresceu apenas nas folhas com ataque intenso do ácaro-vermelho, devido à destruição dos cloroplastos nas células atacadas. Contudo, a transpiração e a condutância estomática não foram alteradas pelo ataque do ácaro-vermelho. Não houve diferença entre as concentrações de etileno liberadas pelas folhas nas três intensidades de infestação do ácaro, sugerindo que seu ataque não ocasiona abscisão foliar. Em adição, os estudos anatômicos das folhas de plantas de 'Mundo Novo', externamente recuperadas do ataque do ácaro-vermelho, mostraram que, apesar das lesões cicatrizadas, permaneceram na planta.Resumo em Inglês:
Three degrees of red mite infestation (Oligonychus ilicis McGregor) (Acari: Tetranychidae) were evaluated with regard to leaf anatomy, photosynthetic gas exchange and leaf ethylene production, in a commercial crop of approximately 12-year-old trees of Coffea arabica 'Catuaí Vermelho'. As a complementary study, foliar anatomy was also evaluated in a recuperated crop of C. arabica 'Mundo Novo' that had presented a high degree of red mite infestation during the dry period of the prior growing season. The red mite-infested leaves were bronze-coloured, with intensity proportional to the degree of internal damage. On feeding, the red mite introduces its stylet in the adaxial epidermis and, as a result, chloroplasts are destroyed in the feeding area. The number of chlorophyll-free cells in the palisade parenchyma was proportional to the intensity of attack by red mites. The cells of the spongy parenchyma, localized below the feeding areas of the mites, did not show any alterations, having intact chloroplasts, with the exception of some leaves that suffered from intense attack. Net photosynthesis rate declined, but only in leaves under intense red mite attack, due to destruction of chloroplasts in the attacked cells. Nevertheless, transpiration and stomatal conductance were unaffected by red mite. The concentrations of ethylene produced by the leaves were similar regardless of three levels of attack, suggesting that red mite infestation does not lead to leaf abscission. In addition, anatomical studies of 'Mundo Novo' leaves of plants that visually recovered from red mite attack showed that, even with scars present, they continued attached on the plant.Resumo em Português:
As mudanças morfológicas e atividade enzimática em cultura de células de Citrus aurantium em suspensão foram acompanhadas após eliciação com quitina. Os oligômeros de quitina apresentaram um rápido efeito, com uma atividade máxima após 3 h, seguida de um decréscimo gradual aos níveis originais com 8 h de incubação. As paredes celulares apresentaram processo de lignificação e as proteínas citoplasmáticas tornaram-se menos reativas aos corantes aniônicos. Nos materiais tratados observou-se uma redução no tamanho dos grãos de amido, um aumento no número de vacuólos autofágicos, deposição de secreção no espaço pericelular e desfibrilação dos polímeros da parede celular. Os oligômeros de quitina induziram a atividade da peroxidase e da L-fenilalanina amônia-liase. A atividade das peroxidases extracelulares aumentou de 0.20 U mL-1 após 1 h para 0.45 U mL-1 em 3 h, seguida de um decréscimo gradual até 8 h. O padrão de isoenzimas revelou uma predominância de isoenzimas básicas.Resumo em Inglês:
Morphological changes and enzyme activity in suspension-cultured cells of Citrus aurantium were followed after chitin elicitation. Chitin oligomers presented a rapid effect with a maximum activity after 3 h followed by a gradual decrease to the original levels at 8 h of incubation. Cell walls presented a lignification process and the cytoplasmatic protein became less reactive to anionic stains. In the treated material a reduction in starch grain size, an increase in the number of autophagic vacuoles, deposition of secretion in the pericellular space and a defibrillation of the cell-wall polymers were observed. Chitin oligomers increased peroxidase and L-phenylalanine ammonia-lyase activities. Extracellular peroxidase activity increased from 0.20 U mL-1 after 1 h to 0.45 U mL-1 at 3 h followed by a gradual decrease up to 8 h. The peroxidase isoenzyme pattern revealed a predominance of basic isoenzymes in these cells.Resumo em Português:
A intensificação da produção na agricultura moderna é obtida muitas vezes graças ao incremento de aplicações de pesticidas e fertilizantes minerais. No entanto, o uso desses produtos causa, por vezes, a redução da produção. O objetivo deste estudo foi analisar, in vitro, o efeito do fungicida Aliette sobre a atividade de cloroplastos de espinafre (Spinacea oleracea L.). Os resultados mostraram que a concentração tipicamente recomendada (2,5 g L-1) de Aliette não afetou negativamente o aparelho fotossintético. No entanto, a concentrações mais elevadas (> 7,5 g L-1), registraram-se reduções no potencial de membrana dos tilacóides e na produção de oxigênio, porém sem evidência de fotoinibição.Resumo em Inglês:
Intensification of production in modern agriculture is frequently obtained thanks to the increase of pesticide applications and chemical fertilizers. However, the use of these products sometimes causes a reduction of crop productivity. We aimed to evaluate the impact of the fungicide Aliette on in vitro activity of chloroplasts of spinach (Spinacea oleracea L.). Transmembrane potential formation, PSII oxygen evolution and PSII photochemistry were analyzed. Our results showed that the recommended concentration (2.5 g L-1) of Aliette did not impair the photosynthetic apparatus. However, at higher concentrations (> 7.5 g L-1), reductions in thylakoid membrane potential and oxygen evolution were recorded, but with no evidence of photoinhibition.