Physicochemical properties and transcriptional changes underlying the quality of 'Gala' apples (Malus × domestica Borkh.) under atmosphere manipulation in long-term storage.

BACKGROUND: The year-round availability of apples (Malus × domestica Borkh.) depends on post-harvest technologies, which are essential for the retention of fruit sensory and chemical properties by delaying senescence. The effectiveness of strategies for preserving the quality of apples depends on complex interactions between the storage environment and endogenous biological factors. In the current work, we integrated instrumental, sensory, and transcriptional data to determine the role of conservation technologies cold storage, controlled atmosphere, and 1-methylcyclopropene-mediated ethylene blockage on the long-term conservation of apples. RESULTS: The results demonstrated that inhibition of the consumer's perception of the apples' ethylene content is essential for long-term cold storage, and such quality conservation can be achieved by reducing oxygen pressure. Overall appreciation of apples after storage was determined mainly by their texture, with crispness and juiciness contributing favorably, and mealiness contributing negatively. Reduced oxygen pressure and inhibition of ethylene perception exerted distinct effects on the transcription of candidate genes associated with ripening in apple. Hexose and cell-wall carbohydrate metabolism genes exhibit distinct expression patterns under storage. CONCLUSION: Inhibition of ethylene perception and reduction of relative oxygen pressure under cold storage both promote similar conservation of apple sensory traits under long-term cold storage. Texture was the main contributor to global appreciation of apples subjected to long-term storage. The conditions that were investigated were able to delay, but not fully prevent, senescence, as evidenced by physicochemical and gene expression analyses. The expression of gene-encoding enzymes involved in hexose metabolism was mainly developmentally regulated, whereas storage conditions exerted a stronger effect on the expression of genes associated with cell-wall metabolism. © 2022 Society of Chemical Industry.

Impact of grapevine red blotch disease on primary and secondary metabolites in 'Cabernet Sauvignon' grape tissues.

The grapevine red blotch disease (GRBD) was first noticed in 2008, impacting grape ripening. In general, GRBD reduces grape and wine quality resulting in significant economic losses. The purpose of the present study was to evaluate the effect of GRBD on agronomical parameters of 'Cabernet Sauvignon' vines at harvest. Using a metabolomics approach, the influence on primary and secondary metabolite profiling in skin + pulp/flesh and seeds were also determined. GRBD influenced °Brix and berry weight, as well as primary and secondary metabolites in both tissues. 1D 1H NMR was effective in quantifying the main primary and secondary metabolites affected by GRBD. RP-HPLC was similarly able to quantify the main phenolics affected. Multivariate analysis showed the influence of the virus on grape metabolites using both tools in two berry tissues. The effectiveness of both tools to describe sample variability was compared and the most affected metabolites in each tissue could be identified.

Transcription profiling of the chilling requirement for bud break in apples: a putative role for FLC-like genes.

Apple production depends on the fulfilment of a chilling requirement for bud dormancy release. Insufficient winter chilling results in irregular and suboptimal bud break in the spring, with negative impacts on apple yield. Trees from apple cultivars with contrasting chilling requirements for bud break were used to investigate the expression of the entire set of apple genes in response to chilling accumulation in the field and controlled conditions. Total RNA was analysed on the AryANE v.1.0 oligonucleotide microarray chip representing 57,000 apple genes. The data were tested for functional enrichment, and differential expression was confirmed by real-time PCR. The largest number of differentially expressed genes was found in samples treated with cold temperatures. Cold exposure mostly repressed expression of transcripts related to photosynthesis, and long-term cold exposure repressed flavonoid biosynthesis genes. Among the differentially expressed selected candidates, we identified genes whose annotations were related to the circadian clock, hormonal signalling, regulation of growth, and flower development. Two genes, annotated as FLOWERING LOCUS C-like and MADS AFFECTING FLOWERING, showed strong differential expression in several comparisons. One of these two genes was upregulated in most comparisons involving dormancy release, and this gene's chromosomal position co-localized with the confidence interval of a major quantitative trait locus for the timing of bud break. These results indicate that photosynthesis and auxin transport are major regulatory nodes of apple dormancy and unveil strong candidates for the control of bud dormancy.

Functional diversification of the dehydrin gene family in apple and its contribution to cold acclimation during dormancy.

Dehydrins (DHN) are proteins involved in plant adaptive responses to abiotic stresses, mainly dehydration. Several studies in perennial crops have linked bud dormancy progression, a process characterized by the inability to initiate growth from meristems under favorable conditions, with DHN gene expression. However, an in-depth characterization of DHNs during bud dormancy progression is still missing. An extensive in silico characterization of the apple DHN gene family was performed. Additionally, we used five different experiments that generated samples with different dormancy status, including genotypes with contrasting dormancy traits, to analyze how DHN genes are being regulated during bud dormancy progression in apple by real-time quantitative polymerase chain reaction (RT-qPCR). Duplication events took place in the diversification of apple DHN family. Additionally, MdDHN genes presented tissue- and bud dormant-specific expression patterns. Our results indicate that MdDHN genes are highly divergent in function, with overlapping levels, and that their expressions are fine-tuned by the environment during the dormancy process in apple.

Maturação tecnológica e qualidade da uva ‘Itália’ em cultivo protegido sob distintos manejos hídricos / Technological maturity and quality of ‘Itália’ grape in protected cultivation with different water conditions

Este trabalho teve como objetivos avaliar a maturação tecnológica e as dimensões (diâmetro, comprimento e volume) das bagas de videiras cultivadas em ambiente protegido, submetidas a diferentes condições de disponibilidade hídrica no solo e consumo de água. Utilizaram-se plantas de Vitis vinifera L., cv. 'Itália', enxertadas sobre '420A', conduzidas em latada descontínua e cobertas com lonas plásticas de polipropileno trançado impermeabilizado com polietileno (160μm). Os tratamentos constituíram-se de distintos conteúdos de água disponível no solo, com o tratamento controle (T1) sob condição de capacidade de campo e potencial matricial da água no solo (ψm) ao redor de -33,34kPa. Os demais tratamentos tiveram limites inferiores de -42,12kPa (T2), -76,28kPa (T3) e -94,32kPa (T4). Quando esses limites eram alcançados, iniciava-se a irrigação até atingir a capacidade de campo. Os tratamentos T3e T4 anteciparam o ciclo e a maturação tecnológica das bagas em relação ao controle, mas restringiram o acúmulo relativo de sólidos solúveis totais e o volume da baga em relação ao controle. Em contrapartida, o déficit hídrico moderado (T2) apresentou maior eficiência do uso da água pelas plantas, racionalizando o uso da água, e foi a condição mais adequada para incrementar a qualidade das uvas.

The present research was conducted to evaluate the technological maturation and the size parameters (diameter, length and volume) of berries subjected to different soil water conditions and water consumption of grapevines, cultivated within a protected environment. The plants were from Vitis vinifera L., 'Itália' cultivar, grafted on '420A', trained on a discontinuous trellis system and total covered with a plastic woven of polypropylene sealed with polyethylene (160μm). Treatments were comprised of specific contents of soil water availability, where the control (T1) was kept under field capacity conditions with a soil water matrix potential (ψm) of -33.34 kPa. The other treatments were represented by ψm limits of -42.12 kPa (T2), -76.28 kPa (T3) and -94.32 kPa (T4). When the ψm limits were reached the irrigation was performed up to the field capacity condition. The treatments T3 and T4 anticipated the phenological cycle and the technological maturation of berries, but reduced the berry volume and the relative content of total soluble solids, in comparison to the control. In contrast, moderated drought (T2) coupled with greater efficiency of water use by plants and was the best condition to improve the quality of grapes and water saving.

Evaluation of insecticides for the control of Linepithema (Hymenoptera: Formicidae).

Linepithema micans (Forel) (Hymenoptera: Formicidae) is the main ant species responsible for the spreading of Eurhizococcus brasiliensis (Wille) (Hemiptera: Margarodidae), a soil scale that damages grapevine plants in southern Brazil. The effect of contact and ingestion of insecticides on the control of L. micans was evaluated in a greenhouse using grapevines (Vitis spp.) infested by L. micans. The insecticides thiamethoxam (250, 187.5, and 125 g/ha), fipronil (4, 5, and 50 ml/ha), and imidacloprid (650 g/ha) were sprayed on the ground, whereas toxic baits containing boric acid (0.5, 1.0, and 1.2%), pyriproxyfen (0.3 and 0.5%), and hydramethylnon (0.5%) were evaluated in different formulations. Hydramethylnon (toxic bait) and thiamethoxam (chemical barrier) were the most efficient active ingredients for the control of L. micans.

Combinação entre turfa vermelha e areia na obtenção de substrato-inóculo do fungo micorrízico arbuscular Glomus clarum / Combination of red peat and sand for obtaining substrate-inoculum of arbuscular mycorrhizal fungi Glomus clarum

O objetivo com o presente estudo foi verificar a influência de diferentes proporções de turfa vermelha e areia na composição do substrato sobre a colonização radicular por fungos micorríozicos arbusculares (FMA) e no desenvolvimento vegetativo de aveia branca. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e os tratamentos foram constituídos a partir de combinações de turfa vermelha (T) e areia (A): 100%A; 25%T+75%A; 50%T+50%A; 75%T+25%A; 100%T. Dez sementes de aveia foram semeadas por vaso plástico preto (350ml de volume), contendo 5 gramas de inóculo de Glomus clarum. Quarenta e três dias após a semeadura da aveia, foram realizadas avaliações de desenvolvimento vegetativo e colonização micorrízica do sistema radicular das plantas, através da presença de estruturas, como hifas, arbúsculos e vesículas. Substratos com maior quantidade de turfa induziram maior desenvolvimento da parte aérea e maior qualidade de raízes (QR), em termos de volume de raízes. Entretanto, a presença da turfa acima de 50% no substrato diminuiu a percentagem de colonização micorrízica da aveia. A similaridade verificada entre as curvas de regressões de percentagem de colonização e Água Facilmente Disponível, com mesmo ponto de máximo, sugerem que a quantidade de mesoporos resultante da combinação turfa/areia influencia na resposta dos FMA, a melhor resposta é obtida em mistura com 32,5% de turfa vermelha.

The purpose of this study was to investigate the influence of different proportions of red peat and sand in the substrate on root colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and the consequent growth of white oats. The experiment was conducted in a greenhouse and the treatments consisted of combinations of read peat (T) and sand (A): 100%A; 25%T+75%A; 50%T+50%A; 75%T+25%A; 100%T. Ten oat seeds were sown per container (350ml volume) containing 5 grams of Glomus clarum inoculum. Forty-three days after sowing, vegetative development and mycorrhizae colonization of the plants' root system were evaluated by recording the presence of structures such as hyphae, arbuscules and vesicles. Substrates with higher amount of red peat led to increased shoot growth and quality of roots. However, the presence of peat above 50% in the substrate decreased the percentage of colonization of oats by AMF. The similarity of the regression curves of percentage of colonization and readily available water, with the same maximum point, suggest that the amount of mesopores influences the AMF response. It is concluded that the best quality of the substrate for the production of inoculum of Glomus clarum in mixtures of red peat and sand is obtained with about 32,5% red peat content in the mixture.

Introduzindo critérios de risco em modelos de contaminação pontual para locais de carga de agrotóxicos / Introducing risk criteria into models of point source contamination in pesticide load pads

O objetivo deste trabalho foi propor a adaptação do modelo de risconão pontual “Environmental Risk Index” (ERI), de Alister e Kogan(2006), mediante criação e aplicação de fatores de risco pontualderivados do manejo dos produtos nos locais de abastecimentode pulverizadores de agrotóxicos, gerando o modelo “índice deRisco pontual” (IRAp). O trabalho de campo foi executado nasdependências da Estação de Fruticultura de Clima Temperado(EFCT), da Embrapa Uva e Vinho, em Vacaria (RS), onde foramcoletados os dados acerca da infl uência humana sobre o fator derisco ambiental do agrotóxico no momento do preenchimento dopulverizador. A fase de geração do modelo de simulação ocorreuna EFCT e na sede do centro da Embrapa Uva e Vinho, medianteadaptação do fator Dose (D) do ERI, transformando-o no Índicede Dose Pontual (iDp) e pela adequação matemática do fatorLixiviação (L) ao aproximar o comportamento dos 30 agrotóxicosteste expressos no modelo GUS para o modelo LIX. A introduçãode critérios de risco envolvendo fatores humanos em casosde contaminação pontual por agrotóxicos provocou diferençassignifi cativas em relação aos modelos destinados à avaliação decontaminação não pontual, e o Índice de Risco Ambiental pontual(IRAp) reproduziu os resultados de campo nas simulações. O IRApdemonstrou grande potencial para a análise preliminar (“screenning”)dos riscos envolvidos nas repetidas operações de carga e limpezade pulverizadores de agrotóxicos, permitindo o planejamento delongo prazo da escolha de produtos a serem utilizados na atividade,segundo a necessidade de segurança toxicológica do trabalhador edo ambiente ou o conjunto de ambas.

Aplicação de taninos enológicos na elaboração de vinho Cabernet Sauvignon e seus efeitos sobre a qualidade sensorial / Application of enological tannins in the development of Cabert Sauvignon and their effects on the sensory quality

Objetivou-se estudar o efeito do uso de taninos enológicos na composição sensorial do vinho Cabernet Sauvignon. O trabalho foi conduzido em Bento Gonçalves, Rio Grande do Sul (RS), com uvas Cabernet Sauvignon, safra 2004. Trata-se de uma cultivar que se destaca no Brasil pela importância na produção de vinhos tintos de guarda. Porém, em algumas safras, possui dificuldades para uma adequada maturação, o que dificulta a elaboração de vinhos com o perfil sensorial desejado pelos consumidores. Dentre as estratégias para minimizar esse problema, está o manejo do vinhedo, aliado a ajustes tecnológicos nas etapas de elaboração do vinho. Para tal, foram usados taninos de quebracho e castanheira, aplicados em três dosagens (5,0g hl-1, 10,0g hl-1, 20,0g hl-1) e em três momentos de aplicação (maceração, descuba, e após a fermentação malolática). Nos vinhos estabilizados, realizaram-se análises sensoriais, em relação aos atributos ligados aos perfis olfativos e gustativos, com análise de oito descritores olfativos e nove descritores gustativos, além de um conceito geral. Assim, verificou-se que os taninos enológicos imprimiram algumas diferenças, principalmente no perfil aromático dos vinhos, que apresentaram acréscimo de qualidade quando tratados com os taninos enológicos. Da mesma maneira, houve superioridade olfativa e gustativa nos vinhos que receberam tratamentos com taninos na etapa de maceração.

The objective of this research was to study the effect of enological tannins in the sensory composition of the Cabernet Sauvignon wine. The study was conducted in Bento Gonçalves, RS, with Cabernet Sauvignon grapes, harvest 2004. This is a cultivar that stands out in importance in Brazil for the production of red wines. However, in some crops there are difficulties for a proper maturation, which hampers the development of wines with the sensory profile desired by consumers. Among the strategies to minimize this problem there is the management of vineyards, combined with technological adjustments in stages of winemaking. To this end, quebracho and nut tannins were used and applied in three doses (5.0g hl-1, 10.0g hl-1, 20.0g hl-1), with three times of application (maceration, drawing off and after malolactic fermentation). In the stabilized wines, there were sensory analysis, related to the attributes associated with olfactory and taste profiles, with analysis of 8 olfactory descriptors 8 and 9 descriptors taste, besides a general concept. Thus, it was found that the enological tannins enabled some differences, mainly in the volatile profile of wines, which showed an increase of quality when treated with the enological tannins. Similarly, there was superiority smell and taste in the wines that received treatment with tannins in the stage of maceration.

Avaliação do método de perda de peso por ignição na análise de matéria orgânica em solos da Serra Gaúcha do Rio Grande do Sul / Evaluation of the loss-on-ignition method in the organic matter analysis in soils of the Serra Gaucha of the Rio Grande do Sul

A matéria orgânica do solo nos laboratórios de rotina de análise de solo, em geral, é determinada por métodos de combustão úmida. Entretanto, esses métodos contaminam com cromo os efluentes laboratoriais. Assim, surge a necessidade de avaliar métodos alternativos de determinação da matéria orgânica do solo. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho do método de perda de peso por ignição como método alternativo e que não possui o contaminante cromo na análise de matéria orgânica do solo, tendo sido realizado no Laboratório de Análise de Solo e Tecido Vegetal da Embrapa Uva e Vinho, no município de Bento Gonçalves, RS. Amostras de dezenove solos não-cultivados e cobertos com pastagem natural da região fisiográfica da Serra Gaúcha do RS, com argila variando de 210 a 530g kg-1 foram coletadas na camada de 0-20cm. Os solos foram secodos ao ar, passados em peneira com malha de 2mm, retirados, manualmente, resíduos de vegetais remanescentes no solo, macerados, novamente passados em peneira com malha de 1mm e preparados para a análise de C orgânico pelos métodos de perda de peso por ignição, Walkley-Black e solução sulfocrômica. Os dados mostraram que o método de perda de peso por ignição e o método de combustão úmida Walkey-Black, em geral, estimaram percentagens de matéria orgânica menores que os determinados pela solução sulfocrômica. Assim, a adoção do método de perda de peso por ignição, que não possui o contaminante cromo, necessita de calibração para as correções das diferenças, desde que se admita o método Walkey-Black e de solução sulfocrômica como métodos de referência e que estimem com maior precisão os teores de matéria orgânica em solos.

Soil organic matter evaluation in soil analysis laboratories is done using wet combustion methods. But, these methods contaminate the laboratories waste with chromium, so it is impacted find alternative methods to measure soil organic matter. The work was carried out in Embrapa Grape and Wine soil analysis laboratory to evaluate the loss-on-ignition as an alternative to wet combustion method to measure organic matter content in a group of soils from Rio Grande do Sul, in Southern Brazil. Nineteen soils not cultivated with clay content varying from 210 and 530g kg-1, were collected in layer 0-20cm. The soils were dried, 2mm sieved, grounded and prepared organic carbon analysis with loss-on-ignition, Walkley-Black and sulfochromic solution methods. The results showed that the loss-on-ignition method and Walkey-Black, in general, determined smaller percentage of organic matter than the sulfochromic solution method. Thus, the adoption at loss-on-ignition method, that doesnÆt use the pollutant chromium, needs calibration to correct the differences, since the Walkey-Black method and sulfochromic solution are asked as reference methods and estimate with great precision the percentage of soil organic matter.

Modelagem do crescimento e do desenvolvimento de frangos de corte: validação / Modeling of the growth and development of broilers: validation

Foi desenvolvido um modelo com o objetivo de simular o metabolismo basal, a deposição de proteína na carcaça e nas penas e a deposição de gordura na carcaça. O modelo assume a existência de um "pool" de nutrientes disponíveis no corpo animal, sendo a simulação do metabolismo animal baseada no fluxo de entrada e saída de nutrientes desse "pool". Os nutrientes vêm da ingestão de alimentos ou do catabolismo tecidual, são removidos do "pool" com os destinos de mantença, deposição de proteína na carcaça, deposição de gordura na carcaça e deposição de proteína nas penas. O processo de simulação é dinâmico, com as exigências de mantença contabilizadas ao mesmo tempo que as deposições de tecidos. Três conjuntos de dados foram utilizados para o processo de calibração, de análise de sensibilidade dos parâmetros e de validação do modelo. O modelo é eficaz para simular a deposição de proteína e de gordura na carcaça, bem como a deposição de proteína nas penas. No entanto, há a necessidade de um ajuste nos parâmetros envolvidos nas deposições de acordo com o genótipo que se pretende simular, principalmente para a taxa de maturação da proteína na carcaça (B P), para a taxa de maturação da proteína nas penas (B F), para o peso maduro da proteína na carcaça (WmP) e para o peso maduro da proteína nas penas (WmF). O modelo mostrou-se especialmente sensível a estes parâmetros na análise de sensibilidade, salientando-se a importância de serem corretamente determinados. As deposições de proteína na carcaça e nas penas apresentaram menores coeficientes de correlação (r²) entre os valores observados e simulados em função da grande variação entre genótipos, o que reforça a necessidade de se determinar corretamente os parâmetros que caracterizam cada genótipo.

A model was developed in order to simulate the basal metabolism, deposition of protein in carcass and feathers and carcass fat deposition. The model assumes the existence of a pool of readily available nutrients in the animal body, being the simulation of animal metabolism based on the in and out flow of nutrients of this pool. Nutrients come from feed intake or tissue catabolism, and may be used for maintenance, feather and carcass protein deposition and carcass fat deposition. The simulation process is dynamic, with maintenance and tissue turnover occurring simultaneously. Three data sets were used for calibration, sensibility analysis and validation of model. The model is able to simulate deposition of protein and fat in the carcass and protein in the feathers. However, adjustments are required to match different genotypes, mainly for the rate of maturing of the protein in the carcass (B P), rate of maturing of the protein in the feathers (B F), for the mature weight of the protein in the carcass (WmP) and the mature weight of the protein in the feathers (WmF). The model was especially shown sensitive to these parameters in the sensibility analysis, being highlighted the importance of being correctly determined. The protein deposition in the carcass and in the feathers they presented smaller correlation coefficients (r²) among the observed values and simulated in function of the great variation among genotypes, what reinforces the need to determine the parameters that characterize each genotype correctly.

Modelo de simulação do crescimento e desenvolvimento de frangos de corte: descrição e implementação / Model of simulation of the growth and development of broilers: description and implementation

O modelo construído tem como objetivos a simulação da manutenção, a deposição de proteína na carcaça e nas penas assim como a deposição de gordura na carcaça, e assume a existência de um pool de nutrientes disponíveis no corpo animal, sendo a simulação do metabolismo animal baseada no fluxo de entrada e saída de nutrientes desse pool. Os nutrientes vindos da ingestão de alimentos ou do catabolismo tecidual são removidos do pool com os destinos de mantença, deposição de proteína na carcaça, deposição de gordura na carcaça e deposição de proteína nas penas. O processo de simulação é dinâmico, com as exigências de mantença contabilizadas ao mesmo tempo das deposições de tecidos. Se não houver energia disponível em quantidade adequada para a mantença, o tecido adiposo e o tecido muscular são catabolizados e a energia é disponibilizada e adicionada ao pool de nutrientes. O nitrogênio (N) também é exigido para mantença e deposição do tecido muscular. Se o pool de nutrientes não contiver nitrogênio suficiente para a mantença, tecido muscular é catabolizado para a disponibilização de N. O tecido muscular é depositado numa quantidade determinada pelo potencial genético do animal e pela maior limitação nutricional (nitrogênio ou energia) no pool de nutrientes, da mesma forma que a deposição de proteína nas penas. A quantidade de tecido adiposo depositada depende das reservas de energia no pool de nutrientes, sendo maior quando houver sobra de energia da deposição de proteína na carcaça e nas penas. O efeito de sexo e de diferentes genótipos é expresso através de uma mudança no valor dos parâmetros do modelo. O modelo é eficaz para simular a deposição de proteína e gordura na carcaça bem como a deposição de proteína nas penas.