Optimization of soybean dna extraction under different storage and development periods / Otimização de extração de dna de soja sob diferentes períodos de armazenamento e desenvolvimento

DNA extraction of plants with high quality is very important to researches in molecular biology. Several extraction protocols have been used to obtain soybean DNA; however, there is a lack of papers about extraction protocols optimization and the best developmental stage of the plant to collect them. Therefore, the main purpose of the study was to extract high quantity and quality of DNA from fresh or frozen soybean samples, using different protocols. Moreover, we analyzed the best developmental stage of the plant to do the extraction. Fresh leaves or leaves kept for two years in the ultra-freezer were submitted to the DNA extraction protocols: Haberer et al., 1996 (modified); second modification from Haberer et al., 1996; Murray & Thompson, 1980 (modified) e Doyle & Doyle, 1990 (modified). Modified protocol of Doyle & Doyle was used to value the best stage to collect the leaves to do the DNA extraction. The samples were collected in the stages of development VC, V1, V2, V3, V4 and R5. The experiments were conducted in completely randomized design with 10 samples per treatment. The data underwent variance analysis and the averages were compared by the Tukey test (p<0.05). Through Doyle & Doyle, 1990 and Haberer et al., 1996 modified protocols, for both fresh and frozen samples, it was possible to obtain a higher total DNA concentration if compared to the other tested protocols. However, the quality of DNAs extracted by the protocol Doyle & Doyle, 1990 (modified) was superior, due to a minor molecular degradation. Besides that, the extractions made with these protocols have shown to be more efficient using frozen leaves' tissue. Higher DNA concentrations were obtained analyzing VC samples; however, there were no statistical differences between the stages VC, V2 and V3. It is suggested thereby to use modified of Doyle & Doyle for DNA extraction from soybean leaves in V2 and V3 stages of development from frozen samples, providing the collect of a large number of samples and its storage until the analysis.

A extração de DNA de plantas com alta qualidade é de suma importância para pesquisas em biologia molecular. Diversos protocolos de extração vêm sendo utilizados para a obtenção de DNA de soja; contudo, há uma carência de trabalhos de otimização de protocolos de extração e de escolha do melhor estádio de desenvolvimento da planta para a coleta. Desta forma, o objetivo do estudo foi extrair DNA com alta quantidade e qualidade a partir de amostras frescas ou congeladas de soja, utilizando diferentes protocolos de extração. Além disso, foi analisado o melhor estádio de desenvolvimento da planta para a extração. Folhas frescas e armazenadas por cerca de dois anos em ultrafreezer foram submetidas aos protocolos de extração de DNA: Haberer et al., 1996 (modificado); segunda modificação de Haberer et al., 1996; Murray & Thompson, 1980 (modificado) e Doyle & Doyle, 1990 (modificado). Para a avaliação do melhor estádio de coleta das folhas para a extração de DNA foi utilizado o protocolo de Doyle & Doyle modificado. As coletas de amostras foram realizadas nos estádios de desenvolvimento VC, V1, V2, V3, V4 e R5. Os experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizado com 10 amostras por tratamento. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Turkey (p<0,05). Através dos protocolos modificados de Doyle & Doyle, 1990 e Haberer et al., 1996, tanto para amostras frescas como para congeladas, foi possível obter uma maior concentração de DNA total se comparado aos demais protocolos testados. Porém, a qualidade dos DNAs extraídos pelo protocolo Doyle & Doyle, 1990 (modificado) foi superior, devido a menor degradação da molécula. Além disso, as extrações efetuadas com estes protocolos se mostraram mais eficientes quando foram utilizados tecidos foliares congelados. Maiores concentrações de DNA foram obtidas quando amostras em VC foram analisadas; porém, não houve diferença estatística entre os estádios VC, V2 e V3. Assim, sugere-se a utilização do protocolo modificado de Doyle & Doyle para extração de DNA de folhas de soja nos estádios de desenvolvimento V2 e V3 a partir de amostras congeladas, viabilizando a coleta de um grande número de amostras e o seu armazenamento até a análise.

Identificação de QTLS associados à resistência parcial à mancha branca do milho / Identification of partial resistance from QTLS to maize white spot

O milho é um dos cereais mais importantes cultivados no mundo, porém, fatores como as doenças podem ocasionar decréscimos no rendimento de grãos. A mancha branca, causada por um complexo de patógenos, está entre as principais doenças desta cultura e pode ocasionar perdas de cerca de 60 %. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivos estimar parâmetros genéticos, identificar e mapear QTLs associados à resistência à mancha branca do milho, visando o desenvolvimento de genótipos resistentes à doença. Noventa e oito famílias F2:3 do cruzamento entre as linhagens BS01 (suscetível) e BS02 (resistente) e 90 famílias F2:3 do cruzamento entre BS03 (suscetível) e BS04 (resistente) foram conduzidas a campo em três ambientes. As herdabilidades variaram de 82,3 % a 86,2 % nos locais avaliados para a população 1. Para a população 2 a herdabilidade variou de 76 % a 86,6 %. Na análise conjunta para a resistência nas duas populações, efeitos entre pais e entre progênies foram significativos, assim como a interação de progênies e local, indicando que uma família superior em um local não será obrigatoriamente superior em outro local. Dos QTLs testados nas populações 1 e 2, foram encontrados marcadores que expressaram até 25% da variância fenotípica nos grupos de ligação 1, 3, 6 e 9. Assim, estes dados em conjunto demonstram a possibilidade de seleção assistida, para a resistência à mancha branca do milho, nas gerações iniciais com o uso dos marcadores moleculares estudados.

Maize is one of the most important cereal crops in the world; however, diseases, among other factors, may drastically reduce its grain yield. The white spot disease, caused by a complex of pathogens, is one of the most important syndromes affecting maize, causing losses of up to 60%. Thus, this study aimed to estimate heritability, to identify and to map QTLs associated with resistance to white spot in maize. Ninety-eight F2:3 families from a cross between lines BS01 (susceptible) and BS02 (resistant) and ninety F2:3 families from a cross between BS03 (susceptible) and BS04 (resistant) were evaluated in a lattice square (10x10) experimental design in three environments. Heritability estimations ranged from 82.3% to 86.2% in population 1, and from 76% to 86.6% in population 2. A joint analysis of both populations showed significant effects among parents and progenies, so it did for the interactions of locations and progenies. It means that a specific family may not show the same performance for resistance to white spot across different environments. QTLs for resistance to white spot were found in the linkage groups 1, 3, 6 and 9 in both populations. These QTLs explained up to 25% of the total phenotypic variation for the studied trait. Combined, these data confirm the possibility of marker assisted selection for resistance to maize white spot in early generations.

Long-term maintenance of in vitro cultures affects growth and secondary metabolism of St. John's Wort / A manutenção prolongada de culturas in vitro afeta o crescimento e o metabolismo secundário de hipérico

Hypericum perforatum is a traditional medicinal plant with wound healing and antidepressant properties. Efficiency of micropropagation is often related to the long term maintenance of tissues in culture, which may alter the secondary metabolism of plants. The objective of this study was to evaluate growth and secondary metabolism of in vitro shoots of H. perforatum on short and long term maintenance of cultures (30 and 100 days). The effect of BA and NAA supplementation was evaluated during 30 days of culture. Adventitious shoots were cultivated on MS medium supplemented with 4.4mM BA alone or in combination with 0.05mM NAA for 30 days. A hormone-free medium was used as control. Shoots cultivated for 100 days were maintained in presence of 4.4mM BA. Biomass, multiplication of shoots, contents of phenolic compounds, flavonoids and hypericin were evaluated. No difference between BA and BA+NAA was observed on growth, multiplication of shoots and levels of flavonoids at the end of 30 days of culture. Production of phenolic compounds was promoted by addition of BA+NAA to the medium, whereas hypericin was increased by the presence of BA. The time of culture (30 and 100 days) affected all the parameters analyzed, except the levels of flavonoids in the short term experiment.

Hypericum perforatum é uma planta medicinal que apresenta propriedades cicatrizante e antidepressiva. Frequentemente, a eficiência da micropropagação está relacionada à manutenção dos tecidos em cultura por longos períodos, o que pode alterar o metabolismo secundário das plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e o metabolismo secundário de brotações adventícias de H. perforatum mantidas por diferentes tempos de cultivo (30 e 100 dias). O efeito da adição de BA e ANA foi avaliado no período de 30 dias. As brotações foram cultivadas em meio MS suplementado com 4,4mM BA como único regulador ou em combinação com 0,05mM ANA, por 30 dias. Um meio de cultivo sem adição de reguladores foi utilizado como controle. As brotações cultivadas por 100 dias foram mantidas em presença de 4,4mM BA. A biomassa, a multiplicação dos brotos, as concentrações de compostos fenólicos, flavonoides e hipericina foram os parâmetros avaliados. Nenhuma diferença entre a adição de BA ou BA+ANA foi observada quanto ao crescimento, ao número de brotos e aos níveis de flavonoides ao final de 30 dias de cultivo. Diferenças neste período foram detectadas nos níveis de compostos fenólicos e de hipericina quando os brotos foram cultivados em presença de BA+NAA e de BA, respectivamente. O tempo de cultivo (30 e 100 dias) afetou todos os parâmetros avaliados, com exceção dos níveis de flavonoides no período de 30 dias.