Volatiles induction in response to mechanical damage is reduced by domestication in murtilla / La inducción de volátiles en respuesta al daño mecánico es reducida por la domesticación en murtilla

Volatiles compounds are involved in defensive induction against insects, playing an important role in insect-plant interaction being induced by response to mechanical damage. However, they could decrease according to the domestication degree in cultivated plants. Currently, it has been established that secondary metabolites are reduced due to the domestication process in murtilla. Hence, the follow question emerges: Are volatile organic compounds induced by mechanical damage reduced in cultivated murtilla plants in relation to wild plants? Two cultivated ecotypes and their respective wild counterparts were sampled. Volatiles compounds were obtained using Porapak-Q columns and analyzed by gas chromatography. Results showed that compounds as 2-hexanone, α-pinene, 2-thujene, 3-thujene and 1,8- cineole were more abundant in wild plants exposed to a mechanical damage than cultivated plants. Hence, these compounds have been associated to induced defense, these results suggest that domestication reduced the induction of defensive volatiles in cultivated murtilla in response to mechanical damage.

Los compuestos volátiles están implicados en la defensa inducida contra insectos, desempeñando un papel importante en esta interacción. Sin embargo, estos compuestos podrían disminuir según el grado de domesticación. Actualmente, se ha reportado que algunos metabolitos secundarios son reducidos en plantas de murtilla domesticadas. Por lo tanto, surge la siguiente pregunta de investigación: ¿Los compuestos orgánicos volátiles inducidos por el daño mecánico son reducidos en plantas cultivadas de murtilla en comparación con plantas silvestres? Para dos ecotipos cultivados y sus respectivas contrapartes silvestres, los compuestos volátiles fueron capturados usando columnas de Porapak-Q y las muestras analizadas por cromatografía gaseosa. Los resultados mostraron que compuestos tales como 2- hexanona, α-pineno, 2-tujeno, 3-tujeno y 1,8-cineol fueron más abundantes en plantas silvestres expuestas a daño mecánico que en cultivadas. Debido a que estos compuestos se han asociado a defensa inducida, estos resultados sugieren que la domesticación reduce la inducción de volátiles en plantas cultivadas sometidas a daño mecánico.

Diversidad genética de tres poblaciones de Physalis peruviana a partir del fraccionamiento y patrón electroforético de proteínas de reserva seminal / Genetic diversity in three populations of Physalis peruvianausing fractionation and electrophoretic patterns of seed storage protein

En el presente trabajo, es estudiada la diversidad genética de tres poblaciones atribuidas a ecotipos de aguaymanto, Physalis peruaviana. Las tres poblaciones eran atribuidas a los ecotipos Agroandino (provincia de San Pablo), Celendino (provincia de Celendín) y Cajabamba (provincia de Cajabamba) del departamento de Cajamarca. Se realizó la cuantificación proteica y evaluó el polimorfismo de las proteínas de reserva seminal (SSPs) mediante electroforesis en gel de poliacrilamida denaturante (SDS-PAGE). Además, se identificaron características bioquímicas de las proteínas seminales en esta especie. No se hallaron diferencias entre las tres poblaciones basados en la cuantificación proteica. Las globulinas (82.4%) fueron la fracción mayoritaria seguida por las albuminas (13.9%), glutelinas (3.7%) y prolaminas (0.7%). Sólo las albuminas mostraron polimorfismo, hallándose 21 proteínas entre ~ 6.5 a ~45 kDa y tres perfiles electroforéticos diferentes, los cuales fueron compartidos entre las poblaciones. Se identificaron las leguminas y vicilinas en la fracción globulina. Las glutelinas mostraron proteínas de mismo peso molecular (PM) a las leguminas; y las prolaminas sólo una banda de bajo PM. La población de San Pablo fue completamente homogénea a diferencia de la población de Cajabamba que mostró la mayor diversidad genética seguida de Celendín. No fue posible diferenciar las poblaciones designadas como ecotipos Agroandino, Cajabamba y Celendino basados en el análisis de proteínas seminales.

The genetic diversity of three populations designated as ecotypes of golden berry (Physalis peruaviana) is studied using protein quantification and polymorphism of seed storage proteins (SSPs) by denaturating polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). As well, biochemical characteristics of seed proteins were identified. The populations were from San Pablo province (Agroandino ecotype), Celendín province (Celendino ecotype) and Cajabamba province (Cajabamba ecotype), all from Cajamarca Department. There was not difference among the three populations based on protein quantification. Globulins (82.4%) were the majority fraction followed for albumins (13.9%), glutelins (3.7%) and prolamins (0.7%). Only albumins showed polymorphism, showing 21 proteins between ~6.5 to ~45 kDa and three different electrophoretic profiles, which were share among the three populations. Legumins and vicilins were identified in globulin fraction. Glutelins showed proteins of same molecular weight (MW) to legumins; and prolamins only a band of low MW. San Pablo province population (Agroandino ecotype) was completely uniform, while Cajabamba population showed higher genetic diversity followed by Celendin population. Our results shows that, based on seed proteins analyses is not possible to distinguish the three populations designated as Agroandino, Cajabamba and Celendino ecotypes.

Contribution to the discussions on the origin of the cerrado biome: Brazilian savanna / Contribuição às discussões sobre a origem do bioma cerrado: savana brasileira

Theories that attempt to explain the origin of the cerrado biome are mostly based on the isolated action of three major factors: climate, fire and soil. Another factor that has been mentioned is that of human interference. We hypothesise that the evolutionary origin of this biome resulted from the complex interaction of climate, fire and soil, with climate being the triggering agent of this assumed interaction. Fire, as well as acid and dystrophic soils, would be factors involved in the selection of savanna species throughout climatic events, during the Tertiary and the Quaternary, e.g. Pliocene and Pleistocene. The genesis of the physiognomies that would give rise to cerrado sensu lato, rather than forest formations, could have occurred due to the strong pressure exerted by the reduction in water availability, and the selection of the species adapted to the new conditions imposed by the environment. The characteristics of cerrado sensu lato soil, originated from edaphic impoverishment caused by lixiviation and successive past fires, would remain, even after hydric availability increased following the Pleistocene glaciations.

Teorias que tentam explicar a origem do bioma cerrado baseiam-se, principalmente, na ação isolada de três fatores principais: o clima, o fogo e o solo. Outro fator mencionado ainda é a interferência humana. Quanto à origem evolutiva desse bioma, o presente estudo propõe uma hipótese que considerou a complexa interação dos três primeiros fatores, mencionados acima, considerando o clima como elemento desencadeador dessa possível interação. O fogo e solos ácidos e distróficos teriam atuado como fatores de seleção de espécies savânicas, ao longo das oscilações climáticas durante o terciário e o quaternário, e.g. Plioceno e Pleistoceno. A gênese das fisionomias que passariam a compor o chamado cerrado sensu lato, em detrimento de formações florestais, teria resultado da forte pressão exercida pela redução da disponibilidade hídrica e da seleção de espécies adaptadas às novas condições impostas pelo ambiente. As características do solo, que passariam a manter o cerrado sensu lato, oriundas do empobrecimento edáfico pela lixiviação e sucessivos incêndios pretéritos, permaneceriam, mesmo com o restabelecimento de uma maior disponibilidade hídrica, após as glaciações do Pleistoceno.

Producción de IFN-γ en cultivos de linfocitos humanos por efecto de los extractos metanólicos de cuatro ecotipos de Lepidium peruvianum, Chacón (Brassicaceae)

Se estudió la actividad inmunoduladora sobre cultivos de linfocitos T humanos de sangre periférica. Se evaluó la producción de IFN-γ inducida por los extractos metanólicos (EM) de los ecotipos blanco, negro, rojo y morado de Lepidium peruvianum (conocida también como Lepidium meyenii Walp.) maca. Luego de cultivar los linfocitos con los respectivos EM de maca durante 14 horas sólo el EM del ecotipo morado indujo la producción significativa de IFN-γ cuantificada mediante Elispot. El extracto metanólico del ecotipo morado de maca posee propiedades inmunoestimuladoras importantes, desencadenando la activación de linfocitos T humanos.

The immunomodulatory activity was studied in function of the production of γ-IFN induced by the methanolic extracts (ME) of the white, black, red and purple ecotypes of Lepidium peruvianum, Chacón (at present Lepidium meyenii Walp.) maca, on cultures of human T lymphocytes obtained of periferic blood. After cultivating the lymphocytes with the respective ME of maca during 14 hours, only the ME of the purple ecotype induced the significant production of IFN-γ by Elispot quantified. The methanolic extract of the purple ecotype of maca possesses important immunostimulatory properties triggering the activation of the human T lymphocytes.

Actividad leishmanicida de los extractos metanólicos de cuatro ecotipos de Lepidium peruvianum, Chacón (Brassicaceae)

El tratamiento clásico de la leishmaniosis cutánea consiste en la inyección de 15-20 ampollas de Glucantine lo que ocasiona efectos secundarios, este hecho justifica la búsqueda de nuevos medicamentos motivando la presente investigación. El objetivo fue evaluar in vitro la actividad leishmanicida de los extractos metanólicos (EM) de los ecotipos blanco, rojo, morado y negro de Lepidium peruvianum, Chacón (también conocida como Lepidium meyenii Walp.), sobre el crecimiento de Leishmania braziliensis peruviana. Los promastigotes alcanzaron la fase de crecimiento exponencial al quinto día de cultivo a 27 ºC en el medio bifásico Columbia, suplementado con 15% de sangre desfibrinada de carnero, en ese momento se enfrentaron, por separado, con los EM a concentraciones de 50, 100, 200 y 400 μg/ml. Los recuentos se hicieron diariamente con cámara Neubauer. La máxima disminución de promastigotes se produjo al segundo día de enfrentamiento para el ecotipo morado (17,41% de viabilidad) empleando 400 mg/ml. El efecto leishmanicida estaría relacionado con los alcaloides imidazólicos presentes en el EM. Se concluye que al segundo día de enfrentamiento con el EM, el ecotipo morado presenta la mayor actividad leishmanicida seguido del ecotipo blanco.

The classic treatment of the cutaneous leishmaniosis consists on the injection of 15-20 ampoule of Glucantine what causes serious secondary effects. This fact justifies the search of new medications what motivated the present investigation. The objective was to evaluate the leishmanicidal activity of the methanolic extracts (ME) of the white, red, purple and black ecotypes of Lepidium peruvianum Chacón (at present Lepidium meyenii Walp.) about the growth of Leishmania braziliensis peruviana in vitro. The promastigotes reached the logarithmic phase to the fifth day of cultivation at 27 ºC in the two-phase Columbia medium with 15% of defibrinated sheep blood and they faced, for separate, with the ME to concentrations of 50, 100, 200 and 400 μg/ml. The recounts were made daily with camera Neubauer. The maximum decrease of promastigotes (17.41% of viability) took place to the second day for the purple ecotype with the concentration of 400 mg/ml. The leishmanicidal effect would be related with the imidazolic alkaloids, glucosinolates, flavonoids, tannins and saponines present in the ME. The conclusion is that only ME of the white and purple ecotypes presents leishmanicidal activity, at second day of culture.

Efecto de cuatro ecotipos de Lepidium peruvianum Chacón sobre la producción de óxido nítrico in vitro

Los macrófagos desempeñan un rol importante en la respuesta innata y adaptativa, durante su activación producen mediadores citotóxicos como Óxido Nítrico (NO). El objetivo fue evaluar la producción de NO por macrófagos peritoneales de ratón cultivados con extractos metanólicos (EM) de los ecotipos rojo, negro, morado y blanco de Lepidium peruvianum Chacón (también conocida como Lepidium meyenii Walp). Los EM se prepararon empleando maca pulverizada macerada en metanol (1:2) durante 10 días. Los macrófagos peritoneales se obtuvieron de ratones 3 días después de haberles inyectado 1 ml de Caldo Tioglicolato por vía intraperitoneal; se cultivaron por triplicado durante 18 h a 37 °C en medio RPMI 1640 suplementado con 10% de suero de bovino fetal. La dosis de EM fue de 800 μg/ml por ecotipo, se consideraron controles sin EM. La producción de NO se determinó por acumulación de nitrito en el medio y se evidenció con el reactivo de Peter Griess, las concentraciones de nitrito se calcularon en base a la curva estándar elaborada con NaNO2. Las concentraciones producidas de nitrito fueron de 7,45; 6,79; 5,76; 5,61 y 6,81 mM para los EM de los ecotipos morado, negro, blanco, rojo y control respectivamente. Los cuatro ecotipos indujeron la producción de NO, aunque con el ecotipo morado fue superior (p>0,05).

The macrophages play an important role in the innate and adaptative response. Upon appropriate activation, macrophages released a variety of cytotoxic mediators like the Nitric Oxide (NO). The objective was to evaluate the production of NO for murine peritoneal macrophages cultivated with methanol extracts (ME) of different ecotypes of Lepidium peruvianum Chacón (at present Lepidium meyenii Walp.) red, black, purple and white. The ME was prepared using maca powdered macerated in methanol (1:2) during 10 days. Peritoneal macrophages were obtained of mice 3 days after having injected them 1 ml of thioglycolate broth; they were cultivated for triplicate during 18 hrs at 37 °C in RPMI 1640 medium supplemented with 10% fetal calf serum. The dose of ME was of 800 μg/ml for ecotype, were considered controls without ME. The production of NO was assayed by nitrite accumulation in the supernatant culture and it was evidenced with Peter Griess's reagent, the nitrite concentrations were calculated based on the standard curve elaborated with NaNO2. The produced concentrations of nitrite were of 7,45; 6,79; 5,76; 5,61 and 6,81 mM for the ME purple, black, white, red ecotypes and control respectively, although with the purple ecotype it was superior (p> 0,05).