Genome-wide characterization of the abscisic acid-, stress- and ripening-induced (ASR) gene family in wheat (Triticum aestivum L)

BACKGROUND: Abscisic acid-, stress-, and ripening-induced (ASR) genes are a class of plant specific transcription factors (TFs), which play important roles in plant development, growth and abiotic stress responses. The wheat ASRs have not been described in genome-wide yet. METHODS: We predicted the transmembrane regions and subcellular localization using the TMHMM server, and Plant-mPLoc server and CELLO v2.5, respectively. Then the phylogeny tree was built by MEGA7. The exon-intron structures, conserved motifs and TFs binding sites were analyzed by GSDS, MEME program and PlantRegMap, respectively. RESULTS: In wheat, 33ASR genes were identified through a genome-wide survey and classified into six groups. Phylogenetic analyses revealed that the TaASR proteins in the same group tightly clustered together, compared with those from other species. Duplication analysis indicated that the TaASR gene family has expanded mainly through tandem and segmental duplication events. Similar gene structures and conserved protein motifs of TaASRs in wheat were identified in the same groups. ASR genes contained various TF binding cites associated with the stress responses in the promoter region. Gene expression was generally associated with the expected group-specific expression pattern in five tissues, including grain, leaf, root, spike and stem, indicating the broad conservation of ASR genes function during wheat evolution. The qRT-PCR analysis revealed that several ASRs were up-regulated in response to NaCl and PEG stress. CONCLUSION: We identified ASR genes in wheat and found that gene duplication events are the main driving force for ASR gene evolution in wheat. The expression of wheat ASR genes was modulated in responses to multiple abiotic stresses, including drought/osmotic and salt stress. The results provided important information for further identifications of the functions of wheat ASR genes and candidate genes for high abiotic stress tolerant wheat breeding.

Definição do ponto de colheita comercial e da concentração de etileno exógeno visando melhor aproveitamento do potencial comercial e nutricional de bananas da cultivar Thap Maeo / Definition of harvest time and exogenous etilene concentration aiming at the better commercial and nutritional potential of the bananas of the Thap Maeo cultivar

A banana é um fruto consumido no mundo todo e, ao contrário do que acontece na maioria dos países nos quais predomina o grupo Cavendish, uma grande variedade de cultivares são consumidas nas diferentes regiões do Brasil. No entanto, as informações bioquímicas e fisiológicas a respeito das cultivares consumidas no país são ainda restritas e, apesar de serem muito diferentes entre si, são tratadas da mesma maneira na pré e pós-colheita, o que muitas vezes compromete a qualidade do fruto. Diante disso, dois pontos são fundamentais para a obtenção de frutos de melhor qualidade: a definição do ponto de colheita e o tratamento dos frutos com etileno após a colheita. Hoje a colheita é feita em função do diâmetro dos frutos e o tratamento com etileno é o mesmo para todas as cultivares. Porém, frutos com o mesmo diâmetro nem sempre estão no mesmo estágio de maturidade fisiológica e, usualmente, o tratamento pós-colheita feito com etileno, visando o amadurecimento mais rápido e uniforme dos frutos, não segue nenhuma orientação técnica. A consequência da falta de critérios definidos para a colheita e para a aplicação de etileno resulta em bananas com baixa qualidade e com vida-de-prateleira curta. A produção de banana é dificultada pelos problemas fitossanitários que ocorrem nas plantações, incluindo doenças como as Sigatokas Negra e Amarela e o Mal-do-Panamá. Tendo em vista a ameaça que as doenças da bananeira representam e os prejuízos que podem causar, a introdução de cultivares resistentes é a melhor forma para reduzir a pressão desses patógenos sobre a cultura. Por ser resistente às Sigatokas e ao Mal de Panamá este trabalho visou conhecer melhor a cultivar Thap Maeo (Musa acuminata AAB cv. Thap Maeo) que tem como defeito principal uma vida-de-prateleira muito curta. Os objetivos deste trabalho foram: (1) estabelecer o ponto de colheita das bananas da cultivar Thap Maeo utilizando a metodologia da soma de temperatura a que a planta está exposta durante o desenvolvimento dos frutos; (2) estabelecer, a partir da caracterização físico-química dos frutos, o teor ideal de etileno exógeno para promover o amadurecimento uniforme dos frutos e, (3) estudar o balanço hormonal no amadurecimento dos frutos. Em uma primeira etapa foi implantado um experimento de campo para determinar a Temperatura Base e a Idade Fisiológica Máxima para esta cultivar. Estes parâmetros são necessários para o cálculo da idade fisiológica e na determinação do ponto de colheita. Com o término desta etapa, foram realizadas colheitas de frutos em diferentes épocas do ano para confirmar a metodologia usada. Foi possível estabelecer uma metodologia para estimar o ponto de colheita dos frutos de acordo com a estação do ano em que estes se desenvolveram. Para estabelecer o teor ideal de etileno exógeno aplicado na pós-colheita, os frutos foram testados com diferentes concentrações de etileno (0 a 1000 ppm) em dose única. Os resultados indicam que mesmo as menores concentrações de etileno aplicadas promovem o amadurecimento uniforme dos frutos, sem diferenças aparentes entre os tratamentos. Além disso, as análises do perfil de compostos voláteis da polpa indicam que a maior diferença entre o aroma dos tratamentos é entre frutos tratados e não tratados. Os frutos que não foram tratados apresentaram maior quantidade de compostos identificados. Em todas as colheitas realizadas, o período entre o início do amadurecimento e o amadurecimento completo dos frutos foi consideravelmente curto se comparado a bananas do subgrupo Nanica. Para melhor compreender estes resultados, além do etileno, foram quantificados os teores livres dos hormônios ácido indol-3-acético (AIA) e ácido abcísico (ABA). Em comparação com estudos anteriores, com cultivares do subgrupo Nanica, a cultivar Thap Maeo produz mais etileno e ABA durante o amadurecimento, além de apresentar menores teores de AIA quando verde. Estas diferenças hormonais podem explicar o curto período de amadurecimento desta cultivar

Banana is an important staple food. Unlike the world Market, which has only the Cavendish Bananas as export bananas, Brazilian market has many Bananas varieties. However, biochemical and physiological information about these varieties are still scarce and different bananas cultivars are treated the same way in pre or post-harvest, which often affects the quality of the fruit. In this context, two issues are important to reach best fruit quality: definition of harvest time and the exogenous ethylene treatment. Now a day the harvest time is defined by the diameter of the fruits and the ethylene treatment is equal for all cultivars. However, fruits with the same diameter not always are in the same development grade and the post-harvest ethylene treatment, aiming a faster and uniform ripening, does not follow any technical recommendation. The consequences for the lack of criteria in the harvest and for the ethylene treatment might be a low quality and shelf life banana. Banana production is hampered by plant health problems occurring in the production fields, including the diseases such as the Sigatokas and the Panama Wilt. Given the threat of the banana diseases, and the damage they can cause, the introduction of resistant cultivars is the best way to reduce the pressure of these pathogens on this crop. Being resistant to Sigatokas and Panama diseases, this work aimed to know better the cultivar Thap Maeo (Musa acuminata AAB cv. Thap Maeo) whose main defect is a short shelf life. The objectives of this work were: (1) to establish the harvest time of Thap Maeo bananas using the thermal sum techniques, (2) using the physico-chemical characterization of the fruit, establish the ideal concentration of exogenous ethylene to promote uniform ripening of fruits and (3) study the hormonal balance in the fruit ripening. The first step was a field experiment to determine the base temperature and the maximum physiological age. These parameters are used to calculate the thermal sum. The next step was to harvest fruits from different times of the year to confirm the methodology. It was established a methodology to estimate the harvest time according to the season in which the fruit has developed. Five ethylene concentration were tested (0-1000 ppm). Results showed that even the low ethylene concentration applied could promote the uniform ripening of the fruits with no apparent differences between the treatments. Furthermore, the analysis of volatile compounds in the pulp indicate that the major difference between the aroma of treatments is between treated and untreated fruits. The fruits that were not treated showed a higher amount of identified compounds. For all harvested fruits, the period between the ripening start and full ripening of the fruit was short when compared to the Nanica bananas. Levels of the hormones indole-3-acetic acid and abscisic acid, in addition to ethylene, were quantified to better understand these results. Compared to previous studies, with cultivars of Nanica subgroup, the cultivar Thap Maeo produce more ethylene and ABA during ripening, and have lower IAA level in the green stage. These hormonal differences may explain the short maturity period of this cultivar

Ultrastructural evidence of abscisic acid binding sites in guard cells of Vicia faba

Se presenta el uso de una técnica citoquímica que utiliza anticuerpo contra ácido abscísico (ABA) unido al complejo peroxidasa-antiperoxidasa (PAP) por globulina de oveja anti-conejo, para localizar sitios de unión de ABA a nivel de la membrana plasmática, mediante microscopía electrónica. La identificación de las características moléculas cíclicas de PAP confirma, en alta resolución, la tinción específica en secciones ultrafinas, a lo largo de la membrana plasmática de protoplastos de células estomáticas de Vicia faba. La intensidad de la tinción inmunocitoquímica sobre la membrana plasmática que enfrenta al apoplasto fue mayor en especímenes incubados con ABA 10**4 M, así como en aquellos sometidos a estrés hídrico, en comparación con los controles. Mediante el uso de este método sensible, se presenta evidencia ultraestructural del hipotético sitio de acción del ABA en las células estomáticas