Improvement of anther cultures conditions using the Taguchi method in three cereal crops

Background: Plant tissue cultures have the potential to reprogram the development of microspores from normal gametophytic to sporophytic pathway resulting in the formation of androgenic embryos. The efficiency of this process depends on the genotype, media composition and external conditions. However, this process frequently results in the regeneration of albino instead of green plants. Successful regeneration of green plants is affected by the concentration of copper sulfate (CuSO4) and silver nitrate (AgNO3) and the length of induction step. In this study, we aimed at concurrent optimization of these three factors in barley (Hordeum vulgare L.), wheat (Triticum aestivum L.), and triticale (x Triticosecale spp. Wittmack ex A. Camus 1927) using the Taguchi method. We evaluated uniform donor plants under varying experimental conditions of in vitro anther culture using the Taguchi approach, and verified the optimized conditions. Results: Optimization of the regeneration conditions resulted in an increase in the number of green regenerants compared with the control. Statistic Taguchi method for optimization of the in vitro tissue culture plant regeneration via anther cultures allowed reduction of the number of experimental designs from 27 needed if full factorial analysis is used to 9. With the increase in the number of green regenerants, the number of spontaneous doubled haploids decreased. Moreover, in barley and triticale, the number of albino regenerants was reduced. Conclusion: The statistic Taguchi approach could be successfully used for various factors (here components of induction media, time of incubation on induction media) at a one time, that may impact on cereals anther cultures to improve the regeneration efficiency

Effect of grain maturity stage on the quality of sorghum BRS-610 silages / Efeito do estádio de maturação dos grãos na qualidade das silagens do sorgo BRS-610

The quality of sorghum BRS-610 silages in seven stages of grain maturity, between the milky and dry stage, for determination of the ideal moment of ensilage was evaluated. The silos were open after 56 days of fermentation. The values for dry matter of silages increased from 199 to 473g/kg or from 19.9 to 47.3 percent, with the advance of stage maturity of grains. As for the quality of fermentation, the silages may be classified as excellent quality in every stage of maturity. The lower values of neutral detergent fiber, 539g/kg or 53.9 percent, and acid detergent fiber, 307g/kg or 30.7 percent, were observed between the milky/dough to dough/dent stages. Regression analysis indicated an increase in values of lignin - 0.3 unit por stage - and reduction in values of in vitro dry matter digestibility - -2.5 units por stage - with the advance of the grain's stage maturity. The ensilage of sorghum BRS-610 between the milky/dough and dough stage ensure very good fermentation and nutritive value of silage.

Avaliou-se a qualidade das silagens do sorgo BRS-610 em sete estádios de maturação dos grãos, entre o estádio leitoso a estádio seco, para determinar o momento ideal de ensilagem. Os silos foram abertos após 56 dias de fermentação. Os teores de matéria seca das silagens aumentaram de 199 para 473g/kg, ou de 19,9 para 47,3 por cento, com o avanço do estádio de maturação dos grãos. Quanto à qualidade de fermentação, as silagens foram classificadas como de excelente qualidade para todos os estádios de maturação. Os baixos valores de fibra detergente neutro, 539g/kg ou 53,9 por cento, e fibra detergente ácido, 307g/kg ou 30,7 por cento, foram observados entre os estádios leitoso/pastoso a pastoso/farináceo. A análise de regressão indicou aumento nos teores de lignina, 0,35 unidades por estádio, e redução nos valores de digestibilidade in vitro da matéria seca, -2,50 unidades por estádio, com o avanço do estádio de maturação dos grãos. A ensilagem do sorgo BRS-610 entre os estádios de grãos leitoso/pastoso a pastoso, garante excelente fermentação e bom valor nutricional da silagem.

Valor nutricional do triticale (X Triticosecale Wittimack) para uso como silagem na Zona da Mata de Minas Gerais / Nutritional value of triticale (X Triticosecale Wittimack) for ensiling in Zona da Mata - Minas Gerais State, Brazil

Avaliaram-se, em delineamento inteiramente ao acaso com quatro repetições, os efeitos da idade de corte (83, 90, 97, 104, 111 e 118 dias) do triticale (X Triticosecale Wittimack) sobre o valor nutricional da forragem e sobre os padrões de fermentação e de qualidade da sua silagem. Houve incremento de 0,26 e decréscimo de 0,12 unidades porcentuais, respectivamente, nos teores de matéria seca (MS) e de proteína bruta (PB) da silagem, para cada dia adicional na idade de corte, sendo os maiores teores de MS obtidos de plantas cortadas aos 104 e 118 dias. Foi observado decréscimo de 0,03 unidades no pH das silagens para cada dia adicional na idade de corte do triticale. Os menores valores de pH e a menor taxa de proteólise foram observados de 97 a 118 dias de crescimento das plantas. Os parâmetros de degradação ruminal in situ da MS da forragem verde variaram de 82,2 a 91,7 por cento (degradabilidade potencial), de 1,9 a 3,3 por cento/h (taxa de degradação) e de 40,5 a 52,9 por cento (degradabilidade efetiva, sob taxa de passagem ruminal de 5 por cento/h). Na faixa de idade de corte do triticale de 83 a 118 dias em cultivo de inverno com irrigação por aspersão, na Zona da Mata de Minas Gerais, as silagens obtidas de plantas cortadas aos 104 e 111 dias de crescimento apresentam melhor qualidade de fermentação. A forragem obtida aos 83 dias de crescimento das plantas apresentou bom valor nutricional para ser utilizada sob condição de pastejo ou fornecida verde picada no cocho.

The effects of cutting age of triticale (X Triticosecale Wittimack) on its nutritional value, fermentation patterns, and quality of its silage were evaluated in a completely randomized design with four replications. Cutting ages were 83, 90, 97, 104, 111, and 118 days after sowing. There was an increase of 0.26 and a decrease of 0.12 percent unit on dry matter and crude protein contents, respectively, for each additional day in the cutting age. The highest values of dry matter were observed in plants cut at 104 and 118 days. It was observed a 0.03 percent unit decrease in the silage pH for each additional day in the cutting age. The lowest pH values and the lowest ammoniacal nitrogen concentration were observed from 97 to 118 days. The in situ ruminal degradation parameters of fresh forage ranged from 82.2 to 91.7 percent (potential degradability), from 1.9 to 3.3 percent/h (degradation rate), and from 40.5 to 52.9 percent (effective degradability under 5 percent/h of passage rate). When triticale was growth under irrigation in Zona da Mata during the winter and cut for silage, the best fermentation was observed at the plant ages of 104 and 111 days. At the age of 83 days, the plants showed good nutritional value to be grazed or fed as fresh cut to the animals.

Criopreservação do gênero Pleurotus a -20 °c e a -70 °c / Criopreservación del género Pleurotus a -20 ºc y -70 ºc / Criopreservation of genus Pleurotus at -20 °c and -70 °c

O desenvolvimento de técnicas de criopreservação utilizando temperaturas comerciais (-20 °C) na conservação de Basidiomicetos é uma vantagem técnica e econômica para a produção de biomassa e/ou biocompostos, porém geralmente associada a problemas de danos celulares. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de substratos para o crescimento do fungo associado a agentes crioprotetores na criopreservação a -20 ºC e a -70 ºC do gênero Pleurotus. O fungo, crescido em ágar-batata-dextrose ou em grãos de aveia, foi criopreservado a -20 °C e a -70 °C na presença dos crioprotetores glicerol, dimetilsulfóxido, glicose, sacarose, extrato de malte e polietilenoglicol. Foram discutidas as vantagens do substrato em associação com o crioprotetor, nas diversas temperaturas de crioproteção. Concluiu-se que o substrato utilizado para o crescimento do micélio influencia na viabilidade de recuperação do fungo criopreservado, em ambas as temperaturas, sendo que grãos de aveia promovem melhor recuperação do fungo e melhor vigor micelial. Os resultados sugerem uma simplificação técnica e redução de custos de manutenção de linhagens de Basidiomicetos.

The development of cryopreservation techniques using commercial temperatures (-20 °C) to preserve Basidiomycetes is an economical advantage for biomass and/or biocompound production; however, it is usually associated to cellular damages. The objective of this work was to evaluate the use of substrates for the fungus growth associated to cryoprotectants for the cryopreservation of Genus Pleurotus at -20ºC and -70ºC. The fungus, grown in either potato dextrose agar or oat grains, was cryopreserved at -20 °C or -70 °C with glycerol, dimethyl sulfoxide, glucose, sucrose, malt extract and polyethyleneglycol. The advantages of the substrate associated with the cryoprotectant at different cryopreservation temperatures were discussed. It was concluded that the substrate used for the mycelial growth positively influences the viability of the recovery of the cryopreserved fungus on both temperatures – oat grains promote better recovery and mycelial vigor. Those results suggest technical simplification and reduction of maintenance costs of culture collections of Basidiomycetes.

El desarrollo de técnicas de criopreservación utilizando temperaturas comerciales (-20ºC) en la conservación de Basidiomicetos es una ventaja técnica y económica para la producción de biomasa y/o biocompuestos, pero generalmente está asociada a problemas de daños celulares. El objetivo de esta investigación fue evaluar el uso de substratos para el crecimiento del hongo, asociado a agentes crioprotectores en la criopreservación a -20ºC y a -70ºC del género PleurotUs. Elhongo, crecido en agar-patata-dextrosa o en granos de avena, fue criopreservado a -20ºC y a -70ºC en la presencia de los crioprotectores glicerol, dimetilsulfóxido, glucosa, sacarosa, extracto de malte y polietilenoglicol. Fueron discutidas las ventajas del substrato en asociación con el crioprotector, en las diversas temperaturas de crioprotección. Se concluyó que el substrato utilizado para el crecimiento del micelio influencia en la viabilidad de recuperación del hongo criopreservado, en ambas las temperaturas, siendo que granos de avena promueven mejor recuperación del hongo y mejor vigor del micelio. Los resultados sugieren una simplificación técnica y reducción de costos de manutención de liñajes de Basidiomicetos.

Grãos latino-americanos tradicionais: compostos polifenólicos, capacidade antioxidante e potencial anti-hiperglicêmico e anti-hipertensivo in vitro / Traditional latin-american grains: polyphenolic compounds, antioxidant capacity and anti-hyperglycemia and anti-hypertension potential in vitro

A incidência de doenças crônicas não transmissíveis como a diabetes tipo 2 e complicações cardiovasculares tem aumentado significativamente, e tem-se associado principalmente às mudanças nos hábitos alimentares tradicionais. O objetivo do presente estudo foi caracterizar diferentes cultivares de feijão, lupino e grãos da região dos Andes quanto a seus compostos fenólicos antioxidantes, capacidade antioxidante e potencial anti-hiperglicêmico e anti-hipertensivo in vitro. Dependendo do tipo de cultivar, o feijão é uma fonte promissora de taninos condensados, antocianinas, e flavonóis; enquanto que o lupino andino destacou-se pela presença de isoflavonas. Após o tratamento térmico, o feijão e lupino andino inibiram significativamente a enzima conversora da angiotensina 1, relevante na prevenção da hipertensão, enquanto o milho roxo andino inibiu a α-glicosidase, relevante na prevenção da hiperglicemia. Uma combinação apropriada de grãos tradicionais como parte da dieta poderia contribuir na modulação dos níveis de glicose e na prevenção das complicações relacionadas ao desequilíbrio óxido-redução...

Relationship between structural and biochemical characteristics and texture of corn grains

The texture of corn grains is a fundamental characteristic for the industry as well as for grain producers and processors. To further understand the mechanisms involved in grain hardness, contrasting corn cultivars for grain hardness and protein quality were evaluated. The cultivars were Cateto L237/67 (hard endosperm and low protein value), QPM BR 451 (semi-hard endosperm and high protein value); Bolivia-2 (floury endosperm and low protein value), and Opaque-2 (floury endosperm and high protein value). Evaluations were carried out at 10, 20, 30, 40, 50, and 60 days after pollination in developing corn grains and in the mature grain. In developing grains, evaluation consisted in the determination of the area, percentage of starch granules, distribution of starch granules, and protein bodies in the endosperm. In mature corn grains, the parameters evaluated were: density, percentage of total proteins, levels of lysine and tryptophan, and banding pattern of zeins. The results indicate that the higher physical resistance of corn grains from the cultivars analyzed is influenced by the high percentage of total proteins, high synthesis of 27-kDa zeins, presence of protein bodies, and perfect organization of starch granules in the endosperm, independent of their sizes.

Valor nutricional da silagem de grãos úmidos de milho com diferentes graus de moagem para leitões na fase de creche / Nutritional value of high moisture corn silage with differents particle sizes for piglets in nursery phase

Utilizaram-se 72 leitões mestiços (Landrace x Large White), com peso inicial médio de 7,1kg, no experimento de desempenho e 20 leitões mestiços, com peso inicial médio de 18,9kg, no experimento de digestibilidade para avaliar a silagem de grãos úmidos de milho com diferentes granulometrias para leitões em fase de creche. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso. Em ambos os experimentos avaliaram-se o valor nutricional das silagens com diâmetro geométrico médio (DGM) das partículas de 979, 1168 e 2186æm e do milho seco com DGM das partículas de 594æm. Na fase de zero ao oitavo dia, a silagem proporcionou menor consumo diário de ração (CDR) em relação ao milho seco, e foi verificado aumento linear no CDR com o aumento da granulometria da silagem. A silagem com granulometria média e grossa proporcionou melhora na conversão alimentar (CA) em relação ao milho seco, mas não foi observada diferença no ganho diário de peso (GDP). Para o período total, não foram observadas diferenças estatísticas para CDR e GDP, entretanto a silagem proporcionou melhora na CA em relação ao milho seco havendo efeito linear crescente da granulometria da silagem sobre a CA. A granulometria da silagem não influenciou nos coeficientes de digestibilidade aparente (CDA) da matéria seca e da proteína bruta, porém proporcionou maiores CDA do fósforo e valores de energia digestível em relação ao milho seco. O CDA do cálcio e os valores de energia metabolizável foram maiores para a silagem com granulometria fina e média, comparado ao do milho seco. Houve redução linear do CDA do cálcio com o aumento da granulometria da silagem.

Seventy-two crossbred pigs (Landrace x Large White) average initial body weight of 7.1kg and 20 crossbred pigs average initial body weight of 18.9kg were used in the performance and digestibility experiments to evaluate high-moisture corn silage with different particle sizes for piglets in nursery phase. A randomized block design was used. In both experiments the nutritional values of high-moisture corn silage with 979, 1168 and 2186æm geometric mean particle sizes (GM) and dry corn with 594æm GM were evaluated. From day 0 to 8, high-moisture corn silage provided daily feed intake (ADFI) lower than dry corn. A linear increase was observed to this variable when increasing the particle size of the silage. The silage with intermediate and coarse particle sizes provided higher feed/weight gain than the dry corn, but no difference in average daily gain (ADG) was observed. Throughout the experimental period, there were no statistical differences in ADFI and ADG. Therefore, the silage improved feed/weight gain in comparison to the dry corn. There was a linear increase of values of this variable as particle size of the silage increased. No effect of particle size of the silage on the apparent digestibility coefficients (ADC) of dry matter and crude protein was observed. However, it provided higher phosphorus ADC and values of digestible energy than the dry corn. Calcium ADC as well as values of metabolizable energy increased for silage with fine and intermediate particle sizes in comparison to the dry corn silage. Calcium ADC linearly decreased as the particle size of the silage increased.

Hábitos preferenciales de los consumidores de frijol común (Phaseolus vulgaris L) en México / Preferential habits of consumers of common bean (Phaseolus vulgaris L) in Mexico

El conocimiento de los hábitos preferenciales de los consumidores de frijol es fundamental para definir los objetos en los programas de mejoramiento genético y para diseñar las estrategias de mercadeo en una región o país determinados. El presente trabajo se basó en la aplicación de 1514 encuestas a consumidores de frijol de 14 entidades federativas de la República Mexicana. Para la interpretación de los resultados el país se dividió en cuatro regiones: Noroeste, Centro y Sur. En la región Noroeste el 98 por ciento de los encuestados consume frijol "Azufrado" (amarillo azufre); en el Noreste el 70 por ciento concume "Pinto" (beige con motas cafés) y "Bayo" (Beige); en la zona Sur el 90 por ciento consume frijol "Negro", mientras que en la zona Centro se consume todas las clases comerciales. Se detectó que dentro de cada clase comercial existen preferencias específicas en relación al tamaño y brillantez del grano; sin embargo, en la clase comercial Negro los consumidores prefieren el grano de testa opaca y tamaño de 18-22/100 semillas mientras que en la clase "Flor de Mayo" (beige con motas rosas) los consumidores prefieren grano de testa brillante y tamaño de 30-35/100 semillas. La principal característica que utilizan los consumidores para definir sus preferencias es el tiempo de cocción y el sabor. Se detectó que entre los consumidores de frijol los hábitos preferenciales están muy arraigadas pues el 70 por ciento declaró no estar dispuesto a cambiar el frijol de su preferencia aún cuando la clase alternativa fuese más barata. Por otro lado, los consumidores normalmente no remojan el grano en agua ni agregan sal al inicio del proceso de cocción para no afectar el sabor y apariencia del frijol. Estos resultados fueron confirmados con pruebas sensoriales. En el presente trabajo también se discuten aspectos relacionados con formas de procesamiento y consumo y algunos aspectos de mercadeo del grano de frijol