Obtención de hidrolizados proteicos de leguminosas usando una proteasa recombinante de Pseudomonas aeruginosa M211 / Obtaining protein hydrolysates from leguminous using a recombinant protease from Pseudomonas aeruginosa M211

El género Pseudomonas es una fuente importante de proteasas; sin embargo, su uso está restringido en la industria alimentaria. El clonaje permite aprovechar la capacidad catalítica de estas enzimas mediante su producción en microorganismos inocuos. Por otro lado, las leguminosas son fuentes ricas en proteínas, a partir de las cuales se pueden obtener compuestos con valor agregado mediante procesos de hidrólisis enzimática. En este estudio, se produjo y caracterizó una proteasa recombinante (PT4) alcalina y termoestable de Pseudomonas aeruginosa M211, para la obtención de hidrolizados proteicos de leguminosas. Para ello, el gen de la proteasa se clonó en el vector pJET1.2/blunt utilizando E. coli DHalfa como hospedero. El análisis de la secuencia nucleotídica parcial de la proteasa indicó un 99 % de similitud con Peptidasas de la Familia M4 de Pseudomonas aeruginosa. La enzima recombinante presentó un peso molecular de 80 kDa, demostró ser activa y estable en condiciones alcalinas y termófilas con un pH y temperatura óptimos de 8 y 60 °C, respectivamente, y fue inhibida por EDTA. Además, hidrolizó proteínas de semillas de Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis, obteniéndose fracciones peptídicas menores a 40 kDa. Esta proteasa recombinante se podría utilizar en la elaboración de hidrolizados proteicos funcionales a partir proteínas de distintas fuentes y residuos agroalimentarios.

The genus Pseudomonas is an important source of proteases; however, in the food industry the use of this bacterium is restricted. Cloning allows for the use of the proteolytic activity of Pseudomonas proteases through their production in innocuous microorganisms. Leguminous are protein-rich sources from which value-added compounds can be obtained through enzymatic hydrolysis. In this study, an alkaline and thermostable recombinant protease (PT4) from Pseudomonas aeruginosa M211 was cloned and characterized in order to obtain protein hydrolysates from leguminous. Therefore, protease gene was cloned into the pJET1.2 / blunt vector using E. coli DHalpha as a host. Analysis of protease partial nucleotide sequence showed 99% homology with Peptidases M4 Family from Pseudomonas aeruginosa. The molecular weight of the recombinant enzyme was 80 kDa, it was active and stable under alkaline and thermophilic conditions, presented an optimum pH and temperature of 8 and 60 °C, respectively, and was inhibited by EDTA. In addition, it hydrolysed Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis proteins, obtaining peptide fractions less than 40 kDa. This recombinant protease could be used in the elaboration of functional hydrolysates using protein from different sources and agricultural waste.

Relationship of IL-1 and TNF-α polymorphisms with Helicobacter pylori in gastric diseases in a Brazilian population

It is well known that the risk of development of gastric cancer (GC) in Helicobacter pylori-infected patients depends on several factors. Thus, the aim of this study was to investigate the effect of proinflammatory cytokine gene polymorphisms for IL-1β, IL-1RN and TNF-α on the development of GC in a Brazilian population. A total of 202 biopsies obtained from Brazilian patients with chronic gastritis and GC were included in the study. Infection with H. pylori cagA+ was determined by the polymerase chain reaction (PCR) as previously described. IL-1β, IL-1RN and TNF-α polymorphism genotyping was performed by restriction fragment length polymorphism PCR. Associations between gene polymorphisms, clinical diseases and virulence markers were evaluated using either the χ² test or the Fisher exact test. Our results demonstrated that the IL-1β -511 C/C and IL-1β -511 C/T alleles were associated with chronic gastritis in H. pylori-positive patients (P = 0.04 and P = 0.05, respectively) and the IL-1β -511 C/C genotype was associated with GC (P = 0.03). The frequency of IL-1RN alleles from patients with chronic gastritis and GC indicated that there was no difference between the genotypes of the groups studied. Similar results were found for TNF-α -308 gene polymorphisms. Our results indicate that the IL-1β -511 C/C and C/T gene polymorphisms are associated with chronic gastritis and GC development in H. pylori-infected individuals.

Herbivory among habitats on the Neotropical tree Cnidoscolus quercifolius Pohl. in a seasonally deciduous forest / Herbivoria entre habitats em uma árvore neotropical Cnidoscolus quercifolius Polh. em uma floresta estacional decidual

Our goal was to identify herbivory patterns from two insect guilds associated with Cnidoscolus quercifolius in a tropical deciduous forest in northeastern Brazil. We sampled four different habitats: (1) forest edge, (2) mesic (near to the perennial water source), (3) forest interior and (4) rupestrian fields. Habitat edge had lower leaf damage than rupestrian, mesic and forest interior habitats. Nevertheless, abundance of galls at the edge habitat was higher than at mesic, forest interior and/or rupestrian habitats. There was no difference in gall mortality by natural enemies among the four habitats sampled, demonstrating the absence of any influence of top-down controls related to abundance of galls. Trophic relationships were not related to the patterns of distribution among habitats of two insect herbivorous guilds associated with C. quercifolius. Our results demonstrated that environmental heterogeneity of dry forests can significantly alter important ecological interactions and experimental studies are needed to better understand the mechanisms responsible for differences in herbivory among habitats.

Nosso objetivo foi identificar os padrões de herbivoria de duas guildas de insetos herbívoros associadas à Cnidoscolus quercifolius, em uma floresta estacional seca do nordeste do Brasil. Foram amostrados quatro diferentes habitats: (1) borda florestal; (2) mésico (próximo a uma fonte de água perene); (3) interior florestal, e (4) rupestre. O habitat borda apresentou uma quantidade de dano foliar inferior aos habitats rupestre, mésico e interior florestal. Diferentemente, a abundância de galhas no habitat borda foi superior aos habitats mésico, interior florestal e rupestre. Não houve diferença na mortalidade de galhas por inimigos naturais entre os quatro habitats, o que revela ausência de influência de controles top-down relacionados à abundância de galhas. Relações tróficas não parecem influenciar os padrões de distribuição entre habitats das duas guildas de insetos herbívoros associadas à C. quercifolius. Nossos resultados demonstram que a heterogeneidade ambiental de florestas secas pode alterar significativamente importantes interações ecológicas e que trabalhos experimentais são necessários para uma melhor compreensão dos mecanismos responsáveis pelas diferenças nas taxas de herbivoria entre habitats.

Herbivory among habitats on the Neotropical tree Cnidoscolus quercifolius Pohl. in a seasonally deciduous forest

Our goal was to identify herbivory patterns from two insect guilds associated with Cnidoscolus quercifolius in a tropical deciduous forest in northeastern Brazil. We sampled four different habitats: (1) forest edge, (2) mesic (near to the perennial water source), (3) forest interior and (4) rupestrian fields. Habitat edge had lower leaf damage than rupestrian, mesic and forest interior habitats. Nevertheless, abundance of galls at the edge habitat was higher than at mesic, forest interior and/or rupestrian habitats. There was no difference in gall mortality by natural enemies among the four habitats sampled, demonstrating the absence of any influence of top-down controls related to abundance of galls. Trophic relationships were not related to the patterns of distribution among habitats of two insect herbivorous guilds associated with C. quercifolius. Our results demonstrated that environmental heterogeneity of dry forests can significantly alter important ecological interactions and experimental studies are needed to better understand the mechanisms responsible for differences in herbivory among habitats.

Nosso objetivo foi identificar os padrões de herbivoria de duas guildas de insetos herbívoros associadas à Cnidoscolus quercifolius, em uma floresta estacional seca do nordeste do Brasil. Foram amostrados quatro diferentes habitats: (1) borda florestal; (2) mésico (próximo a uma fonte de água perene); (3) interior florestal, e (4) rupestre. O habitat borda apresentou uma quantidade de dano foliar inferior aos habitats rupestre, mésico e interior florestal. Diferentemente, a abundância de galhas no habitat borda foi superior aos habitats mésico, interior florestal e rupestre. Não houve diferença na mortalidade de galhas por inimigos naturais entre os quatro habitats, o que revela ausência de influência de controles top-down relacionados à abundância de galhas. Relações tróficas não parecem influenciar os padrões de distribuição entre habitats das duas guildas de insetos herbívoros associadas à C. quercifolius. Nossos resultados demonstram que a heterogeneidade ambiental de florestas secas pode alterar significativamente importantes interações ecológicas e que trabalhos experimentais são necessários para uma melhor compreensão dos mecanismos responsáveis pelas diferenças nas taxas de herbivoria entre habitats.

Plant Vigor Hypothesis refuted: preference-performance linkage of a gall-inducing weevil on small-sized host plant resources / Hipótese do Vigor de Plantas refutada: ligação entre preferência e performance de um gorgulho galhador sobre recursos vegetais de tamanhos pequenos

The Plant Vigor Hypothesis (PVH) predicts an oviposition preference of females and higher offspring performance for insect herbivores on longer and fast-growing plant modules. We tested the PVH predictions by investigating the effects of leaf size of Miconia prasina (Sw.) DC. (Melastomataceae) on the oviposition preference and on the offspring survival of the gall-inducing weevil Prospoliata bicolorata (Coleoptera: Curculionidae). Additionally, we analysed the effects of top-down mortality force on this system. Approximately 83 percent of the developed galls resulted in adults of P. bicolorata, whereas 17 percent of the galls successfully induced were killed by natural enemies (top-down effect). Leaves of intermediate size were more abundant while smaller and longer leaves were rare. Nevertheless, the percentage of P. bicolorata galls was higher on the smallest leaves of M. prasina, refuting the preference prediction of the PVH. Our results also refuted the performance prediction: the ratio of survival per leaf was negatively related to the leaf length. Thus, we found a link between female preference and larval performance of P. bicolorata on small-sized leaves of M. prasina. The next goal is to understand the mechanisms involved in the selection of gall-inducing weevil on short leaves of its host plant.

A Hipótese do Vigor de Plantas (HVP) propõe oviposição preferencial e maior performance da prole de insetos herbívoros sobre módulos de plantas maiores e mais vigorosas. Testamos as previsões da HVP investigando o efeito do tamanho da folha de Miconia prasina (Sw.) DC. (Melastomataceae) sobre a oviposição preferencial e a sobrevivência da prole de um gorgulho indutor de galha Prospoliata bicolorata (Coleoptera: Curculionidae). Além disso, analisamos os efeitos da força de mortalidade topo/base sobre este sistema. Aproximadamente 83 por cento das galhas desenvolvidas resultaram em adultos de P. bicolorata, enquanto 17 por cento das galhas induzidas com sucesso foram mortas por inimigos naturais (efeito topo/base). Folhas de tamanho intermediário foram sempre mais abundantes, enquanto folhas menores e longas foram raras. No entanto, a porcentagem do número de galhas de P. bicolorata foi maior sobre folhas pequenas de M. prasina, refutando a predição de preferência da HVP. Nossos resultados também refutaram a predição de performance: a taxa de sobrevivência por folha foi negativamente relacionada com o comprimento da folha. Assim, encontramos uma relação entre preferência de fêmeas e a performance larval de P. bicolorata sobre as folhas de tamanho pequeno de M. prasina. O próximo objetivo é entender os mecanismos envolvidos na seleção de galhas induzidas por besouros sobre folhas pequenas da planta hospedeira.

Diversity of gall-inducing insects in the high altitude wetland forests in Pernambuco, Northeastern Brazil / Diversidade de insetos indutores de galhas em brejos de altitude de Pernambuco, Nordeste do Brasil

We report on the richness of galling insects in the altitudinal wetland forests of Pernambuco State, Northeastern Brazil. We found 80 distinct types of insect galls on 49 species of host plants belonging to 28 families and 35 genera. Most of the galled plant species belong to Nyctaginaceae, Fabaceae, Meliaceae, Sapindaceae and Myrtaceae. The most common gall were spheroid and globoid; most galls were glabrous, predominantly green and with one chamber, and on the leaves. Most galls were induced by Cecidomyiidae (Diptera). The results of this study contribute to existing knowledge richness of galling insects and host-plant diversity in the altitudinal wetland forests of Northeastern Brazil.

Este artigo reporta sobre a riqueza de insetos galhadores em brejos de altitude de Pernambuco, Brasil. Foram encontrados 80 morfotipos de galhas sobre 49 espécies de plantas hospedeiras pertencentes a 28 famílias e 35 gêneros. Muitas das plantas galhadas pertencem a Nyctaginaceae, Fabaceae, Meliaceae, Myrtaceae e Sapindaceae. Os tipos morfológicos de galhas mais comuns foram esferoide e globoide, glabro, predominantemente verde e com uma câmara, e sobre as folhas. Muitas galhas foram induzidas por Cecidomyiidae (Diptera). Os resultados deste estudo contribuem para o conhecimento da riqueza de insetos galhadores e da diversidade de plantas hospedeiras em brejos de altitude do nordeste do Brasil.

Plant Vigor Hypothesis refuted: preference-performance linkage of a gall-inducing weevil on small-sized host plant resources

The Plant Vigor Hypothesis (PVH) predicts an oviposition preference of females and higher offspring performance for insect herbivores on longer and fast-growing plant modules. We tested the PVH predictions by investigating the effects of leaf size of Miconia prasina (Sw.) DC. (Melastomataceae) on the oviposition preference and on the offspring survival of the gall-inducing weevil Prospoliata bicolorata (Coleoptera: Curculionidae). Additionally, we analysed the effects of top-down mortality force on this system. Approximately 83% of the developed galls resulted in adults of P. bicolorata, whereas 17% of the galls successfully induced were killed by natural enemies (top-down effect). Leaves of intermediate size were more abundant while smaller and longer leaves were rare. Nevertheless, the percentage of P. bicolorata galls was higher on the smallest leaves of M. prasina, refuting the preference prediction of the PVH. Our results also refuted the performance prediction: the ratio of survival per leaf was negatively related to the leaf length. Thus, we found a link between female preference and larval performance of P. bicolorata on small-sized leaves of M. prasina. The next goal is to understand the mechanisms involved in the selection of gall-inducing weevil on short leaves of its host plant.

A Hipótese do Vigor de Plantas (HVP) propõe oviposição preferencial e maior performance da prole de insetos herbívoros sobre módulos de plantas maiores e mais vigorosas. Testamos as previsões da HVP investigando o efeito do tamanho da folha de Miconia prasina (Sw.) DC. (Melastomataceae) sobre a oviposição preferencial e a sobrevivência da prole de um gorgulho indutor de galha Prospoliata bicolorata (Coleoptera: Curculionidae). Além disso, analisamos os efeitos da força de mortalidade topo/base sobre este sistema. Aproximadamente 83% das galhas desenvolvidas resultaram em adultos de P. bicolorata, enquanto 17% das galhas induzidas com sucesso foram mortas por inimigos naturais (efeito topo/base). Folhas de tamanho intermediário foram sempre mais abundantes, enquanto folhas menores e longas foram raras. No entanto, a porcentagem do número de galhas de P. bicolorata foi maior sobre folhas pequenas de M. prasina, refutando a predição de preferência da HVP. Nossos resultados também refutaram a predição de performance: a taxa de sobrevivência por folha foi negativamente relacionada com o comprimento da folha. Assim, encontramos uma relação entre preferência de fêmeas e a performance larval de P. bicolorata sobre as folhas de tamanho pequeno de M. prasina. O próximo objetivo é entender os mecanismos envolvidos na seleção de galhas induzidas por besouros sobre folhas pequenas da planta hospedeira.

Diversity of gall-inducing insects in the high altitude wetland forests in Pernambuco, Northeastern Brazil

We report on the richness of galling insects in the altitudinal wetland forests of Pernambuco State, Northeastern Brazil. We found 80 distinct types of insect galls on 49 species of host plants belonging to 28 families and 35 genera. Most of the galled plant species belong to Nyctaginaceae, Fabaceae, Meliaceae, Sapindaceae and Myrtaceae. The most common gall were spheroid and globoid; most galls were glabrous, predominantly green and with one chamber, and on the leaves. Most galls were induced by Cecidomyiidae (Diptera). The results of this study contribute to existing knowledge richness of galling insects and host-plant diversity in the altitudinal wetland forests of Northeastern Brazil.

Este artigo reporta sobre a riqueza de insetos galhadores em brejos de altitude de Pernambuco, Brasil. Foram encontrados 80 morfotipos de galhas sobre 49 espécies de plantas hospedeiras pertencentes a 28 famílias e 35 gêneros. Muitas das plantas galhadas pertencem a Nyctaginaceae, Fabaceae, Meliaceae, Myrtaceae e Sapindaceae. Os tipos morfológicos de galhas mais comuns foram esferoide e globoide, glabro, predominantemente verde e com uma câmara, e sobre as folhas. Muitas galhas foram induzidas por Cecidomyiidae (Diptera). Os resultados deste estudo contribuem para o conhecimento da riqueza de insetos galhadores e da diversidade de plantas hospedeiras em brejos de altitude do nordeste do Brasil.

Atividade inseticida de extratos vegetais e do óleo de nim sobre adultos de alphitobius diaperinus panzer (coleoptera, tenebrionidae)

ABSTRACT The use of insecticidal plants seems to be a promising method for insect control, however there are few studies in relation to their effect on Alphitobius diaperinus (Panzer). The present study was carried out to evaluate the insecticidal activity of plant extracts for the alternative control of this insect in poultry houses. Tests were made using ethanolic (E), dichlorometanic (D), hexanic (H) and aqueous (A) extracts from Annona muricata, Chenopodium ambrosioides, Eucalyptus grandis, Melia azedarach, Ocimum basilicum, Ruta graveolens andTagetes erecta, and a commercial oil from Azadirachta indica (Dalneem®). Extracts and oil were diluted at 10% and sprayed on the insects, kept in Petri dishes, and the control consisted of distilled water. The most effective treatments were: A. indica commercial oil (97.5%), extracts from R. graveolens (E) (61.3%), C. ambrosioides (H) (32.5%) and leaf extracts from M. azedarach (E and D) (both 26.3%). The direct application of the neem oil on the insect was also tested in comparison to its application on the surface with which the insect would be in contact;in this case the efficiency was higher when sprayed on the insects (100%) in relation to the contact with treated surface (40.9%). Comparing different concentrations of the neem oil sprayed on the insects, a direct relation between insecticidal activity and concentration was observed, although no effect was observed at the lowest concentration (0.1%). However, the neem oil did not present activity on the insects when applied in the poultry litter.

RESUMO A utilização de plantas inseticidas tem se mostrado uma ferramenta promissora para controle de insetos, contudo ainda há muito pouco no que diz respeito ao efeito sobre Alphitobius diaperinus (Panzer). Portanto, o objetivo do trabalho foi avaliar a atividade inseticida de extratos vegetais visando o controle desse inseto em aviários. Foram testados extratos etanólicos (E), diclorometânicos (D), hexânicos (H) e aquosos (A) de Annonamuricata, Chenopodiumambrosioides, Eucalyptus grandis, Melia azedarach, Ocimum basilicum, Ruta graveolens e Tagetes erecta, e um óleo comercial à base de nim, Azadirachta indica (Dalneem®). Os extratos e o óleo foram diluídos na concentração de 10% e pulverizados sobre os insetos, mantidos em placas de Petri. O controle recebeu aplicação de água destilada. Os tratamentos mais eficientes foram óleo comercial de A. indica (97,5%), extrato de R. graveolens (E) (61,3%), C. ambrosioides (H) (32,5%) e de folhas de M. azedarach (E e D) (ambos 26,3%). Comparou-se também a aplicação direta do óleo sobre o inseto e aplicação na superfície com a qual o inseto ficaria em contato, sendo maior a eficiência quando pulverizado sobre os insetos (100%) em relação ao contato com superfície tratada (40,9%). Comparando-se diferentes concentrações do óleo pulverizado nos insetos, observou-se relação direta entre atividade inseticida e concentração utilizada, não havendo efeito apenas na menor concentração (0,1%). Contudo, o óleo não apresentou atividade sobre os insetos quando aplicado na cama do aviário.

Eficiência da aplicação de inseticida químico no solo para o controle de alphitobius diaperinus panzer (coleoptera: tenebrionidae) em aviário de frango de corte

ABSTRACT Although the use of insecticides is the most common means to control the lesser mealworm ( Alphitobius diaperinus), irregular treatment causes insufficient control. Therefore, the present study was aimed to evaluate the effect of soil treatment with chemical insecticide on the lesser mealworm population. The experiment was carried out in a commercial poultry house, in Cascavel, state of Paraná, Brazil. Before application, in order to quantify beetle population, various Arends traps were placed in the poultry house litter for 6 months. After the poultry house was cleaned, the insecticide was applied (cypermethrin, chlorpyriphos and citronellal) on the soil (5 L of water solution/m2; 2.5 mL insecticide/L of water). Subsequently, the insect population was checked for 6 months. The results showed a mean of 775 larvae and 89 adults/trap before treatment and 166 larvae and 23 adults/traps afterward. In the soil, high larval and pupal mortality were observed, due to contact with the insecticide that infiltrated the soil on average 13 cm deep.

RESUMO Embora os inseticidas químicos sejam os mais utilizados no controle do cascudinho dos aviários (Alphitobius diaperinus), falhas no emprego levam ao insucesso do método. Assim, objetivou-se avaliar o efeito do tratamento do solo com inseticida químico sobre a população do cascudinho em aviário de frango de corte. O experimento foi realizado em um aviário comercial, em Cascavel, PR, acompanhando-se a população dos insetos por 6 meses previamente à aplicação, com armadilhas modificadas de Arends. No solo, a população foi monitorada pela retirada de amostras em três momentos: previamente à aplicação, logo após a ela e 3 meses após o tratamento. Após a retirada da cama, aplicou-se um inseticida comercial (cipermetrina, clorpirifós e citronelal) no solo do aviário (5 L de calda/m 2, 2,5 mL do produto/L de água), antes da colocação da nova cama e do alojamento do novo lote. A população dos insetos foi monitorada por igual período e com o mesmo tipo de armadilha. A média obtida antes do tratamento foi de 755 larvas e 89 adultos/armadilha. Após a aplicação, a média de larvas e adultos reduziu-se, para 166 e 23 indivíduos/armadilha, respectivamente. No solo, verificouse elevada mortalidade de larvas e pupas, devido ao contato com o produto que infiltrou, em média, 13 cm.