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Phytocystatins belong to the family of cysteine proteinases inhibitors. These proteinase inhibitors have crucial functions in plant defense against insects and pathogens attack. In the present study Melia azedarach L. extract acts as an elicitor of plant defense responses in passion fruit seedlings inducing the increase of a phytocystatin levels in of these plants. The leaf protein content of the seedlings was extracted 24 hours after treatment with plant extract and analyzed for the induction of proteinase inhibitor activity. The results demonstrated the induction of a ~ 60 kD phytocystatin (Pfcyst) that has in vitro inhibitory effects against papain. These findings suggest that M. azedarach plant extracts may act as a potential activator of induced resistance against insects and pathogens by upregulating cystatin proteins synthesis in passion fruits plants. Thus, the use of plant extracts as biodefensives could reduce the use of pesticides in economically important agricultural crops. RESUMO As fitocistatinas pertencem à familia de inibidores de proteinase cisteínica. Esses inibidores de proteinase têm função crucial na defesa de plantas contra o ataque de insetos e patógenos. No presente estudo, extrato de Melia azedarach L. atuam como um eliciador da resposta de defesa em plântulas de maracujá induzindo o aumento dos níveis de fitocistatinas nessas plantas. O conteúdo proteico foliar dessas plântulas foi extraído 24 horas após o tratamento com o extrato vegetal e analisado quanto a indução da atividade do inibidor de proteinase. Os resultados demonstraram a indução de uma fitocistatina (Pfcyst) de ~60 kDa que possui efeito inibitório in vitro contra a papaína. Essas descobertas sugerem que o extrato da planta M. azedarach pode atuar como um potencial ativador da resistência induzida contra insetos e patógenos por regular positivamente a síntese de proteínas cistatinas em plantas de maracuja. Dessa forma, o uso de extratos vegetais como biodefensivos poderia reduzir o uso de agrotóxicos em culturas agrícolas economicamente importantes.

Made available in DSpace on 2021-06-25T10:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2021-04-01 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Plants have developed various mechanisms to respond specifically to each biotrophic attack. It has been shown that the electrical signals emitted by plants are associated with herbivory stress responses and can lead to the activation of multiple defences. Bt cotton is a genetically modified pest-resistant plant that produces an insecticide from Bacillus thuringiensis (Bt) to control Lepidopteran species. Surprisingly, there is no study–yet, that characterizes the signalling mechanisms in transgenic cotton plants attacked by non-target insects, such as aphids. In this study, we characterized the production of electrical signals on Bt and non-Bt cotton plants infested with Aphis gossypii and, in addition, we characterized the dispersal behaviour of aphids to correlate this behaviour to plant signalling responses. Electrical signalling of the plants was recorded with an extracellular measurement technique. Impressively, our results showed that both Bt and non-Bt cotton varieties, when attacked by A. gossypii, emitted potential variation-type electrical signals and clearly showed the presence of distinct responses regarding their perception and the behaviour of aphids, with evidence of delay, in terms of signal amount, and almost twice the amount of Cry1F protein was observed on Bt cotton plants at the highest density of insects/plant. We present in our article some hypotheses that are based on plant physiology and insect behaviour to explain the responses found on Bt cotton plants under aphid stress. Department of Entomology and Acarology Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ) University of São Paulo (USP) Department of Biological Sciences Luiz de Queiroz College of Agriculture (ESALQ) University of São Paulo (USP) Department of Biostatistics São Paulo State University (UNESP) Biological Control Unit Embrapa Algodão Department of Biostatistics São Paulo State University (UNESP) FAPESP: 2015/20380–8 FAPESP: 2017/05953–7 FAPESP: 2018/ 20435–5

Os insetos-praga representam uma importante fonte de perdas agrícolas em todo o globo. Situação que é maximizada pela introdução de espécies fora da sua área natural de ocorrência, levando os países a elaborarem listas de quarentena a fim de proteger sua produção interna e não comprometerem suas exportações de produtos agrícolas. Nesse sentido, essa pesquisa busca revisar e analisar o potencial invasivo e riscos da Bactrocera carambolae Drew & Hancock 1994 (Diptera:Tephritidae), importante praga da fruticultura mundial e praga quarentenária presente no Brasil. Bactrocera carambolae é uma espécie de mosca-das-frutas oriunda do sudeste asiático e que infesta uma grande diversidade de frutíferas, tanto nativas, como de interesse econômico. No Brasil, seu registro inicial é datado de 1996 no estado do Amapá, e atualmente além desse estado, foi reportada nos estados do Pará e Roraima. No país já infesta 21 hospedeiros, entre eles acerola, carambola, caju, goiaba, manga e tangerina, e apresenta potencial de adentrar mercados agrícolas importantes, como o polo de fruticultura irrigada do Vale do São Francisco. Bactrocera carambolae representa sérios riscos para a fruticultura brasileira, principalmente pela potencial exclusão de mercados para exportação de frutas. Dessa forma, ações de controle e erradicação dessa praga precisam ser mantidas e aperfeiçoadas, buscando-se evitar severos danos socioeconômicos para a cadeia produtiva de frutas no Brasil.

It is common to see crop farmers struggling to solve herbivore infestations. Normally, worry starts when herbivore population increases and leaf damage is apparent. Whatever the treatment chosen by the farmer (chemical or biological) to control it, yield and productivity are the final and most important characteristics they would like to see unaffected by herbivory. Certainly, farmers would be less interested in percentage of leaf damage or mite population increase, which are useful but limited approximations of tolerance, than maintenance of crop production even under infested conditions. If a crop can stand infestation and/or larger mite populations while still producing the same seed set, the crop is, from a farmer standpoint, tolerant. On the other hand, academic studies on the field of plant-herbivore interaction are still based on resistance mechanisms in vegetative tissues and herbivore performance, rather than the plant reproductive success. We should be aware that genetic breeding for tolerance should focus on comparing seed production when dealing with most crops, not indirect measures such as leaf damage or mite population dynamics.

One aspect of plant defense is the production of constitutive secondary compounds that confer toxicity on herbivores and pathogens. The purpose of this study was to compare patterns of plant tissue toxicity across gradients of irradiance and nutrient content. We measured the potential toxicity (1/LC50) of extracts of six species of herbaceous Asteraceae grown under controlled conditions of temperature (25ºC), humidity (80%), photoperiod (16 h/day), in a range of concentrations of a modified Hoagland hydroponic solution (full-strength, 1/5 dilute, 1/10 dilute, and 1/50 dilute) and under two different light intensities (250 and 125 mumol/m²/s). The plants grew from seed for 42 days post-germination, and randomly chosen plants were harvested each 7 days. We did a general measure of potential phytochemical toxicity using an alcohol extraction of secondary compounds followed by brine shrimp (Artemia sp.) bioassay. Contrary to the carbon/nutrient balance hypothesis, tissue toxicity generally increased with decreasing irradiance and nutrient levels, so that plants whose growth was most restricted had tissues that were most toxic, although there were species-specific differences in this trend. Um dos aspectos da defesa das plantas é a produção de compostos secundários constitutivos que são tóxicos para herbívoros e patógenos. O objetivo deste estudo foi comparar padrões de toxidez nas folhas em diferentes gradientes de nutrientes e intensidade luminosa. Foi medida a potencial toxidez (1/CL50) em extratos de seis espécies herbáceas de Asteraceae, desenvolvidas sob condições controladas de temperatura (25ºC), umidade (80%) e fotoperíodo (16 h/dias), com diferentes concentrações de solução hidropônica de Hoagland modificada (completa, 1/5, 1/10 e 1/50 diluídas) e sob três intensidades de luminosidade (250 e 125 mimol/m²/s). As plantas germinadas foram acompanhadas por 42 dias e, então, 15 indivíduos de cada espécie foram coletados ao acaso a cada 7 dias. Foi realizada uma medida geral da toxidez fitoquímica potencial usando extração alcoólica de compostos secundários das plantas estudadas, seguida do teste biológico com Artemia sp. Contrariando a hipótese de carbono/nutriente, a toxidez do tecido geralmente aumenta com a redução dos níveis de nutrientes e luminosidade. Isto é, plantas que tiveram crescimento restringido apresentaram-se mais tóxicas, embora as espécies tivessem tendências diferentes.

Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) e X. oryzae pv. oryzicola (Xoc), são os agentes causais do crestamento bacteriano da folha (CBF) e da estria bacteriana da folha (EBF), respectivamente, são pragas transmitidas por sementes e sofrem restrição no comércio internacional de arroz, por estarem ausentes em muitos países e possuírem potencial de comprometer seriamente a produção de arroz. Vinte e um isolados oriundos de sementes de arroz do Uruguai e Argentina, Gram negativos, oxidase positiva, com pigmentação amarela típica do gênero Xanthomonas e positivos no ELISA para Xoo, foram caracterizados para determinar a associação destes, com X. oryzae e seus patovares. Os isolados foram caracterizados por métodos bioquímicos, biológicos e quanto à sensibilidade a antibióticos. Análises de PCR e qPCR foram realizadas para a confirmação do gênero Xanthomonas e identificação de Xoo e Xoc. A caracterização de 21 isolados de Xanthomonas sp., positivos no ELISA para Xoo, mostrou variabilidade entre os isolados e distinção de Xo. Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) and X. oryzae pv. oryzicola (Xoc), causal agents of bacterial leaf blight (BLB) and bacterial leaf streak (BLS), respectively, are pests transmitted by seeds and suffer restriction on international rice trade, because are absent in many countries and have potential to compromise seriously rice production. Twenty-one isolates from rice seeds from Uruguay and Argentina, Gram negative, oxidase positive, with typical yellow pigmentation of genus Xanthomonas and positive in ELISA for Xoo, were characterized to determine their association with X. oryze pathovars. Isolates were characterized by biochemical, biological and antibiogram methods. PCR and qPCR analyzes were performed to confirm genus Xanthomonas and identification of Xoo and Xoc. Characterization of 21 Xanthomonas sp. isolates positive on ELISA to Xoo, showed variability among isolates and distinction of Xo.