Phylo-geographic analysis of whitefly on the basis of mitochondrial cytochrome oxidase 1 gene / Análise filogeográfica da mosca-branca com base no gene citocromo oxidase 1 mitocondrial

Bemisia tabaci is a species complex that causes damage to its broad range of plant hosts through serious feeding. It transmits plant viruses of different groups to important agricultural crops. Some important cash crops of Pakistan are sugar cane, rice, tobacco and seed oil. It shows high genetic variability and is differentiated as races or biotypes. Biotypes are, biotype Q, biotype B, biotype B2, biotype M, biotype L, biotype A, biotype H, biotype C, biotype K, biotype N, biotype R, biotype E, biotype P, biotype J, biotype S, biotype AN. Although the current report based on the Bayesian study of mitochondrial cytohrome oxidase gene1 (CO1) DNA sequences has classified the different populations of whiteflies into twelve genetic groups which are Mediterranean, Sub-Saharan Africa silverleafing, Indian Ocean, Asia II, Asia I, Australia, New World, Italy, China, Sub-Saharan Africa non-silverleafing, Mediterranean/Asia Minor/Africa and Uganda sweet potato. Begomoviruses is largest group of viruses transmitted by B. tabaci and cause major diseases of crops such as tomato and chili leaf curl disease, cassava mosaic disease; yellow mosaic disease of legumes and cotton leaf curl disease. The main objective of current study is to inculpate knowledge regarding genetic diversity of whitefly in cotton fields across Pakistan via analysis of partial DNA sequence of mitochondrial gene Cytochrom Oxidase I (mtCO1).

Bemisia tabaci é um complexo de espécies que causa danos a uma ampla gama de hospedeiros vegetais por meio de alimentação séria. Ele transmite vírus de plantas de diferentes grupos para importantes safras agrícolas. Algumas safras comerciais importantes do Paquistão são cana-de-açúcar, arroz, tabaco e óleo de semente. Apresenta alta variabilidade genética e é diferenciado em raças ou biótipos. Os biótipos são: biótipo Q, biótipo B, biótipo B2, biótipo M, biótipo L, biótipo A, biótipo H, biótipo C, biótipo K, biótipo N, biótipo R, biótipo E, biótipo P, biótipo J, biótipo S, biótipo AN . Embora o relatório atual baseado no estudo bayesiano das sequências de DNA do gene 1 da oxidase do citocromo mitocondrial (CO1) tenha classificado as diferentes populações de moscas-brancas em doze grupos genéticos, que são Mediterrâneo, África Subsaariana com folha de prata, Oceano Índico, Ásia II, Ásia I, Austrália, Novo Mundo, Itália, China, África Subsaariana sem folha prateada, Batata-doce Mediterrâneo / Ásia Menor / África e Uganda. Os begomovírus são o maior grupo de vírus transmitidos por B. tabaci e causam as principais doenças de culturas, como a doença do cacho do tomate e da pimenta-malagueta, doença do mosaico da mandioca, doença do mosaico amarelo de leguminosas e doença do enrolamento da folha do algodão. O principal objetivo do presente estudo é inculpar conhecimento sobre a diversidade genética da mosca-branca em campos de algodão em todo o Paquistão por meio da análise da sequência parcial de DNA do gene mitocondrial Citocromo Oxidase I (mtCO1).

Phylo-geographic analysis of whitefly on the basis of mitochondrial cytochrome oxidase 1 gene

Abstract Bemisia tabaci is a species complex that causes damage to its broad range of plant hosts through serious feeding. It transmits plant viruses of different groups to important agricultural crops. Some important cash crops of Pakistan are sugar cane, rice, tobacco and seed oil. It shows high genetic variability and is differentiated as races or biotypes. Biotypes are, biotype Q, biotype B, biotype B2, biotype M, biotype L, biotype A, biotype H, biotype C, biotype K, biotype N, biotype R, biotype E, biotype P, biotype J, biotype S, biotype AN. Although the current report based on the Bayesian study of mitochondrial cytohrome oxidase gene1 (CO1) DNA sequences has classified the different populations of whiteflies into twelve genetic groups which are Mediterranean, Sub-Saharan Africa silverleafing, Indian Ocean, Asia II, Asia I, Australia, New World, Italy, China, Sub-Saharan Africa non-silverleafing, Mediterranean/Asia Minor/Africa and Uganda sweet potato. Begomoviruses is largest group of viruses transmitted by B. tabaci and cause major diseases of crops such as tomato and chili leaf curl disease, cassava mosaic disease; yellow mosaic disease of legumes and cotton leaf curl disease. The main objective of current study is to inculpate knowledge regarding genetic diversity of whitefly in cotton fields across Pakistan via analysis of partial DNA sequence of mitochondrial gene Cytochrom Oxidase I (mtCO1).

Resumo Bemisia tabaci é um complexo de espécies que causa danos a uma ampla gama de hospedeiros vegetais por meio de alimentação séria. Ele transmite vírus de plantas de diferentes grupos para importantes safras agrícolas. Algumas safras comerciais importantes do Paquistão são cana-de-açúcar, arroz, tabaco e óleo de semente. Apresenta alta variabilidade genética e é diferenciado em raças ou biótipos. Os biótipos são: biótipo Q, biótipo B, biótipo B2, biótipo M, biótipo L, biótipo A, biótipo H, biótipo C, biótipo K, biótipo N, biótipo R, biótipo E, biótipo P, biótipo J, biótipo S, biótipo AN . Embora o relatório atual baseado no estudo bayesiano das sequências de DNA do gene 1 da oxidase do citocromo mitocondrial (CO1) tenha classificado as diferentes populações de moscas-brancas em doze grupos genéticos, que são Mediterrâneo, África Subsaariana com folha de prata, Oceano Índico, Ásia II, Ásia I, Austrália, Novo Mundo, Itália, China, África Subsaariana sem folha prateada, Batata-doce Mediterrâneo / Ásia Menor / África e Uganda. Os begomovírus são o maior grupo de vírus transmitidos por B. tabaci e causam as principais doenças de culturas, como a doença do cacho do tomate e da pimenta-malagueta, doença do mosaico da mandioca, doença do mosaico amarelo de leguminosas e doença do enrolamento da folha do algodão. O principal objetivo do presente estudo é inculpar conhecimento sobre a diversidade genética da mosca-branca em campos de algodão em todo o Paquistão por meio da análise da sequência parcial de DNA do gene mitocondrial Citocromo Oxidase I (mtCO1).

Clonagem e expressão de fragmentos de Fab em Escherichia coli.

Introduction: Antibodies are made up of two light chains (LC) and two heavy chains (HC), linked together by disulfide bonds and divided into an antigen-binding region (Fab) and a crystallizable fragment (Fc). The interest in the production of antibody fragments, such as Fab, comes from the ability to recognize the antigen without activating antigen-dependent effector mechanisms and for studies on the structure of the antigen-antibody complex. Objective: Use a universal primer system to clone coding sequences from the human Fab region into a bacterial expression vector. Methods: The DNA of interest was cloned by amplification (PCR), purified, digested and cloned. Results: The primers correctly amplified the genes of interest. Conclusion: The use of a universal primer system allows the cloning of different sequences, regardless of the antibody target.

Introdução: Anticorpossão formados por duas cadeiasleves (LC) e duas cadeias pesadas(HC), ligadas entre si por ligações dissulfeto e divididos por região de ligação ao antígeno (Fab) e fragmento cristalizável (Fc). O interesse na produção de fragmentos de anticorpos, como o Fab, vem da capacidade de reconhecer o antigênico sem ativar mecanismos efetores dependentes do antigênico e de estudos sobre a estrutura do complexo antigênico-anticorpo. Objetivo: Utilizar um sistema de primers universal para clonar sequências codificantes da região Fab humana em vetor de expressão bacteriano. Métodos: O DNA de interesse foi clonado por amplificação (PCR), purificação, digestão, ligação e transformação. Resultados: Os primers amplificaram corretamente os genes de interesse. Conclusão: A utilização de um sistema de primers universais permite a clonagem de diferentes sequências, independentemente do alvo do anticorpo.

Cloning, expression and antifungal effect of the recombinant chitinase from Streptomyces sampsonii KJ40 / Clonagem, expressão e efeito antifúngico da quitinase recombinante de Streptomyces sampsonii KJ40

ABSTRACT: Streptomyces sampsonii is a kind of biocontrol bacterium with antifungal effects, and chitinase is one of the main antifungal substances. To improve and further study the structure and function of the chitinase gene of S. sampsonii, we amplified the target fragment by PCR, ligated the fragment to the expression vector pET-32a, introduced the resulting plasmid into Escherichia coli BL21 (DE3) and induced expression of the chitinase. Then, the recombinant chitinase was purified by is-labelled protein micro purification kit. A chitinase gene, Sschi61, was cloned from the genome and expressed in a prokaryote. The antifungal effect of the recombinant protein was also studied. Finally, the chitinase gene Sschi61 with a length of 1755 bp was obtained, and the expression of the 82 kDa recombinant chitinase was induced in E. coli by IPTG. The recombinant chitinase could inhibit the black spot pathogen of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). After the hyphae of the pathogen of black spot of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) were soaked with recombinant chitinase, the hyphae cells expanded, broke, and dissolved.

RESUMO: Streptomyces sampsonii é uma espécie de bactéria de biocontrole com efeitos antifúngicos, sendo a quitinase uma das principais substâncias desse tipo. Para melhorar e estudar mais a estrutura e função do gene da quitinase de S. sampsonii, amplificamos o fragmento alvo por PCR, ligamos o fragmento ao vetor de expressão pET-32a, introduzimos o plasmídeo resultante em Escherichia coli BL21 (DE3) e induzimos expressão da quitinase. Em seguida, a quitinase recombinante foi purificada pelo kit de micropurificação de proteína marcada. Um gene da quitinase, Sschi61, foi clonado do genoma e expresso em um procarioto. O efeito antifúngico da proteína recombinante também foi estudado. Finalmente, o gene da quitinase Sschi61 foi obtido, contando comprimento de 1755 pb, e a expressão da quitinase recombinante de 82 kDa foi induzida em E. coli por IPTG. A quitinase recombinante pode inibir o patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). Após as hifas do patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) serem embebidas com quitinase recombinante, as células das hifas se expandiram, quebraram e se dissolveram.

Cloning, expression and antifungal effect of the recombinant chitinase from Streptomyces sampsonii KJ4 / Clonagem, expressão e efeito antifúngico da quitinase recombinante de Streptomyces sampsonii KJ40

Streptomyces sampsonii is a kind of biocontrol bacterium with antifungal effects, and chitinase is one of the main antifungal substances. To improve and further study the structure and function of the chitinase gene of S. sampsonii, we amplified the target fragment by PCR, ligated the fragment to the expression vector pET-32a, introduced the resulting plasmid into Escherichia coli BL21 (DE3) and induced expression of the chitinase. Then, the recombinant chitinase was purified by is-labelled protein micro purification kit. A chitinase gene, Sschi61, was cloned from the genome and expressed in a prokaryote. The antifungal effect of the recombinant protein was also studied. Finally, the chitinase gene Sschi61 with a length of 1755 bp was obtained, and the expression of the 82 kDa recombinant chitinase was induced in E. coli by IPTG. The recombinant chitinase could inhibit the black spot pathogen of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). After the hyphae of the pathogen of black spot of Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) were soaked with recombinant chitinase, the hyphae cells expanded, broke, and dissolved.

Streptomyces sampsonii é uma espécie de bactéria de biocontrole com efeitos antifúngicos, sendo a quitinase uma das principais substâncias desse tipo. Para melhorar e estudar mais a estrutura e função do gene da quitinase de S. sampsonii, amplificamos o fragmento alvo por PCR, ligamos o fragmento ao vetor de expressão pET-32a, introduzimos o plasmídeo resultante em Escherichia coli BL21 (DE3) e induzimos expressão da quitinase. Em seguida, a quitinase recombinante foi purificada pelo kit de micropurificação de proteína marcada. Um gene da quitinase, Sschi61, foi clonado do genoma e expresso em um procarioto. O efeito antifúngico da proteína recombinante também foi estudado. Finalmente, o gene da quitinase Sschi61 foi obtido, contando comprimento de 1755 pb, e a expressão da quitinase recombinante de 82 kDa foi induzida em E. coli por IPTG. A quitinase recombinante pode inibir o patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola). Após as hifas do patógeno da mancha preta de Eucommia ulmoides (Pestalotiopsis trachicarpicola) serem embebidas com quitinase recombinante, as células das hifas se expandiram, quebraram e se dissolveram.

Saccharomyces cerevisiae OS303 expression of an alkaline protease from a newly isolated Bacillus subtilis D9 / Expressão de Saccharomyces cerevisiae OS303 de uma protease alcalina de um Bacillus subtilis D9 recém-isolado

The aim of this study was to produce high yield of a local bacterial alkaline protease in the yeast system because the scientific involvement of microorganisms in enzyme production is still not given enough attention in Saudi Arabia. Soil samples were collected from the rhizosphere of some desert plants in Saudi Arabia. Ninety-three alkaline protease producing bacterial isolates were recovered on skimmed-milk agar at pH 9.4 and 45°C for 48 hr. Isolate D9 obtained from the rhizosphere of Heliotropium digynum at Dhahran City was the most potent isolate in respect to enzyme productivity (184.6 U/ml). The full gene of alkaline protease was amplified and showed the expected size (1300 bp). Restriction enzymes analysis also verified the integrity of the PCR product. The sequence of the protease gene revealed an open reading frame of 1329 nt correspond to the full length of the protease gene of isolate D9 encoding a 443 aa protein. After ligation of the amplified gene by the TA cloning method, digestion with appropriate restriction enzymes confirmed the integrity of the cloned gene. The insert was prepared by two PCRs that were conducted with a pair of primers specifically designed for this purpose. The digested and purified cloning vector pRS426/GAL1p-207-Glu-MS was ligated with the insert then transformed into various strains of Saccharomyces cerevisiae via the electroporation method. Maximum protease expression was done by recombinant OS303 in galactose containing media (145.5 U/ml) with an approximately 2-fold increase when compared with the wild OS303 strain., this may be due to ability to activate gal operon.

O objetivo deste estudo foi produzir alto rendimento de uma protease alcalina bacteriana local no sistema de leveduras, já que o envolvimento científico de microrganismos na produção de enzimas ainda não recebe atenção suficiente na Arábia Saudita. Amostras de solo foram coletadas da rizosfera de algumas plantas do deserto na Arábia Saudita. Noventa e três isolados bacterianos produtores de protease alcalina foram recuperados em ágar de leite desnatado a pH 9,4 e 45°C por 48 horas. O isolado D9 obtido da rizosfera de Heliotropium digynum na cidade de Dhahran foi o mais potente em relação à produtividade da enzima (184,6 U/ml). O gene completo da protease alcalina foi amplificado e apresentou o tamanho esperado (1300 pb). A análise de enzimas de restrição também verificou a integridade do produto de PCR. A sequência do gene da protease revelou uma fase de leitura aberta de 1329 nt, correspondendo ao comprimento total do gene da protease do isolado D9 que codifica uma proteína 443 aa. Após a ligação do gene amplificado pelo método de clonagem TA, a digestão com enzimas de restrição apropriadas confirmou a integridade do gene clonado. A inserção foi preparada por dois PCRs que foram conduzidos com um par de primers projetados especificamente para esta finalidade. O vetor de clonagem digerido e purificado pRS426/GAL1p-207-Glu-MS foi ligado com a inserção e então transformado em várias cepas de Saccharomyces cerevisiae por meio do método de eletroporação. A expressão máxima da protease foi feita por OS303 recombinante em meio contendo galactose (145,5 U/ml) com um aumento de aproximadamente duas vezes quando comparado com a cepa OS303 selvagem, e isso pode ser por causa da capacidade de ativar o operon gal.

Modified hydroponics and phenolic foam as technological innovations in the production of coffee seedlings from cuttings / Hidroponia modificada e espuma fenólica como inovações tecnológicas na produção de mudas de cafeeiro oriundas de estacas

Brazilian coffee production represents an important activity in the country's agricultural sector and, for this reason, it requires innovative technologies for the production of seedlings, which is one of the most important inputs in crop implantation. Thus, plant cloning by cutting, mineral nutrition via modified hydroponics and the use of alternative substrates appear as technological innovations for seedling production. This study evaluated the production of clonal coffee seedlings in a modified hydroponic system in comparison to the conventional climate-controlled greenhouse system, using vermiculite and phenolic foam as alternative substrates. At the end of the experiment, the seedlings were analyzed for growth (height, stem diameter, number of total leaves, leaf area, root area, shoot and root dry matter) and physiological (chlorophyll content and stomatal conductance) characteristics. For the statistical analysis, a completely randomized design was used in a factorial scheme 2 (types of substrate) x 2 (cultivation systems) with six replications and ten plants per plot. The innovative modified hydroponic system leads to a greater growth of coffee seedlings produced by cuttings in tubes with vermiculite compared to those produced in conventional systems. The substrate phenolic foam can be used alternatively in the air-conditioned greenhouse system. However, in the modified hydroponic system, it is not indicated, as it causes total seedling mortality.(AU)

A cafeicultura brasileira representa uma importante atividade no setor agrícola do país e por isto necessita de tecnologias inovadoras para a produção de mudas, que é um dos insumos de maior importância na implantação das lavouras. Sendo assim a clonagem de plantas por estaquia, a nutrição mineral via hidroponia modificada e o uso de substratos alternativos surgem como inovações tecnológicas para a produção de mudas. Objetivou-se com o presente trabalho avaliar a produção de mudas clonais de cafeeiro em sistema hidropônico modificado em comparação ao sistema convencional de casa de vegetação climatizada, utilizando a vermiculita e espuma fenólica como substratos alternativos. Ao final do experimento as mudas foram analisadas quanto as características de crescimento (altura, diâmetro de caule, número total de folhas, área foliar, área radicular, matéria seca da parte aérea e raiz) e fisiológicas (teores de clorofila e condutância estomática). Para a análise estatística foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado no esquema fatorial 2 (tipos de substrato) x 2 (sistemas de cultivo) com seis repetições e dez plantas por parcela. Concluiu-se, portanto que o sistema inovador de hidroponia modificada promove maior crescimento das mudas de cafeeiro produzidas por estaquia em tubetes com vermiculita em relação àquelas produzidas em sistema convencional. O substrato espuma fenólica pode ser utilizado alternativamente no sistema de casa de vegetação climatizada, porém no sistema de hidroponia modificada não é indicado pois promove mortalidade total das mudas.(AU)

Escherichia coli expression and characterization of alfa-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% β-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.(AU)

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.(AU)

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.(AU)

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.(AU)

Escherichia coli expression and characterization of alfa-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% β-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G – 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G – 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Escherichia coli expression and characterization of -amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Abstract Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% -helices, 15% -sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

Resumo A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi

Abstract L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as G 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

Resumo A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como G 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Escherichia coli expression and characterization of α-amylase from Geobacillus thermodenitrificans DSM-465 / Expressão e caracterização de Escherichia coli de alfa-amilase de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465

Alpha amylase, catalyzing the hydrolysis of starch is a ubiquitous enzyme with tremendous industrial applications. A 1698 bp gene coding for 565 amino acid amylase was PCR amplified from Geobacillus thermodenitrificans DSM465, cloned in pET21a (+) plasmid, expressed in BL21 (DE3) strain of E. coli and characterized. The recombinant enzyme exhibited molecular weight of 63 kDa, optimum pH 8, optimum temperature 70°C, and KM value of 157.7µM. On pilot scale, the purified enzyme efficiently removed up to 95% starch from the cotton fabric indicating its desizing ability at high temperature. 3D model of enzyme built by Raptor-X and validated by Ramachandran plot appeared as a monomer having 31% α-helices, 15% ß-sheets, and 52% loops. Docking studies have shown the best binding affinity of enzyme with amylopectin (∆G -10.59). According to our results, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276, and Arg175 constitute the potential active site of enzyme.

A alfa-amilase, que catalisa a hidrólise do amido, é uma enzima ubíqua com imensas aplicações industriais. Um gene de 1698 pb que codifica a amilase de 565 aminoácidos foi amplificado por PCR, a partir de Geobacillus thermodenitrificans DSM-465, clonado no plasmídeo pET21a (+), expresso na cepa BL21 (DE3) de E. coli e caracterizado. A enzima recombinante exibiu peso molecular de 63 kDa, pH ótimo igual a 8, temperatura ótima de 70° C e valor KM de 157,7 µM. Em escala piloto, a enzima purificada removeu com eficiência até 95% de amido do tecido de algodão, indicando sua capacidade de desengomagem em alta temperatura. O modelo 3D da enzima construída por Raptor-X e validada por Ramachandran plot apareceu como um monômero com 31% de hélices alfa, 15% de folhas beta e 52% de loops. Os estudos de docking mostraram melhor afinidade de ligação da enzima com amilopectina (∆G: - 10,59). De acordo com nossos resultados, Asp 232, Glu274, Arg448, Glu385, Asp34, Asn276 e Arg175 constituem o sítio ativo potencial da enzima.

Studies on the recombinant production and anticancer activity of thermostable L- asparaginase I from Pyrococcus abyssi / Estudos sobre a produção recombinante e atividade anticancerígena da L-asparaginase I termoestável de Pyrococcus abyssi

L-Asparaginase catalysing the breakdown of L-Asparagine to L-Aspartate and ammonia is an enzyme of therapeutic importance in the treatment of cancer, especially the lymphomas and leukaemia. The present study describes the recombinant production, properties and anticancer potential of enzyme from a hyperthermophilic archaeon Pyrococcus abyssi. There are two genes coding for asparaginase in the genome of this organism. A 918 bp gene encoding 305 amino acids was PCR amplified and cloned in BL21 (DE3) strain of E. coli using pET28a (+) plasmid. The production of recombinant enzyme was induced under 0.5mM IPTG, purified by selective heat denaturation and ion exchange chromatography. Purified enzyme was analyzed for kinetics, in silico structure and anticancer properties. The recombinant enzyme has shown a molecular weight of 33 kDa, specific activity of 1175 U/mg, KM value 2.05mM, optimum temperature and pH 80°C and 8 respectively. No detectable enzyme activity found when L-Glutamine was used as the substrate. In silico studies have shown that the enzyme exists as a homodimer having Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172, and Lys232 being the putative active site residues. The free energy change calculated by molecular docking studies of enzyme and substrate was found as ∆G ­ 4.5 kJ/mole indicating the affinity of enzyme with the substrate. IC50 values of 5U/mL to 7.5U/mL were determined for FB, caco2 cells and HepG2 cells. A calculated amount of enzyme (5U/mL) exhibited 78% to 55% growth inhibition of caco2 and HepG2 cells. In conclusion, the recombinant enzyme produced and characterized in the present study offers a good candidate for the treatment of cancer. The procedures adopted in the present study can be prolonged for in vivo studies.

A L-asparaginase, que catalisa a degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia, é uma enzima de importância terapêutica no tratamento do câncer, especialmente dos linfomas e da leucemia. O presente estudo descreve a produção recombinante, propriedades e potencial anticancerígeno da enzima de Pyrococcus abyssi, um archaeon hipertermofílico. Existem dois genes que codificam para a asparaginase no genoma desse organismo. Um gene de 918 bp, que codifica 305 aminoácidos, foi amplificado por PCR e clonado na cepa BL21 (DE3) de E. coli usando o plasmídeo pET28a (+). A produção da enzima recombinante foi induzida sob 0,5mM de IPTG, purificada por desnaturação seletiva por calor e cromatografia de troca iônica. A enzima purificada foi analisada quanto à cinética, estrutura in silico e propriedades anticancerígenas. A enzima recombinante apresentou peso molecular de 33 kDa, atividade específica de 1.175 U / mg, valor de KM 2,05 mM, temperatura ótima de 80º C e pH 8. Nenhuma atividade enzimática detectável foi encontrada quando a L-glutamina foi usada como substrato. Estudos in silico mostraram que a enzima existe como um homodímero, com Arg11, Ala87, Thr110, His112, Gln142, Leu172 e Lys232 sendo os resíduos do local ativo putativo. A mudança de energia livre calculada por estudos de docking molecular da enzima e do substrato foi encontrada como ∆G ­ 4,5 kJ / mol, indicando a afinidade da enzima com o substrato. Valores de IC50 de 5U / mL a 7,5U / mL foram determinados para células FB, células caco2 e células HepG2. Uma quantidade de enzima (5U / mL) apresentou inibição de crescimento de 78% a 55% das células caco2 e HepG2, respectivamente. Em conclusão, a enzima recombinante produzida e caracterizada no presente estudo é uma boa possibilidade para o tratamento do câncer. Os procedimentos adotados na presente pesquisa podem ser aplicados para estudos in vivo.

Molecular identification, characterization, and expression analysis of a serine protease inhibitor gene from cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) / Identificação molecular, caracterização e análise de expressão de um gene inibidor de serina protease da lagarta Helicoverpa armigera (Lepidoptera: noctuidae) na cultura de algodão

Serine protease inhibitors (serpins), a superfamily of protease inhibitors, are known to be involved in several physiological processes, such as development, metamorphosis, and innate immunity. In our study, a full-length serpin cDNA, designated Haserpin1, was isolated from the cotton bollworm Helicoverpa armigera. The cDNA sequence of Haserpin1 is 1176 nt long, with an open reading frame encoding 391 amino acids; there is one exon and no intron. The predicted molecular weight of Haserpin1 is 43.53 kDa, with an isoelectric point of 4.98. InterProScan was employed for Haserpin1 functional characterization, which revealed that Haserpin1 contains highly conserved signature motifs, including a reactive center loop (RCL) with a hinge region (E341N350), the serpin signature, (F367F375) and a predicted P1P1 cleavage site (L357S358), which are useful for identifying serpins. Transcripts of Haserpin1 were constitutively expressed in the fat body, suggesting that it is the major site for serpin synthesis. During the developmental stages, a fluctuation in the expression level of Haserpin1 was observed, with low expression detected at the 5th-instar larval stage. In contrast, relatively high expression was detected at the prepupal stage, suggesting that Haserpin1 might play a critical role at the H. armigera wandering stage. Although the detailed function of this serpin (Haserpin1) needs to be elucidated, our study provides a perspective for the functional investigation of serine protease inhibitor genes.(AU)

Sabe-se que os inibidores de serina protease (serpinas), uma superfamília de inibidores de protease, estão envolvidos em vários processos fisiológicos, como desenvolvimento, metamorfose e imunidade inata. Neste estudo, um cDNA de serpina de comprimento total, denominado Haserpin1, foi isolado da lagarta Helicoverpa armigera na cultura de algodão. A sequência de ADNc de Haserpin1 tem 1.176 nt de comprimento, com uma grelha de leitura aberta que codifica 391 aminoácidos; existe um éxon, mas nenhum íntron. O peso molecular previsto de Haserpin1 é de 43,53 kDa, com um ponto isoelétrico de 4,98. O InterProScan foi empregado para a caracterização funcional do Haserpin1, que revelou que o Haserpin1 contém motivos de assinatura altamente conservados, incluindo um loop central reativo (RCL) com uma região de dobradiça (E341-N350), a assinatura da serpina (F367-F375) e um local de clivagem previsto de P1-P1' (L357-S358), que são úteis para identificar serpinas. As transcrições de Haserpin1 foram expressas constitutivamente no corpo gordo, sugerindo que é o principal local para a síntese de serpinas. Durante os estágios de desenvolvimento, observou-se uma flutuação no nível de expressão de Haserpin1, com baixa expressão detectada no estágio larval do 5º ínstar. Por outro lado, detectou-se uma expressão relativamente alta no estágio pré-pupal, sugerindo que o Haserpin1 pode desempenhar um papel crítico no estágio errante de H. armigera. Embora a função detalhada dessa serpina (Haserpin1) precise ser elucidada, este estudo fornece uma perspectiva para a investigação funcional dos genes inibidores da serina protease.(AU)

Rescue and vegetative propagation of Eremanthus erythropappus (DC. ) MacLeish in natural stand / Resgate e propagação vegetativa de Eremanthus erythropappus (DC. ) MacLeish em povoamentos naturais

The native stands of candeia (Eremanthus erythropappus) have been explored through management plans due to the economic potential of essential oil. The rescue of adult trees, as well as the application of silvicultural techniques that favor the restoration of the stand, can contribute to the genetic conservation of this species. This studys objective was to assess the efficiency of propagation techniques for the rescue of 26 matrices of candeia in a natural managed stand and discussion about the rhizogenesis. In August 2017, trees were induced to regrowth by coppice, followed by exposure and scarification of roots. The emergence of shoots and morphology were evaluated according to the origin (i.e., stump or root). After that period, 19 matrices had their sprouts collected for the preparation of apical cuttings. Indole-3-butyric acid (IBA) was applied at the base of the cuttings. Cutting survival at greenhouse exit (GE), rooting at shade house exit (SHE), morphology and root anatomy were evaluated. In 189 days, the scarification of roots promoted 76.92% of budding. The percentage of sprouted matrices, number of shoots per matrice, length, diameter, and shoot length/diameter ratio increased over time. Only 12.2% of the cuttings survived in GE, and of these, 7.9% rooted in SHE. The cutting resulted in the formation of a clonal mini-garden of candeia, with seven of the 19 matrices submitted to propagation. The anatomical analyses showed that bud formation occurs from cell redifferentiation in the phloem parenchyma, and presence of crystals on the walls of the vessel elements of the secondary xylem. The shoots induction from scarification of roots could be used as a silvicultural practice for the reestablishment of the native fragments handle.(AU)

Os povoamentos nativos de candeia (Eremanthus erythropappus) vêm sendo explorados por planos de manejo devido ao potencial econômico do óleo essencial. O resgate de árvores adultas, bem como a aplicação de técnicas silviculturais que favoreçam o restabelecimento do povoamento podem contribuir para a conservação genética dessa espécie. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de técnicas de propagação para o resgate de 26 matrizes de candeia em um povoamento natural manejado e discutir sobre a rizogênese. Em agosto de 2017, as árvores foram induzidas à rebrota por meio da decepa, seguida da exposição e escarificação das raízes. A emissão brotações e morfologia foram avaliadas de acordo com a origem (toco ou raiz). Após esse período, 19 matrizes tiveram as brotações recolhidas para o preparo de estacas apicais, que foram tratadas com ácido indolbutírico (AIB). A sobrevivência das estacas na saída da casa de vegetação (SCV), o enraizamento na saída da casa de sombra (SCS), a morfologia e a anatomia da raiz foram avaliados. Aos 189 dias, a escarificação das raízes resultou em 76,92% de emissão de brotos. O percentual de matrizes brotadas, número de brotos por matriz, comprimento, diâmetro e relação comprimento/diâmetro dos brotos aumentaram ao longo do período avaliado. Somente 12,2% das estacas sobreviveram na SCV e 7,9% enraizaram na SCS. A estaquia resultou na formação de um minijardim clonal de candeia com sete das dezenove matrizes submetidas à propagação. As análises anatômicas mostraram a diferenciação das células na região do parênquima floemático e a presença de cristais de inulina nas paredes dos elementos de vaso do xilema secundário. A indução de brotos radiculares pode ser usada como prática silvicultural visando o restabelecimento de fragmentos nativos manejados.(AU)

Rescue and vegetative propagation of Eremanthus erythropappus (DC. ) Ma ish in natural stand / Resgate e propagação vegetativa de Eremanthus erythropappus (DC. ) MacLeish em povoamentos naturais

Abstract The native stands of 'candeia' (Eremanthus erythropappus) have been explored through management plans due to the economic potential of essential oil. The rescue of adult trees, as well as the application of silvicultural techniques that favor the restoration of the stand, can contribute to the genetic conservation of this species. This study's objective was to assess the efficiency of propagation techniques for the rescue of 26 matrices of 'candeia' in a natural managed stand and discussion about the rhizogenesis. In August 2017, trees were induced to regrowth by coppice, followed by exposure and scarification of roots. The emergence of shoots and morphology were evaluated according to the origin (i.e., stump or root). After that period, 19 matrices had their sprouts collected for the preparation of apical cuttings. Indole-3-butyric acid (IBA) was applied at the base of the cuttings. Cutting survival at greenhouse exit (GE), rooting at shade house exit (SHE), morphology and root anatomy were evaluated. In 189 days, the scarification of roots promoted 76.92% of budding. The percentage of sprouted matrices, number of shoots per matrice, length, diameter, and shoot length/diameter ratio increased over time. Only 12.2% of the cuttings survived in GE, and of these, 7.9% rooted in SHE. The cutting resulted in the formation of a clonal mini-garden of 'candeia', with seven of the 19 matrices submitted to propagation. The anatomical analyses showed that bud formation occurs from cell redifferentiation in the phloem parenchyma, and presence of crystals on the walls of the vessel elements of the secondary xylem. The shoots induction from scarification of roots could be used as a silvicultural practice for the reestablishment of the native fragments handle.

Resumo Os povoamentos nativos de candeia (Eremanthus erythropappus) vêm sendo explorados por planos de manejo devido ao potencial econômico do óleo essencial. O resgate de árvores adultas, bem como a aplicação de técnicas silviculturais que favoreçam o restabelecimento do povoamento podem contribuir para a conservação genética dessa espécie. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de técnicas de propagação para o resgate de 26 matrizes de candeia em um povoamento natural manejado e discutir sobre a rizogênese. Em agosto de 2017, as árvores foram induzidas à rebrota por meio da decepa, seguida da exposição e escarificação das raízes. A emissão brotações e morfologia foram avaliadas de acordo com a origem (toco ou raiz). Após esse período, 19 matrizes tiveram as brotações recolhidas para o preparo de estacas apicais, que foram tratadas com ácido indolbutírico (AIB). A sobrevivência das estacas na saída da casa de vegetação (SCV), o enraizamento na saída da casa de sombra (SCS), a morfologia e a anatomia da raiz foram avaliados. Aos 189 dias, a escarificação das raízes resultou em 76,92% de emissão de brotos. O percentual de matrizes brotadas, número de brotos por matriz, comprimento, diâmetro e relação comprimento/diâmetro dos brotos aumentaram ao longo do período avaliado. Somente 12,2% das estacas sobreviveram na SCV e 7,9% enraizaram na SCS. A estaquia resultou na formação de um minijardim clonal de candeia com sete das dezenove matrizes submetidas à propagação. As análises anatômicas mostraram a diferenciação das células na região do parênquima floemático e a presença de cristais de inulina nas paredes dos elementos de vaso do xilema secundário. A indução de brotos radiculares pode ser usada como prática silvicultural visando o restabelecimento de fragmentos nativos manejados.

Molecular identification, characterization, and expression analysis of a serine protease inhibitor gene from cotton bollworm, Helicoverpa armigera (Lepidoptera: Noctuidae) / Identificação molecular, caracterização e análise de expressão de um gene inibidor de serina protease da lagarta Helicoverpa armigera (Lepidoptera: noctuidae) na cultura de algodão

Abstract Serine protease inhibitors (serpins), a superfamily of protease inhibitors, are known to be involved in several physiological processes, such as development, metamorphosis, and innate immunity. In our study, a full-length serpin cDNA, designated Haserpin1, was isolated from the cotton bollworm Helicoverpa armigera. The cDNA sequence of Haserpin1 is 1176 nt long, with an open reading frame encoding 391 amino acids; there is one exon and no intron. The predicted molecular weight of Haserpin1 is 43.53 kDa, with an isoelectric point of 4.98. InterProScan was employed for Haserpin1 functional characterization, which revealed that Haserpin1 contains highly conserved signature motifs, including a reactive center loop (RCL) with a hinge region (E341-N350), the serpin signature, (F367-F375) and a predicted P1-P1′ cleavage site (L357-S358), which are useful for identifying serpins. Transcripts of Haserpin1 were constitutively expressed in the fat body, suggesting that it is the major site for serpin synthesis. During the developmental stages, a fluctuation in the expression level of Haserpin1 was observed, with low expression detected at the 5th-instar larval stage. In contrast, relatively high expression was detected at the prepupal stage, suggesting that Haserpin1 might play a critical role at the H. armigera wandering stage. Although the detailed function of this serpin (Haserpin1) needs to be elucidated, our study provides a perspective for the functional investigation of serine protease inhibitor genes.

Resumo Sabe-se que os inibidores de serina protease (serpinas), uma superfamília de inibidores de protease, estão envolvidos em vários processos fisiológicos, como desenvolvimento, metamorfose e imunidade inata. Neste estudo, um cDNA de serpina de comprimento total, denominado Haserpin1, foi isolado da lagarta Helicoverpa armigera na cultura de algodão. A sequência de ADNc de Haserpin1 tem 1.176 nt de comprimento, com uma grelha de leitura aberta que codifica 391 aminoácidos; existe um éxon, mas nenhum íntron. O peso molecular previsto de Haserpin1 é de 43,53 kDa, com um ponto isoelétrico de 4,98. O InterProScan foi empregado para a caracterização funcional do Haserpin1, que revelou que o Haserpin1 contém motivos de assinatura altamente conservados, incluindo um loop central reativo (RCL) com uma região de dobradiça (E341-N350), a assinatura da serpina (F367-F375) e um local de clivagem previsto de P1-P1' (L357-S358), que são úteis para identificar serpinas. As transcrições de Haserpin1 foram expressas constitutivamente no corpo gordo, sugerindo que é o principal local para a síntese de serpinas. Durante os estágios de desenvolvimento, observou-se uma flutuação no nível de expressão de Haserpin1, com baixa expressão detectada no estágio larval do 5º ínstar. Por outro lado, detectou-se uma expressão relativamente alta no estágio pré-pupal, sugerindo que o Haserpin1 pode desempenhar um papel crítico no estágio errante de H. armigera. Embora a função detalhada dessa serpina (Haserpin1) precise ser elucidada, este estudo fornece uma perspectiva para a investigação funcional dos genes inibidores da serina protease.

Padronização de um protocolo para assepsia de segmentos nodais de Phalaenopsispara clonagem in vitro / Standardization of a protocol for assepsis of nodal Phalaenopsissegments for in vitrocloning

A biotecnologia vegetal é uma área de elevada importância, uma vez que tem a função de obter organismos vegetais com características superiores aos já existentes no mercado. A clonagem é uma das ferramentas que podem ser utilizadas para essa função, através dela, seleciona-se organismos com características de interesse e realiza-se a multiplicação deste individuo, garantindo que as plantas regeneradas sejam geneticamente idênticas a matriz desejada, estabelecendo uma padronização. Sabendo que o setor de plantas ornamentais contribui de maneira expressiva com a economia e dentre as plantas ornamentais de mais estima entre os brasileiros, encontram-se as orquídeas, que vem adquirindo visibilidade cultural e um grande número de colecionadores nos últimos anos. O objetivo, do presente trabalho, foi estabelecer um protocolo de assepsia eficiente para meristemas laterais e obtenção de clones da orquídea do gênero Phalaenopsis. Para metodologia, visando a padronização de um protocolo de assepsia, foram elaborados e testados 4 tratamentos que possuíam diferentes combinações (concentração x tempo) de agentes como o hipoclorito de sódio, álcool, cobre, tween e lavagem dos explantes com água destilada estéril para meristemas laterais da orquídea de gênero Phalaenopsis. Os meristemas, também conhecidos como gemas laterais, foram retirados do caule das plântulas, de suas hastes florais...(AU)

Plant biotechnology is an área of high importance since it has the function of obtaining plant organisms with characteristics superior to those already on the market. Cloning is one of the tools that can be used for this function, through it, organisms with characteristics of interest are selected and this individual is multiplied, ensuring that the regenerated plants are genetically identical to the desired matrix, establishing a standardization. Knowing that the ornamental plants sector contributes significantly to the economy and among the most esteemed ornamental plants among Brazilians, there are orchids which have acquired cultural visibility and a large number of collectors in recent years.  The objective of the present work was to establish an efficient assepsis protocol for lateral meristems and to obtain clones of the orchid of the genus Phalaenopsis. For methodology, aiming at the standardization o fan asepsis protocol, 4 treatments were developed and tested with different combinations (concentration x time) of agents such as sodium hypochlorite, alcohol, copper, tween and washing the explants with sterile distilled wáter for meristems of the orchid of the genus Phalaenopsis. The meristems, also known as lateral buds, were removed from the stem of the seedlings, from their floral stems. As for obtained clones, the experiment carried out consisted of...(AU)