Resumo em Português:

Nesta revisão, os genes marcadores de seleção mais comumente utilizados em transformação de plantas serão discutidos, bem como os efeitos de seus respectivos agentes seletivos. Estes genes podem ser divididos em categorias de acordo com o modo de ação: genes para seleção positiva e negativa. A contenção do fluxo gênico através da transformação de cloroplastos também é discutida. Além disso, as estratégias utilizadas para obtenção de plantas sem marcadores são abordadas, envolvendo multi-auto-transformação (MAT), co-transformação, recombinação sítio-específica e realocação intragenômica de transgenes por transposons.

Resumo em Inglês:

In this review, the use of the most common selection marker genes on plant transformation and the effects of their respective selective agents are discussed. These genes could be divided in two categories according their mode of action: genes for positive and negative selection. The retention of the marker gene flow through chloroplast transformation is also discussed. Further, strategies to recover marker-free transgenic plants, involving multi-auto-transformation (MAT), co-transformation, site-specific recombination and intragenomic relocation of transgenes through transposable elements are reviewed.

Resumo em Português:

Tolerância à seca em plantas não é uma característica simples, mas sim um complexo de mecanismos trabalhando em combinação para evitar ou tolerar períodos de déficit hídrico. Genótipos que diferem em tolerância à déficits hídricos apresentam diferenças qualitativas e quantitativas de expressão gênica. Quatro genótipos de algodão (Gossypium hirsutum L.) (Siokra L-23, Stoneville 506, CS 50 e T-1521) que apresentam distintas respostas quando submetidos ao déficit hídrico, foram estudados pelo uso da técnica "Differential Display -- (DD)". Com esta técnica é possivel identificar e isolar genes diferencialmente expressos nestes genótipos. Cinquenta e dois fragmentos de DNA complementar (DNAc) foram isolados, clonados e seqüenciados. Análises em bancos de dados mostraram que dois clones de DNAc, A12B15-6 e A12B13-1 tem alta homologia com uma proteína de choque térmico que adere a calmodulin, e é encontrada em Nicotiana tabacum (2.9e-32 P(N)) e com a enzima trehalose-6-fosfato sintase de Arabidopsis thaliana (9.0e-37 P(N)), respectivamente. Uma das funções propostas para as proteínas de choque térmico (HSP) é a de prevenir a desnaturação de proteínas durante a desidratação celular. A enzima trehalose-6-fosfato sintase esta envolvida na produção de trehalose, um disacarídio conhecido por estar envolvido na proteção de membranas celulares durante a desidratação. O homólogo da HSP foi encontrado diferencialmente expresso durante o período de seca em dois genótipos tolerantes à seca, mas não nos genótipos sensíveis. O homólogo da enzima trehalose-6-fosfato sintase foi também induzido durante o déficit hídrico, entretanto, todos os quatro genótipos expressaram este homólogo. Ensaios protegidos de ribonucleases confirmaram os resultados.

Resumo em Inglês:

Tolerance to drought in plants is not a simple trait, but a complex of mechanisms working in combination to avoid or to resist water deficit. Genotypes that differ in tolerance to water deficit may show qualitative and quantitative differences in gene expression when submitted to drought periods. Four cotton (Gossypium hirsutum L.) genotypes (Siokra L-23, Stoneville 506, CS 50 and T-1521) with contrasting responses to water deficit stress were studied using the Differential Display (DD) technique to identify and isolate genes which may differ among them. Fifty-two cDNA fragments differentially expressed during water deficit were isolated, cloned and sequenced. Search of gene bank databases showed that two cDNA clones, A12B15-6 and A12B13-1, have high homology with a heat shock protein that binds to calmodulin found in Nicotiana tabacum (2.9e-32 P(N)) and with an Arabidopsis thaliana trehalose-6-phosphate synthase enzyme (9.0e-37 P(N)), respectively. One of the presumed functions of heat shock proteins is related to prevention of protein denaturation during cellular dehydration. Trehalose-6-phosphate synthase is involved in the production of trehalose, a disaccharide known to osmotically protect cell membranes during dehydration. The HSP homologue was found to be differentially expressed during the drought period in two drought tolerant genotypes but not in drought-sensitive genotypes. The trehalose-6-phosphate synthase homologue was also up-regulated during water deficit stress, however, all four genotypes were induced to express this homologue. Ribonuclease protection assays confirmed these results. This is an important finding since there are only few reports of trehalose presence in higher plants and none in cotton.

Resumo em Português:

O etileno, conhecido, sobretudo, como o fitormônio da maturação de frutos, está envolvido em vários processos fisiológicos, atuando na regulação da expressão de grande número de genes. O clone parcial de cDNA ER49 foi previamente isolado mediante a técnica do "Differential Display". A obtenção e a análise da seqüência completa confirmaram as homologias significativas com fatores de elongação da síntese de proteínas do tipo Ts. Tais proteínas são responsáveis pela reciclagem do complexo EF-Tu•GDP, que atua na ligação do aminoacil-RNAt ao ribossomo. A predição da seqüência protéica permitiu a detecção de um peptídio sinal de endereçamento para a mitocôndria e dos domínios TS-N e EF-Ts. A modelagem da estrutura terciária mostrou que ER49 poderia interagir com EF-Tu•GDP, para promover a reciclagem de GDP em GTP. Estudos de expressão durante a maturação do fruto de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.), var. Micro-Tom, foram realizados por RT-PCR, revelando que ER49 tem sua expressão induzida nos últimos estádios de maturação do fruto. Os resultados da análise do DNA genômico por Southern blot sugerem que ER49 faz parte de uma família multigênica de 2-3 elementos. Através de ER49, gene mitocondrial regulado pelo etileno, surgem novas perspectivas para o estudo da regulação de genes em nível pós-transcricional e de sua relação com o metabolismo respiratório.

Resumo em Inglês:

The plant hormone ethylene, known as the fruit ripening hormone, plays a role in several physiological processes and is involved in the regulation of gene expression. The partial cDNA clone ER49 was previously isolated by Differential Display screening. Full-length sequence analysis has confirmed significant homologies with TS protein synthesis elongation factors. These proteins are responsible for GDP exchange in the EF-Tu•GDP complex which is necessary for aminoacyl-RNAt binding to ribosome. Peptidic sequence prediction allowed the detection of a mitochondrial targeting signal and TS-N and EF-Ts domains. The modeling of tertiary protein structure has shown that ER49 could interact with EF-Tu•GDP and promote GTP exchange. Expression patterns during tomato fruit ripening (Lycopersicon esculentum Mill.), var. Micro-Tom were obtained by RT-PCR, showing that ER49 is up-regulated in the last stages of fruit ripening. Southern analysis suggested that ER49 is encoded by a multigene family of 2-3 elements. Study of this gene has opened new perspective on the understanding of post transcriptional gene regulation by ethylene and its relationship with the respiratory metabolism.

Resumo em Português:

Avaliou-se, neste trabalho, o efeito da aplicação de Zn via foliar na síntese de triptofano, aminoácidos totais e proteínas solúveis totais em mudas de cafeeiro (Coffea arabica L.). Cultivaram-se as mudas em solução nutritiva sem Zn durante quatro meses e após esse período, pulverizaram-se as plantas com ZnSO4.7H2O a 0,6 %, definindo-se os tratamentos segundo a posição de aplicação (basal: 6 pares de folhas inferiores, ou apical: 6 pares de folhas superiores, além dos ramos plagiotrópicos). As plantas foram coletadas nos tempos: 0 (testemunha), 12, 24, 48 ou 72 h após aplicação de Zn, separando-se as folhas da região apical, basal e dos ramos plagiotrópicos. Determinaram-se as concentrações foliares de triptofano, aminoácidos totais e proteínas solúveis totais. Pelos resultados, observou-se redução na concentração de triptofano e aumento na concentração de aminoácidos totais e proteínas solúveis totais após a pulverização com Zn.

Resumo em Inglês:

An experiment was conducted aiming to evaluate the effect of the application of Zn on tryptophan synthesis, total amino acids and total soluble proteins of leaves of coffee seedlings (Coffea arabica L.). The seedlings were grown in nutrient solution without Zn for a four-month period. After that time treatments were applied. The plants were sprayed with 0.6 % ZnSO4.7H2O in three different regions (basal: 6 pairs of lower leaves; apical: 6 pairs of upper leaves; and plagiotropic branches). The plants were harvested at times: 0 (control), 12, 24, 48 or 72 h after application of Zn. The leaves were then separated into lots taken from the basal as well as from the plagiotropic branches. These were analysed for tryptophan, concentration, total amino acids and total soluble proteins. From the results obtained a reduction in the tryptophan concentration was observed following Zn application together with an increase in the concentration of total amino acids and total soluble proteins

Resumo em Português:

O efeito do NO2- sobre a atividade de RN foi estudado em folhas de plantas jovens de cajueiro, com 30 dias de idade, cultivadas em solução nutritiva. A atividade in vitro de NADH-RN aumentou com a presença de NO2- no meio de reação. Este aumento foi máximo em presença de 5,0 mimol.L-1 de NO2-. Com a remoção de NO2-, do meio de reação, a atividade de RN foi praticamente suprimida, apesar da presença de NO3- em concentração em nível de saturação da enzima. Este fato, ao menos em parte, sugere uma certa dependência da RN, por NO2-, para redução de NO3-. Muito embora o NO2- tenha sido necessário para a ativação in vitro de RN, este íon não foi capaz de produzir o mesmo efeito sobre a atividade de RN in vivo, quando o mesmo foi acrescido ao meio de reação contendo discos de folhas sob anaerobiose. A atividade de RN in vitro foi proporcionalmente dependente do tempo de incubação na presença de NO3- + NO2-. Com relação à concentração de NADH, a atividade de RN apresentou saturação com 0,50 mmol.L-1 de NADH e um discreto decréscimo a partir dessa concentração. Finalmente, os resultados do presente estudo sugerem que o NO2- induziu a atividade de RN, em extratos de folhas de plantas de cajueiro, possivelmente, por causar mudanças no estado de ativação da enzima.

Resumo em Inglês:

Nitrate reductase (NR) plays a central role in plant primary metabolism and exhibits complex regulation mechanisms for its catalytic activity. There is controversy in the literature concerning the possible direct effect of NO2- on the stimulation and/or activation of NR activity. The influence of NO2- was studied on the NR activity in the leaves of 30-day-old cashew (Anacardium occidentale L.) seedlings. Addition of NO2- to the reaction mixture containing leaf enzymatic extract resulted in a remarkable increase in NR activity. A trace amount (5 mumol.L-1) of NO2- was required to achieve full NR activity. The in vitro NR-activity showed a steady time-dependent increase when incubated in the presence of only NO3- + NO2-. In contrast, in vitro NR activity was practically absent in a NO2- -free reaction medium, even in the presence of a saturating NO3- concentration. No oxidation of NO2- to NO3- was detected during the experiment. Although NO2- clearly activated the in vitro NR activity, it had no effect on the in vivo leaf-NR activity determined under absence of oxygen. NADH at concentrations greater than 0.5 mmol.L-1 decreased the rates of in vitro NR activity. These results indicated, at least partially, a strong cashew leaf NO2- dependency of NR activation and/or activity. Finally, based on these results, it is suggested that this singular NR activity model induced by exogenous NO2- in cashew leaf extracts is caused by changes in the NR activation state by NO2- itself.

Resumo em Português:

O gênero Kohleria sp pertencente à família Gesneriaceae possui órgão subterrâneo. Este órgão é um caule envolto por folhas modificadas, imbricadas, as quais acumulam reservas e cada uma destas protege uma gema. Seções do rizoma brotam sem necessidade do órgão inteiro. Seções deste rizoma com seis folhas modificadas foram colocadas para brotar em placas de Petri e testadas quanto às temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35 ºC, na luz ou no escuro e ainda em relação aos teores de umidade do substrato, onde se adicionaram os volumes de 1, 12 e 20 mL de água destilada. Estes fatores influenciaram a brotação de seções do rizoma de Kohleria sp. As seções também se mostraram resistentes à falta de água, já que, nessa condição, apresentaram brotações e ainda as desenvolveram.

Resumo em Inglês:

The Kohleria sp species belongs to the Gesneriaceae family and produce subterranean organs. This organ is a stem, and it is enclosed by modified leaves which protect their buds. These modified leaves present great amount of starch. Small section of this organ sproutted without necessity of the whole organ. Sections of this organ with six modified leaves were submitted to different treatments: temperatures of 15, 20, 25, 30 and 35 ºC, in a condition with and without light and in reduced (1 mL) or high (12 mL) water level in the substract. The sprounting of the sections was influenced by these factors and rhizome sections presented very high resistence to drought since in this condition each section developed a new plant.

Resumo em Português:

O fitato é a principal forma de fósforo nos grãos de cereais e leguminosas. Sua presença pode diminuir o aproveitamento digestivo de diversos nutrientes, embora recentemente tem sido demonstrado que também tem efeitos benéficos, podendo atuar como anti-oxidante e anti-carcinogênico. Portanto, há um interesse na avaliação e na manipulação dos teores de fitato em grãos. O objetivo deste trabalho foi comparar onze genótipos de feijoeiro quanto ao teor de fitato, P, fósforo inorgânico e proteína nos grãos e examinar se a absorção e distribuição do P em diferentes partes da planta ou o teor de proteína no grão poderiam explicar as diferenças encontradas. As plantas foram conduzidas em casa de vegetação, em baldes contendo uma mistura de solo e substrato comercial que recebeu 7,4 e 37 mg P.dm-3. Encontrou-se variabilidade genética quanto ao teor de fitato nos grãos. Na dose mais alta de P a variedade Una apresentou maior teor de fitato (1,48 %), correspondendo a 72 % do P do grão. A variedade com menor teor de fitato foi Paraiso com 0,70 %, correspondente a 47 % do P dos grãos. O P inorgânico contribuiu em 8 % do P em Paraiso. A correlação entre fitato e proteína foi alta (r = 0,73) apenas na dose mais alta de P. Com exceção do genótipo 4AP, esta variação não pôde ser explicada por diferenças na absorção e distribuíção do P na planta. No caso de Paraíso, infere-se que o menor teor de fitato foi devido as diferenças no metabolismo do P e no acúmulo de matéria seca nos grãos.

Resumo em Inglês:

Phytic acid is the major storage form of phosphorus in seeds of legumes and cereals. Since phytate can form complexes with proteins and minerals, reducing the digestive availability of these nutrients, it is usually regarded as an antinutrient, although recent work indicates that it has important beneficial roles as an antioxidant and anticarcinogen. Therefore, there is an interest in the assessment and manipulation of phytate contents in important food grains such as beans. The objective of this work was to compare eleven dry bean genotypes with regard to grain contents of P, phytate, inorganic P and protein and to examine if differences between genotypes could be explained by differences in grain protein content or in uptake and partitioning of P. Plants were grown in a greenhouse in pots containing soil and commercial substrate amended with 7.4 and 37 mg P.dm-3. The experimental setup was a random, complete block design with five replications. Genetic variability in grain phytate contents was observed. At the higher dose of P fertilization, genotype Una presented the highest phytate content (1.48 %) and the highest fraction of P as phytate (72 %), whereas these features were lowest in Paraiso (0.70 % and 47 %, respectively). Inorganic P made up 8 % of total P in Paraiso. A correlation between phytate and protein contents among genotypes was significant (r = 0.73) only under the higher dose of P fertilization. With the exception of genotype 4AP, differences in phytate content could not be explained by differences in uptake and partitioning of P in the plant. In the case of Paraiso, it is inferred that the lower phytate contents were due to differences in the metabolism of P and dry matter accumulation in the grain.

Resumo em Português:

Avaliaram-se os efeitos do estresse hídrico e da reidratação sobre parâmetros de fluorescência, condutância estomática e peroxidação de lipídios em plantas de Myracrodruon urundeuva Fr. All. (Anacardiaceae). As plantas foram cultivadas em casa de vegetação e a seca foi induzida por suspensão da irrigação durante 14 dias. Sob estresse hídrico, observou-se queda acentuada no conteúdo relativo de água foliar, o qual alcançou valores próximos a 60 %. Essa queda foi acompanhada por grande diminuição na condutância estomática e na taxa aparente de transporte de elétrons (ETR) e extensivos danos às membranas evidenciados por aumentos na peroxidação de lipídios. Apesar do decréscimo nos valores de ETR, não se observaram alterações nos valores do rendimento quântico potencial do fotossistema II (Fv/Fm) em conseqüência do estresse hídrico. Durante a fase de recuperação, as plantas apresentaram valores de condutância estomática, parâmetros de fluorescência e peroxidação lipídica similares àqueles verificados antes do período de seca. Todos os parâmetros fotossintéticos investigados mostraram valores normais 6h após o início de reidratação. O ajuste linear entre os valores de condutância e ETR mostrou alta correlação entre essas duas variáveis, sugerindo que os estômatos representam o principal fator limitante da fotossíntese em plantas de Myracrodruon urundeuva sob estresse hídrico.

Resumo em Inglês:

The effects of water stress and rehydration on the fluorescence parameters, stomatal conductance, lipid peroxidation of Myracrodruon urundeuva Fr. All. (Anacardiaceae) plants were investigated. The plants were grown under greenhouse conditions and drought was induced by 14 days of witholding water. Under water stress the relative leaf water content decreased by up to 60 %. This decrease was associated with the decrease in stomatal conductance values and apparent photosynthetic electron transport rates (ETR) and extensive damage to membranes due to lipid peroxidation. Despite the decrease in ETR, no change in the potential quantum yield of Photosystem II (Fv/Fm) was observed as consequence of water stress. Following a recovering phase, the plants showed stomatal conductance, fluorescence parameters and lipid peroxidation values similar to those prior to drought induction. All photosynthetic parameters investigated showed normal values up to 6 h after the onset of rehydration. A linear relationship fitted to stomatal conductance and ETR showed that these two variables are highly correlated suggesting that stomata are the main limiting factor to photosynthesis in M. urundeuva plants under water stress.

Resumo em Português:

Um método para a preservação e manipulação da fisiologia de germinação de pólen foi desenvolvido com base em meras variações na osmolaridade dos meios de cultura, utilizando pólen de tabaco como modelo experimental. Elevadas osmolaridades foram capazes de inibir a germinação de pólen, mas também de preservar sua viabilidade à temperatura ambiente por longo período de tempo, como demonstrado pela posterior incubação em meio de germinação. Quando pólen foi pré-germinado por diferentes períodos, seguido de incubação em meio com 80 % de sacarose (inibição), um decréscimo progressivo na viabilidade foi observado, sendo essa tendência melhor descrita por uma curva de regressão quadrática. Contudo, este procedimento permitiu observar pequenas variações no comprimento de tubo-polínico, além da detecção de grãos de pólen viáveis que foram resistentes à pré-germinação. As conseqüências e potencial aplicabilidade dessas observações foram discutidas quanto a análises de variabilidade e seleção em populações de gametófitos, bem como quanto ao armazenamento de pólen.

Resumo em Inglês:

A method for in vitro preservation and manipulation of pollen viability based on simple changes in osmotic potential (sucrose concentrations) in culture media was developed using tobacco pollen as the experimental model. High osmotic potentials were capable of reversibly inhibiting pollen germination, preserving its viability at room temperature for long periods, as assessed by subsequent incubation in germination medium. When pollen was pre-germinated for different periods and subsequently incubated in 80 % sucrose medium (inhibiting medium) there was a progressive decrease in its viability, which was a trend best described by a quadratic regression line. Nevertheless, very small variations in pollen-tube lengths and viable pollen grains more resistant to the pre-germination step were detected by this procedure. Consequences and potential applications of these findings were discussed for use in analyses of variability, selection in gametophytic populations and pollen storage.