Soil phosphorus availability and uptake by mycorrhizal and non-mycorrhizal plants in an onion no-tillage system / Disponibilidade e absorção de fósforo no solo por plantas micorrízicas e não micorrízicas em sistema de plantio direto de cebola

ABSTRACT: Onion is an important vegetable crop, predominantly grown under conventional tillage system management. Alternatively, the vegetable no-tillage system uses cover crops to form a residue layer, which improves soil physical, chemical, and biological attributes. Aiming to understand the interaction of mycorrhizal and non-mycorrhizal cover crops, phosphatase activity, and soil phosphorus availability and uptake by plants, a no-tillage vegetable production system experiment with onion was carried out in Ituporanga, Southern Brazil. The treatments were black oats (Avena strigosa); rye (Secale cereale); oilseed radish (Raphanus sativus); rye + oilseed radish; black oats + oilseed radish, and a control with spontaneous plants. Additionally, two plots, a conventional tillage system area and a forest, both adjacent to the experiment, were evaluated. We measured cover crop biomass, onion yield, acid phosphatase activity, and resin-extracted phosphorus in the soil, shoot and root phosphorus content, and root colonization in cover crops, spontaneous plants, and onions. The treatments with cover crops had the highest plant biomass in winter and onion yield. Available soil phosphorus and acid phosphatase activity were higher in no-tillage plots than in the conventional tillage system area. The presence of non-mycorrhizal oilseed radish was associated with decreased colonization of rye and onion roots by arbuscular mycorrhizal fungi. No-tillage areas with cover crops or spontaneous plants in winter accumulated more phosphorus than conventional tillage system areas. The conventional tillage system showed adverse effects on most soil attributes, as shown by a Principal Component Analysis.

RESUMO: A cebola é uma importante cultura vegetal, cultivada predominantemente sob sistema de preparo convencional. Como alternativa, o sistema de plantio direto de hortaliças utiliza culturas de cobertura para formar uma camada de biomassa, o que melhora os atributos físicos, químicos e biológicos do solo. Com o objetivo de entender a interação de culturas de cobertura micorrízicas e não-micorrízicas, atividade da fosfatase ácida e disponibilidade e absorção de fósforo do solo pelas plantas, foi realizado um experimento em sistema de plantio direto de hortaliças com a cultura da cebola em Ituporanga, sul do Brasil. Os tratamentos foram: aveia preta (Avena strigosa); centeio (Secale cereale); nabo forrageiro (Raphanus sativus); centeio + nabo forrageiro; aveia preta + nabo forrageiro e um controle com vegetação espontânea. Além disso, duas outras parcelas, uma área em sistema de preparo convencional e uma floresta, ambas adjacentes ao experimento, foram avaliadas. Medimos a biomassa da cultura de cobertura, o rendimento de cebola, a atividade de fosfatase ácida e o fósforo extraído por resina no solo, bem como o conteúdo de fósforo da parte aérea e da raiz e a colonização das raízes em plantas de cobertura, plantas espontâneas e cebolas. Os tratamentos com plantas de cobertura apresentaram a maior biomassa de culturas de cobertura e rendimento de cebola. A atividade de fosfatase ácida e fósforo disponível no solo foram maiores nas parcelas de plantio direto do que na área convencional. A presença de nabo forrageiro, uma planta não micorrízica, foi associada a reduções na colonização de raízes de centeio e cebola por fungos micorrízicos arbusculares. As áreas de plantio direto com plantas de cobertura ou plantas espontâneas no inverno acumularam mais fósforo do que as áreas com preparo convencional. O sistema convencional de lavoura mostrou efeitos adversos para a maioria dos atributos do solo, como mostra a Análise de Componentes Principais.

Soil microbiological properties and enzyme activity in agroforestry systems compared with monoculture, natural regeneration, and native Caatinga / Propriedades microbiológicas e atividade enzimática do solo sob sistemas agroflorestais comparado com monocultura, regeneração natural e caatinga nativa

The objective of this study was to evaluate the influence of agroforestry systems of different ages (AFS1: one-year old; AFS5: five-years old) on the biological attributes of soil; the following systems were used for comparison: a slash-and-burn (SBF) farming area, Caatinga which has been undergoing regeneration for 6 years (CaR6), and native Caatinga (NCa) in Brazil. Enzyme activity, abundance and composition of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), and production of glomalin-related soil proteins (GRSP) were evaluated at soil depths of 0­0.05 m. AMF species composition in the AFS was more similar to that in the NCa than in the SBF and CaR6 systems. In the rainy season, sporulation was most abundant in the AFS-1, CaR6, and SBF systems, whereas GRSP concentrations were highest in the AFS5 during the dry season. Acid phosphatase and arylsulfatase enzyme activity was lower in the AFS1 soils than in the NCa and SBF soils (rainy period), and levels of ß-glucosidase and fluorescein diacetate hydrolysis in the AFS were equal to or higher than those in the NCa in the dry season but lower in the rainy season. AFS thus appear to promote the maintenance of soil biological quality, and may be more sustainable than SBF farming systems in the Brazilian Caatinga over the long term.

O objetivo do estudo foi avaliar a influência de sistemas agroflorestais (AFS1: um ano de idade; AFS5: cinco anos de idade), nos atributos biológicos do solo usando como referência, uma área de agricultura de corte e queima (SBF), Caatinga em regeneração há 6 anos (CaR6), e Caatinga nativa (NCa), in Brasil. A atividade enzimática, a abundância e composição dos fungos micorrízicos arbusculares (AMF), e a produção de proteína do solo relacionada à glomalina (GRSP) foram avaliados, na profundidade de 0-5 cm do solo. A composição das espécies de AMF nos AFS foi mais semelhante a observada na NCa, do que os sistemas SBF e CaR6. Na estação chuvosa, a esporulação foi mais abundante em AFS-1, CaR6 and SBF quando comparada as outras áreas, enquanto a GRSP apresentou maiores teores no AFS5 no período seco. AFS1 apresentou atividade da fosfatase ácida e arilsulfatase inferiores tanto a NCa quanto a SBF, no período chuvoso. No período seco, a atividade de ß-glicosidase e a hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA) na AFS foram iguais ou superiores a Nca, mas menor no período chuvoso. Verifica-se que os AFS são potenciais para a manutenção da qualidade biológica do solo, podendo, em longo prazo, serem mais sustentáveis que a SBF, em ambiente de Caatinga.

Muscle biopsy in Pompe disease / Biópsia muscular na doença de Pompe

Pompe disease (PD) can be diagnosed by measuring alpha-glucosidase levels or by identifying mutations in the gene enzyme. Muscle biopsies can aid diagnosis in doubtful cases. Methods: A review of muscle biopsy from 19 cases of PD (infantile, 6 cases; childhood, 4 cases; and juvenile/adult, 9 cases). Results: Vacuoles with or without glycogen storage were found in 18 cases. All cases had increased acid phosphatase activity. The vacuole frequency varied (almost all fibers in the infantile form to only a few in the juvenile/adult form). Atrophy of type 1 and 2 fibers was frequent in all forms. Atrophic angular fibers in the NADH-tetrazolium reductase and nonspecific esterase activity were observed in 4/9 of the juvenile/adult cases. Conclusion: Increased acid phosphatase activity and vacuoles were the primary findings. Most vacuoles were filled with glycogen, and the adult form of the disease had fewer fibers with vacuoles than the infantile or childhood forms. .

O diagnóstico da doença de Pompe (PD) pode ser feito pela dosagem da enzima alfa-glicosidase ou pela mutação do seu gene codificador. A biópsia muscular pode ajudar em casos duvidosos. Métodos: Revisão das biópsias musculares de 19 casos de PD (forma infantil, 6 casos; infantil tardia, 4; e juvenil/adulto, 9). Resultados: Encontrados vacúolos em 18 casos, com ou sem depósito de glicogênio. Todos mostraram aumento da fosfatase ácida. Os vacúolos estavam presentes na maioria das fibras nas formas infantis, menos frequentes nas formas juvenil e mais raros nas formas do adulto. A atrofia de fibras dos tipos 1 e 2 ocorreram em todas as formas. Fibras atróficas na NADH-tetrazolium redutase e esterase não específica foram observadas em 4/9 das formas infantil tardia/adulta. Conclusões: Os dados mais frequentes foram vacúolos, preenchidos por glicogênio com atividade aumentada da fosfatase ácida. A forma adulta apresenta menor número de vacúolos que as formas infantil e infantil tardia. .

Serum total and bone alkaline phosphatase and tartrate-resistant acid phosphatase activities for the assessment of bone fracture healing in dogs / Fosfatase alcalina total, isoenzima óssea da fosfatase alcalina e fosfatase ácida resistente ao tartarato na monitorização da cicatrização de fraturas ósseas

O objetivo deste trabalho foi estudar o padrão de variação da atividade sérica da fosfatase alcalina total (tALP), da isoenzima óssea da fosfatase alcalina (BALP) e da fosfatase ácida resistente ao tartarato (TRAP), assim como a variação da concentração dos minerais séricos durante o processo de cicatrização de fraturas ósseas no cão. A variação sérica destes marcadores do metabolismo ósseo foi avaliada em nove cães com fraturas diafisárias fechadas de ossos longos, submetidas a tratamento cirúrgico para osteosíntese. Durante o período pós-operatório, sete animais evoluíram no sentido de uma normal união óssea, sendo que dois deles desenvolveram um processo de não união óssea. Foram observados, relativamente à BALP, valores de actividade sérica mais elevados e com diferença estatística (P<0,05) no grupo de animais que evoluiu no sentido de uma normal união óssea, comparativamente ao grupo de animais que evoluiu no sentido do processo de não união. No grupo de animais que evoluiu para a completa união óssea foram, adicionalmente, observados valores diminuidos (P<0,05) da atividade sérica da TRAP, até ao dia 60 do período pós-operatório seguido de uma elevação estatisticamente significativa após este período. Em conclusão, os biomarcadores do metabolismo ósseo poderão vir a constituir um método auxiliar de diagnóstico na monitorização do processo de cicatrização de fracturas ósseas, possibilitando, a detecção precoce de complicações pós-operatórias.

Protein phosphatase activities in the serum and saliva of healthy children

The purpose of this study was to investigate the activities of the total acid phosphatase (TAP), tartrateresistant acid phosphatase (TRAP), low molecular weight protein tyrosine phosphatase (LMW-PTP) and alkaline phosphatase (ALP) enzymes, as well as the possible correlation in the serum and in unstimulated whole saliva of children. Enzymatic activities were measured in pairs of concurrently obtained serum and salivary samples from 32 children in good oral and systemic health (16 of each sex) with a median age of 6.4 ± 3.3 years (range 1.08 û 12.92 years). All collections were made between the hours of 08:00 û 10:00 a.m. We used p-nitrophenyl phosphate as the substrate in the enzymatic assay for TAP, TRAP and LMW-PTP, and thymolphthalein monophosphate as the substrate for ALP. The enzymatic activities of all the studied enzymes were higher in serum than in saliva. The mean of enzymatic activities of serum TAP, TRAP, LMW-PTP and ALP were 36.51 ± 8.21, 23.99 ± 5.73, 11.16 ± 5.65 and 76.50 ± 17.32 U/L, respectively, while the mean salivary TAP, TRAP, LMW-PTP and ALP enzymatic activities were 9.60 ± 5.04, 1.36 ± 0.87, 5.65 ± 3.07 and 4.08 ± 1.83 U/L in this order. The TRAP revealed a positive linear correlation between its activity in the serum and saliva (Spearman r = 0,4685, p < 0,05). We concluded that the salivary TRAP has a potential to be use as biomarkers of pathologies and states that modify its activity in the serum.

Rizosferas de árvores acumuladoras de fósforo na Amazonia Brasileira / Rizósfera de árboles acumuladores de fósforo en la Amazonia Brasilera / Rhizosphere of tress that accumulate phosphorus in the Brazilian Amazon

Rizósfera de árboles acumuladores de fósforo en la amazonia Brasilera. Objetivo: Con el propósito de conocer estrategias de tolerancia de dos especies acumuladoras de fósforo (P) (Neea macrophylla y Cecropia palmate) y una no acumuladora (Casearia arborea) en suelos deficientes en fósforo, se buscó caracterizar la rizosfera de estas especies con análisis multivariado y matrices de correlación en lo referente a las concentraciones de P orgánico, de P disponible, de carbono (C) orgánico del suelo, de C orgánico de la biomasa microbiana, de actividad de la enzima fosfatasa ácida y de infección de la raíz por hongos micorrícicos. Materiales y métodos. La investigación fue desarrollada en el municipio de Igarapé-Açú, estado de Pará, Brasil en bosques secundarios con cinco años de regeneración, donde los parámetros arriba mencionados fueron monitoreados. Resultados. Los resultados no revelaron diferencias significativas entre las especies en referencia a las características del suelo próximo a las rizosferas, lo que sugiere homogeneidad de condiciones. La actividad enzimática fue ligeramente superior en la especie con menor potencial en acumular P (Casearia arborea), sugiriendo que la eficiencia del uso del P no está determinada por la actividad enzimática. Conclusiones. Neea macrophylla presentó un número ligeramente mayor de infecciones micorrícicas en comparación con las otras especies, indicando que ésta podría ser una estrategia de tolerancia en estos ambientes, mientras que para Cecropia palmata y Casearia arborea parece ser la actividad enzimática la estrategia usada...

Rhizosphere of tress that accumulate phosphorus in the Brazilian Amazon. Objective. With the purpose of knowing the strategies of tolerance of two phosphorus-accumulating species (Neea macrophylla and Cecropia palmate) and a non-accumulating species (Casearia arborea) to phosphorus-deficient soils, we characterized the rhizosphere of these species using a multivariate analysis and correlation matrices in relation to the concentrations of organic phosphorus, available phosphorus, soil organic carbon, organic carbon from microbial biomass, acid phosphatase enzyme activity, and root infection by mycorrhizal fungi. Materials and methods. The research was carried out in the Igarapé-Açú town, state of Pará, Brazil in secondary forests with five years of regeneration, where the parameters above mentioned were monitored. Results. Results did not reveal significant differences between the species depending on the characteristics of the soil next to the rhizospheres, suggesting homogeneous conditions. The enzymatic activity was slightly higher in the species with less potential in accumulating P (Casearia arborea) suggesting that efficiency in P use is not determined by the enzymatic activity. Conclusions. Neea macrophylla presented a slightly higher number of mycorrhizal root infections in comparison to the other species, indicating that this could be a tolerance strategy in those environments, while in Cecropia palmata and Casearia arborea it seems that enzymatic activity is the strategy employed...

Objetivo. Com a finalidade de conhecer possíveis estratégias de tolerância de duas espécies acumuladoras de fósforo (P), Neea macrophylla e Cecropia palmata e uma não acumuladora de P, Casearia arborea, a solos deficientes em P, esta pesquisa buscou caracterizar às rizosferas dessas espécies através de Análises Multivariadas e Matrizes de Correlação quanto às concentrações de P orgânico, P disponível, Carbono (C) orgânico do solo, C orgânico da Biomassa microbiana, Atividade da Enzima fosfatase Ácida e Infecção de Raízes por fungos micorrízicos. Materiais e métodos. A pesquisa se desenvolveu no Município de Igarapé-Açú, no estado do Pará, Brasil, em florestas secundárias com cinco anos de regeneração, onde os parâmetros acima comentados foram monitorados. Resultados. Os resultados revelaram não haver diferença significativa entre as espécies quanto as características do solo próximo às rizosferas sugerindo homogeneidade de condições. A atividade enzimática foi ligeiramente superior na espécie com menor potencial em acumular P, Casearia arborea, sugerindo que a eficiência de utilização de P não é determinada pela atividade enzimática. O grau de correlação entre as variáveis diferiu entre as espécies, sendo que Cecropia palmata melhor expressou a correlação positiva entre o P orgânico e Atividade da enzima fosfatase ácida. Conclusões. Neea macrophylla apresentou um número discretamente maior de infecções micorrízicas do que as outras espécies, sinalizando ser esta uma estratégia de tolerância nestes ambientes, enquanto para Cecropia palmata e, sobretudo Casearia arborea pareceu ser a atividade enzimática a estratégia usada.

Marcadores bioquímicos e microscópicos como ferramentas investigativas da resposta tecidual envolvidas com a associação de osso cortical bovino/colágeno em subcutâneo de ratos / Biochemical and microscopic analyses as investigative tool of tissue response involved with the association of bovine cortical bone/collagen in subcutaneous of rats

O objetivo deste trabalho foi avaliar a reposta tecidual à associação de osso bovino inorgânico e colágeno bovino liofilizado, implantados em subcutâneo de ratos. O composto (osso bovino + colágeno) foi acondicionado em cápsulas de colágeno transparente e posteriormente implantado no tecido conjuntivo subcutâneo de ratos. Os animais foram mortos após 10, 20, 30 e 60 dias da cirurgia e as peças recolhidas para análise microscópica e enzimática. Foram analisados os aspectos microscópicos da resposta tecidual, bem como a atividade específica da fosfatase ácida total, fosfatase ácida lisossomal, fosfatase ácida de baixa massa molecular, fosfatase ácida resistente ao tartarato (marcador de osteoclastos e alguns tipos de células gigantes multinucleadas) e da fosfatase alcalina. A análise enzimática mostrou que a atividade da fosfatase ácida lisossomal coincidiu com os períodos de maior presença de células gigantes multinucleadas inflamatórias. A análise microscópica revelou um moderado infiltrado inflamatório apenas no período de 10 dias, desaparecendo nos períodos seguintes. A presença de linfócitos e plasmócitos foi leve, sendo notada apenas no período de 10 dias. O grau de fibrosamento tendeu de moderado a intenso até o final do experimento. Dentro dos limites deste trabalho pode-se concluir que a combinação de osso cortical bovino + colágeno bovino liofilizado é biocompatível não exibindo sinais de resposta imunogênica, além disso, a atividade das fosfatases ácidas pode ser modulada em função do tempo, durante a resposta tecidual ao composto implantado em subcutâneo de ratos. O exato papel de cada uma dessas enzimas nesta complexa cadeia de eventos deve, ainda, ser investigado.

The objective of this work was to evaluate the rat tissue response under association of inorganic bovine bone and bovine collagen. Before experimentation, the association (bovine bone + collagen) was conditioned in collagen capsules and after implanted in rats subcutaneous tissue. Afterwards, the animals were killed as follows: 10, 20, 30 and 60 days after surgery. Immediately, the biopsies were collected and appropriately conditioned for both microscopic and biochemical analysis. The biochemical parameters evaluated were: specific activity of total acid phosphatase, lisossomal acid phosphatase, low molecular weight phosphatase, tartarateresistant acid phosphatase and of alkaline phosphatase. These results showed that lisossomal acid phosphatase activity coincided with the periods of bigger incidence of inflammatory multinucleated giant cells. Results from microscopic analysis showed a moderate infiltrated inflammatory at 10 days, decreasing at the following periods. Also, the presence of lymphocytes and plasmocytes was scored as light at 10 days. We found that fibrosis degrees were between moderate to intense at the final periods. Taken together, our results showed that association of cortical bovine bone plus bovine collagen is biocompatible by not showing signals of immune response. On the other hand, both acid and alkaline and phosphatase activities were modulated along the periods evaluated as responsive events.

Universidade Estadual Paulista

Serum and urinary prostatic acid phosphatase (PAP) and prostatic specific antigen (PSA) from 20 dogs were measured. PAP and PSA tests were carried out in authomatized equipment with commercial kits used for humans. Mean PAP serum value was 0.7U/l and urinary 0.1U/l. Mean serum and urinary PSA were 0.005ng/dl and 0.004ng/dl, respectively. In vivo determination of these two biomarkers in dogs is a new form of diagnosis in veterinary medicine and these values should be correlated with the morphological lesion of the prostate gland.

Realizaram-se mensurações sérica e urinária de fosfatase ácida prostática (PAP) e antígeno prostático específico (PSA) de 20 cães. Os testes de PAP e PSA foram feitos em um equipamento automatizado, com o uso de kits comerciais para humanos. A média de PAP sérico foi de 0,7U/l e urinário 0,U/l. As médias do PSA sérico e urinário foram 0,005ng/dL e 0,004ng/dl, respectivamente. A determinação do dois biomarcadores in vivo é uma nova opção de diagnóstico na medicina veterinária e os valores obtidos devem ser correlacionados com a lesão morfológica da próstata.