Amylose content and micromorphology of popcorn progenies with different popping expansion volumes / Teores de amilose e micromorfologia de progênies de milho-pipoca com diferentes volumes de expansão

ABSTRACT: Popcorn (Zea mays var. everta) has a higher commercial value than common maize, in addition to being a popular food among consumers. Today, there is a constant search for cultivars with superior performance for several traits of interest in the case of popcorn, yield and popping expansion. On this basis, this project proposes to characterize progenies of popcorn with different values ​​of expansion capacity regarding chemical composition and micromorphology. Kernels from the fifth cycle (C5) of intrapopulation recurrent selection were evaluated. The progenies were selected based on the popping expansion volume of their kernels. The kernels were quantified for amylose and analyzed for starch granule arrangement and pericarp thickness by scanning electron microscopy. Progenies with low popping expansion volume (0 and 7 mL g-1) showed amylose contents of 21.24 and 20.18%, respectively; a less compact endosperm, with individual starch granules interspaced with empty spaces; and pericarp thickness between 40.94 and 38.99 µm, respectively. By contrast, progenies with high popping expansion volume (30 and 35 mL g-1) showed amylose contents of 23.92 and 26.10%; a vitreous endosperm; more-compact starch granules without empty spaces in between; and pericarp thickness between 107.66 and 107.84 µm. Progenies with higher popping expansion volume exhibited a thicker pericarp, a high amylose percentage and a more-compact endosperm, whereas those with the lower expansion volumes showed a thinner pericarp, a lower amylose percentage and individual starch granules.

RESUMO: O milho-pipoca (Zea mays var. everta) tem um valor comercial mais elevado do que o milho comum e é um alimento popular entre os consumidores. Hoje, existe uma constante busca por cultivares com desempenho superior para os diversos caracteres de interesse, no caso da pipoca, produtividade e capacidade de expansão. O trabalho propõe caracterizar progênies de milho-pipoca com diferentes valores de capacidade de expansão quanto à composição química e micromorfologia. Foram estudados grãos do quinto ciclo (C5) de seleção recorrente intrapopulacional. As progênies foram selecionadas com base nos valores de capacidade de expansão de seus grãos. Os grãos foram quantificados para amilose e analisados quanto ao arranjo dos grânulos de amido e espessura do pericarpo por microscopia eletrônica de varredura. Progênies com baixa capacidade de expansão (0 e 7 mL g-1) apresentaram teor de amilose de 21,24 e 20,18% respectivamente; endosperma menos compacto, com grânulos de amido individualizados e intercalados com espaços vazios; e espessura do pericarpo medindo entre 40,94 e 38,99 µm, respectivamente. Por outro lado, progênies com alta capacidade de expansão (30 e 35 mL g-1) apresentaram teor de amilose de 23,92 e 26,10%, endosperma vítreo, sendo os grânulos de amido mais compactos e sem espaços vazios entre eles; e espessura do pericarpo medindo entre 107,66 e 107,84 µm. Progênies com altos valores de capacidade de expansão apresentam maior espessura de pericarpo, alta porcentagem de amilose e endosperma mais compactado, enquanto as com menores valores de expansão, apresentam menor espessura do pericarpo, menor porcentagem de amilose e grânulos de amido individualizados.

A new, harmless, high-throughput endosperm-based DNA extraction method for wheat / Um método de extração de DNA novo, inofensivo e de alto teor de endosperma para o trigo

ABSTRACT: In this study, a non-destructive, high-throughput, endosperm-based DNA extraction method was developed. To verify the non-destructive nature of this method, a germination test was performed on 288 seeds after sampling their endosperm, which gave a seedling emergence rate that was higher (97.6%) than that of the control group (92%). To confirm the feasibility of the new method, DNA was extracted from plants of a BC1F2 population by two different methods, namely, from endosperm using our rapid, high-throughput method (ER-DNA) and from young leaves emerging from the same sampled seed using the CTAB method (LC-DNA). The ER-DNA was undetectable by agarose gel electrophoresis, but was found to be an adequate replacement for LC-DNA for the amplification and detection of simple sequence repeats (SSRs). Further analysis revealed that ER-DNA was generally suitable for the generation of specific 500-750-bp fragments, but not for the amplification of 1,000-2,000-bp fragments. Our rapid, high-throughput method therefore has no deleterious effects on wheat seeds and yields DNA for SSR genotyping that is a suitable alternative to traditionally obtained DNA.

RESUMO: Neste estudo, foi desenvolvido um método de extração de DNA não destrutivo, de alto débito e endosperma. Para verificar a natureza não destrutiva deste método, um teste de germinação foi realizado em 288 sementes após a amostragem do endosperma, o que deu uma taxa de emergência de plântulas maior (97,6%) do que a do grupo controle (92%). Para confirmar a viabilidade do novo método, o DNA foi extraído de plantas de uma população de BC1F2 por dois métodos diferentes, a saber, do endosperma usando nosso método rápido de alto rendimento (ER-DNA) e de folhas jovens que emergem da mesma semente amostrada usando o método CTAB (LC-DNA). O ER-DNA foi indetectável por eletroforese em gel de agarose, mas foi encontrado como uma substituição adequada para LC-DNA para a amplificação e detecção de repetições simples de seqüência (SSRs). Uma análise posterior revelou que o ER-DNA era geralmente adequado para a geração de fragmentos específicos de 500-750 pb, mas não para a amplificação de fragmentos de 1.000-2.000 pb. Nosso método rápido e de alto débito, portanto, não tem efeitos deletérios sobre as sementes de trigo e produz DNA para a genotipagem de SSR que é uma alternativa adequada ao DNA obtido tradicionalmente.

Seed characters and their usefulness in the separation of Asteraceae species / Caracteres de sementes e sua utilidade na separação de espécies de Asteraceae

Studies on seed structure of Asteraceae have received little attention of botanists. Seed structure in Asteraceae is analyzed to evaluate the usefulness of characters in the separation of species through the analysis of nine weedy species. Seeds originate from anatropous, unitegmic and tenuinucellate ovules. The partial collapse of the developing seed coat is a common characteristic in the Asteraceae species studied. The testa consists of crushed and thin-walled cells in almost all of the species studied herein, except for Elephantopus mollis and Parthenium hysterophorus, which showed exotesta cells with U-shaped thickening. The analysis revealed high uniformity in seed characters.

Estudos da estrutura da semente de Asteraceae receberam pouca atenção de botânicos. A estrutura da semente de Asteraceae é examinada com a finalidade de avaliar a utilidade dos caracteres na separação de espécies, mediante a análise de nove espécies de plantas daninhas. As sementes são originárias de óvulos anátropos, unitegumentado e tenuinucelados. O colapso parcial do revestimento da semente em desenvolvimento é uma característica comum nas espécies estudadas de Asteraceae. A testa é composta por células colapsadas e de paredes finas em quase todas as espécies estudadas, com exceção de Elephantopus mollis e Parthenium hysterophorus, que demonstraram células da exotesta com espessamento em U. A análise revelou uma grande quantidade de uniformidade dos caracteres estudados das sementes.

Silagem de grãos úmidos de milho de textura dura ou macia em dietas com polpa cítrica para vacas em lactação / High moisture silage of hard or soft corn grain in citrus pulp diets for lactating cows

Avaliou-se o desempenho de vacas leiteiras que consumiram polpa cítrica e dois teores dietéticos de silagem de grão úmido de milho. Os tratamentos foram: milho de textura dura ou milho de textura macia ensilado na linha negra, em fatorial com 9% ou 18% de milho na dieta. O teor de polpa cítrica na dieta foi de 16,2% ou 25,6%, com alto e baixo milho, respectivamente. Doze vacas receberam os tratamentos em quadrados latinos 4x4. A produção diária de leite foi 27,9kg no milho duro e 28,8 no macio (P=0,19). Alto milho diminuiu o teor de gordura do leite de 3,38 para 3,26% (P=0,04) e aumentou o teor de proteína de 2,99 para 3,03% (P=0,05) e a eficiência alimentar de 1,50 para 1,57kg de leite/kg de consumo (P=0,03). Aumento no teor de milho induziu maior queda no pH ruminal na dieta com milho macio do que na dieta com milho duro (P=0,05 para a interação textura versus teor de milho). O milho macio aumentou o consumo diário de matéria orgânica digestível de 11,7 para 12,3kg (P=0,05). Os parâmetros digestivos sugerem que a ensilagem não eliminou totalmente o efeito da textura do endosperma sobre a digestibilidade do milho.

Lactating cow performance on diets containing citrus pulp and two levels of high moisture corn silage was evaluated. Treatments were: hard texture corn or soft texture corn ensiled at the black layer, with a 9% or 18% factorial corn in the diet. Dietary citrus pulp content was 16.2% or 25.6%, for high and low corn, respectively. Twelve cows received the treatments in 4x4 Latin Squares. Daily milk yield was 27.9kg for hard corn and 28.8 for soft (P=0.19). High corn decreased milk fat content from 3.38 to 3.26% (P=0.04), and increased protein content from 2.99 to 3.03% (P=0.05) and feed efficiency from 1.50 to 1.57kg of milk/kg of intake (P=0.03). The increase of corn content generated a greater decrease in ruminal pH in the soft corn diet than in the hard corn diet (P=0.05 for the interaction of texture versus corn content). Soft corn increased the daily intake of digestible organic matter from 11.7 to 12.3kg (P=0.05). Digestive parameters suggest that ensilaging did not totally eliminate the endosperm texture effect on corn digestibility.

Valor nutritivo de grãos de sorgo com diferentes texturas do endosperma para leitões / Nutritive value of sorghum grains with different endosperm textures for piglets

Utilizaram-se 20 leitões machos castrados, com 28kg de peso, em ensaio biológico baseado em coleta total de fezes e de urina para a determinação dos valores de digestibilidade aparente da matéria seca (DAMS), de digestibilidade aparente da proteína bruta (DAPB), de energia digestível aparente (EDA) e de energia metabolizável aparente (EMA) de grãos de sorgo com diferentes texturas do endosperma. Os genótipos avaliados foram BR 007B (textura macia), BR 304 (textura intermediária) e SC 283 (textura dura). As dietas-teste foram compostas por 70 por cento de dieta referência, à base de milho e de farelo de soja, e por 30 por cento de grãos de sorgo. O experimento foi montado em esquema inteiramente ao acaso, com quatro tratamentos e cinco repetições. Os valores de DAMS, de DAPB, de EDA e de EMA, expressos na matéria seca, dos grãos do genótipo BR 007B foram 97,1 por cento, 89,7 por cento, 3.840kcal/kg e 3.685kcal/kg; os do genótipo BR 304 foram 92,0 por cento, 82,9 por cento, 3.645kcal/kg e 3.544kcal/kg; e os do genótipo SC 283 foram 83,3 por cento, 78,5 por cento, 3.078kcal/kg e 3.021 kcal/kg, respectivamente. Todas as quatro variáveis analisadas apresentaram valores mais altos (P<0,05) para o genótipo BR 007B em relação ao genótipo SC 283, demonstrando a influência negativa da textura do endosperma sobre o valor nutritivo dos grãos de sorgo para suínos.

Twenty hogs averaging 28kg were used in a biological assay based on total feces and urine collection method. The dry matter apparent digestibility (DMAD), the crude protein apparent digestibility (CPAD), the apparent digestible energy (ADE), and the apparent metabolizable energy (AME) values of the sorghum grains with different endosperm texture were calculated. The evaluated genotypes were: BR 007B (soft texture), BR 304 (intermediate texture), and SC 283 (hard texture). The test diets were composed by 70 percent of reference diet (based on corn and soybean meal) and 30 percent of sorghum grain. The experiment was a complete random design, with four treatments and five replicates. The DMAD, CPAD, ADE, and AME values, on dry matter basis, calculated for the genotype BR 007B were 97.1 percent, 89.7 percent, 3,840kcal/kg, and 3,685kcal/kg; for the genotype BR 304 they were 92.0 percent, 82.9 percent, 3,645kcal/kg, and 3,544kcal/kg; and for the genotype SC 283 they were 83.3 percent, 78.5 percent, 3,078kcal/kg, and 3,021kcal/kg, respectively. All analyzed variables presented higher values (P<0.05) for the genotype BR 007B in relation to the genotype SC 283, demonstrating the negative influence of the endosperm texture on the nutritional value of the sorghum grains for swine.