Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants

Abstract Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.

Resumo O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.

Ethylene responsive element binding factors contributes to waterlogging tolerance by regulating photosynthetic and physiological parameters in petunia / Os fatores de ligação do elemento responsivo ao etileno contribuem para a tolerância ao encharcamento, regulando os parâmetros fotossintéticos e fisiológicos na petúnia

ABSTRACT: Ethylene-responsive element binding factors (ERFs) are widely involved in the regulation of plant responses to different abiotic stresses. In petunia (Petunia × hybrida), PhERF2 belonging to the subfamily Ⅶ of ERF transcription factors participates in the response to waterlogging stress. In this study, we investigated waterlogging tolerance variation of WT and transgenic petunia plants with RNAi silencing and overexpression of PhERF2 through photosynthetic and physiological performance. Chlorophyll content and root vigor declined continuously in both WT and PhERF2 transgenic lines under waterlogging stress, but the extent of the fall in PhERF2-overexpressing lines was less than that in WT and PhERF2-RNAi lines. At the end of waterlogging treatment, soluble protein levels in PhERF2-overexpressing lines were significantly higher than those in WT and PhERF2-RNAi lines, while the latter showed a higher malondialdehyde content overall. Different degrees of reductions in Pn, Gs, and Tr levels occurred in both WT and PhERF2 transgenic lines upon exposure to waterlogging. The Ci levels of PhERF2-overexpressing lines decreased after 3 hours of waterlogging treatment, and the Ci levels of WT and PhERF2-RNAi lines gradually increased from 6 to 72 hours of waterlogging treatment. These data suggested that non-stomatal factors were the primary limiting factors for Pn in WT and PhERF2-RNAi lines under severe stress, while the stomatal opening was the main factor limiting Pn in PhERF2-overexpressing lines. Our results demonstrated that the contribution of PhERF2 to the waterlogging tolerance of petunia appears to depend on the regulation of physiological and photosynthetic responses. PhERF2 represents a hopeful candidate gene for enhancing waterlogging tolerance of ornamental plants.

RESUMO: Fatores de transcrição de resposta ao etileno (ERF) estão amplamente envolvidos na regulação das respostas das plantas a diferentes estresses abióticos. Em petúnia (Petunia × hybrida), PhERF2 pertencente à subfamília Ⅶ de fatores de transcrição ERF participa da resposta ao estresse de alagamento. Este estudo teve como objetivo investigar a variação da tolerância ao alagamento de plantas WT e petúnia transgênica com silenciamento de RNAi e superexpressão de PhERF2 através do desempenho fotossintético e fisiológico. O conteúdo de clorofila e o vigor da raiz diminuíram continuamente em ambas as linhagens transgênicas WT e PhERF2 sob estresse de alagamento, mas a extensão da queda nas linhas de superexpressão de PhERF2 foi menor do que nas linhas WT e PhERF2-RNAi. No final do tratamento de alagamento, os níveis de proteína solúvel nas linhas com superexpressão de PhERF2 foram significativamente maiores do que nas linhas WT e PhERF2-RNAi, enquanto a última mostrou um teor geral de malondialdeído maior. Diferentes graus de reduções nos níveis de Pn, Gs e Tr ocorreram em ambas as linhas transgênicas WT e PhERF2 após a exposição ao alagamento. Os níveis de Ci das linhas de superexpressão de PhERF2 diminuíram após três horas de tratamento de alagamento, e os níveis de Ci das linhas de WT e PhERF2-RNAi aumentaram gradualmente de seis para 72 horas de tratamento de alagamento. Esses dados sugeriram que os fatores não estomáticos foram os principais fatores limitantes para Pn em linhas WT e PhERF2-RNAi sob estresse severo, enquanto a abertura estomática foi o principal fator limitante de Pn em linhas com superexpressão de PhERF2. Nossos resultados demonstraram que a contribuição do PhERF2 para a tolerância ao alagamento da petúnia parece depender da regulação das respostas fisiológicas e fotossintéticas. PhERF2 representa um gene candidato esperançoso no aumento da tolerância ao alagamento de plantas ornamentais.

Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants / Regulon: Uma visão geral do sistema regulador da transcrição do estresse abiótico em plantas e papel nas plantas transgênica

Abstract Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.

Resumo O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados ​​como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.

Impact of nitrogen and phosphorus fertilizers on Cry1Ac protein contents in transgenic cotton / Impacto de fertilizantes de nitrogênio e fósforo nos conteúdos de proteína Cry1Ac em algodão transgênico

Abstract Application of different fertilizers to check the efficiency of expression of Bt (Bacillus thuringiensis) gene in one of the leading commercialized crops (cotton) against Lepidopteran species is of great concern. The expression of Cry protein level can be controlled by the improvement of nutrients levels. Therefore, the myth of response of Cry toxin to different combinations of NP fertilizers was explored in three Bt cotton cultivars. Combinations include three levels of nitrogen and three levels of phosphorus fertilizers. Immunostrips and Cry gene(s) specific primer based PCR (Polymerase Chain Reaction) analysis were used for the presence of Bt gene that unveiled the presence of Cry1Ac gene only. Further, the ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) kit was used to quantify the expression of Cry1Ac protein. Under various NP fertilizers rates, the level of toxin protein exhibited highly significant differences. The highest toxin level mean was found to be 2.3740 and 2.1732 µg/g under the treatment of N150P75 kg ha-1 combination while the lowest toxin level mean was found to be 0.9158 and 0.7641 µg/g at the N50P25 kg ha-1 level at 80 and 120 DAS (Days After Sowing), respectively. It was concluded from the research that the usage of NP fertilizers has a positive relation with the expression of Cry1Ac toxin in Bt cotton. We recommend using the N150P50 kg ha-1 level as the most economical and practicable fertilizer instead of the standard dose N100P50 kg ha-1 to get the desired level of Cry1Ac level for long lasting plant resistance (<1.5). The revised dose of fertilizer may help farmers to avoid the cross-resistance development in contradiction of insect pests.

Resumo A aplicação de diferentes fertilizantes para verificar a eficiência da expressão do gene Bt (Bacillus thuringiensis) em uma das principais culturas comercializadas (algodão) contra espécies de lepidópteros é uma grande preocupação. A expressão do nível de proteína Cry pode ser controlada pela melhoria dos níveis de nutrientes. Portanto, o mito da resposta da toxina Cry a diferentes combinações de fertilizantes NP foi explorado em três cultivares de algodão Bt. As combinações incluem três níveis de nitrogênio e três níveis de fertilizantes de fósforo. A análise de PCR (reação em cadeia da polimerase) específica para o gene (s) Immunostrips e Cry (s) foi usada para a presença do gene Bt que revelou a presença do gene Cry1Ac apenas. Além disso, o kit ELISA (ensaio de imunoabsorção enzimática) foi usado para quantificar a expressão da proteína Cry1Ac. Sob várias taxas de fertilizantes NP, o nível de proteína de toxina exibiu diferenças altamente significativas. A média do nível mais alto de toxina foi de 2,3740 e 2,1732 µg / g sob o tratamento da combinação N150P75 kg ha-1, enquanto a média do nível mais baixo de toxina foi de 0,9158 e 0,7641 µg / g no nível de N50P25 kg ha-1 em 80 e 120 DAS (dias após a semeadura), respectivamente. Concluiu-se com a pesquisa que o uso de fertilizantes NP tem relação positiva com a expressão da toxina Cry1Ac no algodão Bt. Recomendamos o uso do nível de N150P50 kg ha-1 como o fertilizante mais econômico e praticável em vez da dose padrão N100P50 kg ha-1 para obter o nível desejado de nível de Cry1Ac para resistência de planta de longa duração (<1,5). A dose revisada de fertilizante pode ajudar os agricultores a evitar o desenvolvimento de resistência cruzada em contradição com as pragas de insetos.

Correlation and contrasts between agronomic and physical traits of grain in transgenic and conventional corn hybrids for the food industry / Correlação e contrastes entre características agronômicas e físicas dos grãos em híbridos de milho transgênicos e convencionais para a indústria alimentícia

The food industry is very interested in high-yield ingredients to enrich and develop new products that have an affordable value for the population. This work aimed to determine the correlations and contrasts between grain physical and agronomic traits of conventional and transgenic corn hybrids cultivated in the first crop season. The experiments were installed in the 2017/18, 2018/19, and 2019/20 crop seasons in Guarapuava - PR. The experimental design was a randomized block design with eight hybrids (SUPREMO VIP, SUPREMO, P30F53VYH, P30F53, P3456H, P3456, DKB290PRO3, and DKB290) and three replications. The agronomic traits, such as the percentage of rot grains, 1000-grain mass, and grain yield, also the physical traits of grains for industrial purposes, such as grits, germ, vitreousness, flotation, and hectoliter weight, were evaluated. There is a positive correlation between grits and flotation. The choice of hybrids for the food industry based on vitreousness positively favors flotation. The grits showed a positive correlation with hectoliter weight and a negative correlation with the incidence of rot grains. Vitreousness was influenced by the choice of conventional or transgenic hybrid and crop season. The environments of the crop seasons influence the grain yield, 1000-grain mass, and rot grain incidence of conventional and transgenic corn hybrids.(AU)

A indústria de alimentos tem grande interesse por ingredientes de elevado rendimento industrial para enriquecer e desenvolver novos produtos, e que tenha um valor acessível para a população. Os objetivos desse trabalho foram determinar as correlações e contrastes entre caracteres físicos de grãos e agronômicos de híbridos de milho convencionais e transgênicos cultivados na primeira safra. Os experimentos foram instalados nas safras agrícolas (2017/18, 2018/19 e 2019/20), no município de Guarapuava ­ PR. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com 8 híbridos: (SUPREMO VIP, SUPREMO, P30F53VYH, P30F53, P3456H, P3456, DKB290PRO3, DKB290) e três repetições. Foram avaliadas as características agronômicas como a porcentagem de grãos ardidos, peso de mil grãos e produtividade de grãos e também as características físicas dos grãos para fins industriais, como a canjica, gérmen, vitreosidade, flutuação e peso hectolítrico. Há correlação positiva entre a canjica e a flutuação. A escolha de híbridos para a indústria alimentícia com base na vitreosidade favorece positivamente a característica de flutuação. A canjica apresentou correlação positiva com peso hectolitro e negativa com incidência de grãos ardidos. A vitreosidade foi influenciada pela escolha do híbrido convencional ou transgênico e pela safra agrícola. Os ambientes das safras agrícolas influenciam as características produtividade de grãos, peso de mil grãos e incidência de grãos ardidos dos híbridos de milho convencional e transgênico.(AU)

Impact of nitrogen and phosphorus fertilizers on Cry1Ac protein contents in transgenic cotton

Abstract Application of different fertilizers to check the efficiency of expression of Bt (Bacillus thuringiensis) gene in one of the leading commercialized crops (cotton) against Lepidopteran species is of great concern. The expression of Cry protein level can be controlled by the improvement of nutrients levels. Therefore, the myth of response of Cry toxin to different combinations of NP fertilizers was explored in three Bt cotton cultivars. Combinations include three levels of nitrogen and three levels of phosphorus fertilizers. Immunostrips and Cry gene(s) specific primer based PCR (Polymerase Chain Reaction) analysis were used for the presence of Bt gene that unveiled the presence of Cry1Ac gene only. Further, the ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) kit was used to quantify the expression of Cry1Ac protein. Under various NP fertilizers rates, the level of toxin protein exhibited highly significant differences. The highest toxin level mean was found to be 2.3740 and 2.1732 µg/g under the treatment of N150P75 kg ha-1 combination while the lowest toxin level mean was found to be 0.9158 and 0.7641 µg/g at the N50P25 kg ha-1 level at 80 and 120 DAS (Days After Sowing), respectively. It was concluded from the research that the usage of NP fertilizers has a positive relation with the expression of Cry1Ac toxin in Bt cotton. We recommend using the N150P50 kg ha-1 level as the most economical and practicable fertilizer instead of the standard dose N100P50 kg ha-1 to get the desired level of Cry1Ac level for long lasting plant resistance ( 1.5). The revised dose of fertilizer may help farmers to avoid the cross-resistance development in contradiction of insect pests.

Resumo A aplicação de diferentes fertilizantes para verificar a eficiência da expressão do gene Bt (Bacillus thuringiensis) em uma das principais culturas comercializadas (algodão) contra espécies de lepidópteros é uma grande preocupação. A expressão do nível de proteína Cry pode ser controlada pela melhoria dos níveis de nutrientes. Portanto, o mito da resposta da toxina Cry a diferentes combinações de fertilizantes NP foi explorado em três cultivares de algodão Bt. As combinações incluem três níveis de nitrogênio e três níveis de fertilizantes de fósforo. A análise de PCR (reação em cadeia da polimerase) específica para o gene (s) Immunostrips e Cry (s) foi usada para a presença do gene Bt que revelou a presença do gene Cry1Ac apenas. Além disso, o kit ELISA (ensaio de imunoabsorção enzimática) foi usado para quantificar a expressão da proteína Cry1Ac. Sob várias taxas de fertilizantes NP, o nível de proteína de toxina exibiu diferenças altamente significativas. A média do nível mais alto de toxina foi de 2,3740 e 2,1732 µg / g sob o tratamento da combinação N150P75 kg ha-1, enquanto a média do nível mais baixo de toxina foi de 0,9158 e 0,7641 µg / g no nível de N50P25 kg ha-1 em 80 e 120 DAS (dias após a semeadura), respectivamente. Concluiu-se com a pesquisa que o uso de fertilizantes NP tem relação positiva com a expressão da toxina Cry1Ac no algodão Bt. Recomendamos o uso do nível de N150P50 kg ha-1 como o fertilizante mais econômico e praticável em vez da dose padrão N100P50 kg ha-1 para obter o nível desejado de nível de Cry1Ac para resistência de planta de longa duração ( 1,5). A dose revisada de fertilizante pode ajudar os agricultores a evitar o desenvolvimento de resistência cruzada em contradição com as pragas de insetos.

Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants / Regulon: Uma visão geral do sistema regulador da transcrição do estresse abiótico em plantas e papel nas plantas transgênica

Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.

O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.

Ethylene responsive element binding factors contributes to waterlogging tolerance by regulating photosynthetic and physiological parameters in petunia / Os fatores de ligação do elemento responsivo ao etileno contribuem para a tolerância ao encharcamento, regulando os parâmetros fotossintéticos e fisiológicos na petúnia

Ethylene-responsive element binding factors (ERFs) are widely involved in the regulation of plant responses to different abiotic stresses. In petunia (Petunia × hybrida), PhERF2 belonging to the subfamily Ⅶ of ERF transcription factors participates in the response to waterlogging stress. In this study, we investigated waterlogging tolerance variation of WT and transgenic petunia plants with RNAi silencing and overexpression of PhERF2 through photosynthetic and physiological performance. Chlorophyll content and root vigor declined continuously in both WT and PhERF2 transgenic lines under waterlogging stress, but the extent of the fall in PhERF2-overexpressing lines was less than that in WT and PhERF2-RNAi lines. At the end of waterlogging treatment, soluble protein levels in PhERF2-overexpressing lines were significantly higher than those in WT and PhERF2-RNAi lines, while the latter showed a higher malondialdehyde content overall. Different degrees of reductions in Pn, Gs, and Tr levels occurred in both WT and PhERF2 transgenic lines upon exposure to waterlogging. The Ci levels of PhERF2-overexpressing lines decreased after 3 hours of waterlogging treatment, and the Ci levels of WT and PhERF2-RNAi lines gradually increased from 6 to 72 hours of waterlogging treatment. These data suggested that non-stomatal factors were the primary limiting factors for Pn in WT and PhERF2-RNAi lines under severe stress, while the stomatal opening was the main factor limiting Pn in PhERF2-overexpressing lines. Our results demonstrated that the contribution of PhERF2 to the waterlogging tolerance of petunia appears to depend on the regulation of physiological and photosynthetic responses. PhERF2 represents a hopeful candidate gene for enhancing waterlogging tolerance of ornamental plants.

Fatores de transcrição de resposta ao etileno (ERF) estão amplamente envolvidos na regulação das respostas das plantas a diferentes estresses abióticos. Em petúnia (Petunia × hybrida), PhERF2 pertencente à subfamília Ⅶ de fatores de transcrição ERF participa da resposta ao estresse de alagamento. Este estudo teve como objetivo investigar a variação da tolerância ao alagamento de plantas WT e petúnia transgênica com silenciamento de RNAi e superexpressão de PhERF2 através do desempenho fotossintético e fisiológico. O conteúdo de clorofila e o vigor da raiz diminuíram continuamente em ambas as linhagens transgênicas WT e PhERF2 sob estresse de alagamento, mas a extensão da queda nas linhas de superexpressão de PhERF2 foi menor do que nas linhas WT e PhERF2-RNAi. No final do tratamento de alagamento, os níveis de proteína solúvel nas linhas com superexpressão de PhERF2 foram significativamente maiores do que nas linhas WT e PhERF2-RNAi, enquanto a última mostrou um teor geral de malondialdeído maior. Diferentes graus de reduções nos níveis de Pn, Gs e Tr ocorreram em ambas as linhas transgênicas WT e PhERF2 após a exposição ao alagamento. Os níveis de Ci das linhas de superexpressão de PhERF2 diminuíram após três horas de tratamento de alagamento, e os níveis de Ci das linhas de WT e PhERF2-RNAi aumentaram gradualmente de seis para 72 horas de tratamento de alagamento. Esses dados sugeriram que os fatores não estomáticos foram os principais fatores limitantes para Pn em linhas WT e PhERF2-RNAi sob estresse severo, enquanto a abertura estomática foi o principal fator limitante de Pn em linhas com superexpressão de PhERF2. Nossos resultados demonstraram que a contribuição do PhERF2 para a tolerância ao alagamento da petúnia parece depender da regulação das respostas fisiológicas e fotossintéticas. PhERF2 representa um gene candidato esperançoso no aumento da tolerância ao alagamento de plantas ornamentais.

Regulon: An overview of plant abiotic stress transcriptional regulatory system and role in transgenic plants / Regulon: Uma visão geral do sistema regulador da transcrição do estresse abiótico em plantas e papel nas plantas transgênica

Population growth is increasing rapidly around the world, in these consequences we need to produce more foods to full fill the demand of increased population. The world is facing global warming due to urbanizations and industrialization and in this concerns plants exposed continuously to abiotic stresses which is a major cause of crop hammering every year. Abiotic stresses consist of Drought, Salt, Heat, Cold, Oxidative and Metal toxicity which damage the crop yield continuously. Drought and salinity stress severally affected in similar manner to plant and the leading cause of reduction in crop yield. Plants respond to various stimuli under abiotic or biotic stress condition and express certain genes either structural or regulatory genes which maintain the plant integrity. The regulatory genes primarily the transcription factors that exert their activity by binding to certain cis DNA elements and consequently either up regulated or down regulate to target expression. These transcription factors are known as masters regulators because its single transcript regulate more than one gene, in this context the regulon word is fascinating more in compass of transcription factors. Progress has been made to better understand about effect of regulons (AREB/ABF, DREB, MYB, and NAC) under abiotic stresses and a number of regulons reported for stress responsive and used as a better transgenic tool of Arabidopsis and Rice.(AU)

O crescimento populacional está aumentando rapidamente em todo o mundo, e para combater suas consequências precisamos produzir mais alimentos para suprir a demanda do aumento populacional. O mundo está enfrentando o aquecimento global devido à urbanização e industrialização e, nesse caso, plantas expostas continuamente a estresses abióticos, que é uma das principais causas do martelamento das safras todos os anos. Estresses abióticos consistem em seca, sal, calor, frio, oxidação e toxicidade de metais que prejudicam o rendimento da colheita continuamente. A seca e o estresse salino são afetados de maneira diversa pela planta e são a principal causa de redução da produtividade das culturas. As plantas respondem a vários estímulos sob condições de estresse abiótico ou biótico e expressam certos genes estruturais ou regulatórios que mantêm a integridade da planta. Os genes reguladores são principalmente os fatores de transcrição que exercem sua atividade ligando-se a certos elementos cis do DNA e, consequentemente, são regulados para cima ou para baixo para a expressão alvo. Esses fatores de transcrição são conhecidos como reguladores mestres porque sua única transcrição regula mais de um gene; nesse contexto, a palavra regulon é mais fascinante no âmbito dos fatores de transcrição. Progresso foi feito para entender melhor sobre o efeito dos regulons (AREB / ABF, DREB, MYB e NAC) sob estresses abióticos e uma série de regulons relatados como responsivos ao estresse e usados como uma melhor ferramenta transgênica de Arabidopsis e Rice.(AU)

Bioremediation, drought tolerance and biofortification in biotechnological uses

The objective of this review is to bring information about innovations and technologies that, through genetic improvement, are being used to improve the sustainability and productivity of agricultural crops, improve human nutrition, as well as conservation and decontamination of soils. Bioremediation consists of using microorganisms that have the ability to modify or decompose certain pollutants, with the possibility of increasing their activity through genetic engineering, building new strains for the transformation of pollutants into inert substances. Genetic improvement is seeking to develop cultivars that are more tolerant to periods of water deficit. Plant biofortification consists of varieties of improved plants that have a higher content of vitamins and minerals, which are obtained through genetic improvement. Thus, biotechnology is once again essential for world agricultural production and can bring a series of other benefits to society.(AU)

Impact of nitrogen and phosphorus fertilizers on Cry1Ac protein contents in transgenic cotton / Impacto de fertilizantes de nitrogênio e fósforo nos conteúdos de proteína Cry1Ac em algodão transgênico

Application of different fertilizers to check the efficiency of expression of Bt (Bacillus thuringiensis) gene in one of the leading commercialized crops (cotton) against Lepidopteran species is of great concern. The expression of Cry protein level can be controlled by the improvement of nutrients levels. Therefore, the myth of response of Cry toxin to different combinations of NP fertilizers was explored in three Bt cotton cultivars. Combinations include three levels of nitrogen and three levels of phosphorus fertilizers. Immunostrips and Cry gene(s) specific primer based PCR (Polymerase Chain Reaction) analysis were used for the presence of Bt gene that unveiled the presence of Cry1Ac gene only. Further, the ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) kit was used to quantify the expression of Cry1Ac protein. Under various NP fertilizers rates, the level of toxin protein exhibited highly significant differences. The highest toxin level mean was found to be 2.3740 and 2.1732 µg/g under the treatment of N150P75 kg ha-¹ combination while the lowest toxin level mean was found to be 0.9158 and 0.7641 µg/g at the N50P25 kg ha-¹ level at 80 and 120 DAS (Days After Sowing), respectively. It was concluded from the research that the usage of NP fertilizers has a positive relation with the expression of Cry1Ac toxin in Bt cotton. We recommend using the N150P50 kg ha-1 level as the most economical and practicable fertilizer instead of the standard dose N100P50 kg ha-¹ to get the desired level of Cry1Ac level for long lasting plant resistance (<1.5). The revised dose of fertilizer may help farmers to avoid the cross-resistance development in contradiction of insect pests.

A aplicação de diferentes fertilizantes para verificar a eficiência da expressão do gene Bt (Bacillus thuringiensis) em uma das principais culturas comercializadas (algodão) contra espécies de lepidópteros é uma grande preocupação. A expressão do nível de proteína Cry pode ser controlada pela melhoria dos níveis de nutrientes. Portanto, o mito da resposta da toxina Cry a diferentes combinações de fertilizantes NP foi explorado em três cultivares de algodão Bt. As combinações incluem três níveis de nitrogênio e três níveis de fertilizantes de fósforo. A análise de PCR (reação em cadeia da polimerase) específica para o gene (s) Immunostrips e Cry (s) foi usada para a presença do gene Bt que revelou a presença do gene Cry1Ac apenas. Além disso, o kit ELISA (ensaio de imunoabsorção enzimática) foi usado para quantificar a expressão da proteína Cry1Ac. Sob várias taxas de fertilizantes NP, o nível de proteína de toxina exibiu diferenças altamente significativas. A média do nível mais alto de toxina foi de 2,3740 e 2,1732 µg / g sob o tratamento da combinação N150P75 kg ha-¹, enquanto a média do nível mais baixo de toxina foi de 0,9158 e 0,7641 µg / g no nível de N50P25 kg ha-¹ em 80 e 120 DAS (dias após a semeadura), respectivamente. Concluiu-se com a pesquisa que o uso de fertilizantes NP tem relação positiva com a expressão da toxina Cry1Ac no algodão Bt. Recomendamos o uso do nível de N150P50 kg ha-¹ como o fertilizante mais econômico e praticável em vez da dose padrão N100P50 kg ha-¹ para obter o nível desejado de nível de Cry1Ac para resistência de planta de longa duração (<1,5). A dose revisada de fertilizante pode ajudar os agricultores a evitar o desenvolvimento de resistência cruzada em contradição com as pragas de insetos.

Impact of nitrogen and phosphorus fertilizers on Cry1Ac protein contents in transgenic cotton / Impacto de fertilizantes de nitrogênio e fósforo nos conteúdos de proteína Cry1Ac em algodão transgênico

Application of different fertilizers to check the efficiency of expression of Bt (Bacillus thuringiensis) gene in one of the leading commercialized crops (cotton) against Lepidopteran species is of great concern. The expression of Cry protein level can be controlled by the improvement of nutrients levels. Therefore, the myth of response of Cry toxin to different combinations of NP fertilizers was explored in three Bt cotton cultivars. Combinations include three levels of nitrogen and three levels of phosphorus fertilizers. Immunostrips and Cry gene(s) specific primer based PCR (Polymerase Chain Reaction) analysis were used for the presence of Bt gene that unveiled the presence of Cry1Ac gene only. Further, the ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) kit was used to quantify the expression of Cry1Ac protein. Under various NP fertilizers rates, the level of toxin protein exhibited highly significant differences. The highest toxin level mean was found to be 2.3740 and 2.1732 µg/g under the treatment of N150P75 kg ha-¹ combination while the lowest toxin level mean was found to be 0.9158 and 0.7641 µg/g at the N50P25 kg ha-¹ level at 80 and 120 DAS (Days After Sowing), respectively. It was concluded from the research that the usage of NP fertilizers has a positive relation with the expression of Cry1Ac toxin in Bt cotton. We recommend using the N150P50 kg ha-1 level as the most economical and practicable fertilizer instead of the standard dose N100P50 kg ha-¹ to get the desired level of Cry1Ac level for long lasting plant resistance (<1.5). The revised dose of fertilizer may help farmers to avoid the cross-resistance development in contradiction of insect pests.(AU)

A aplicação de diferentes fertilizantes para verificar a eficiência da expressão do gene Bt (Bacillus thuringiensis) em uma das principais culturas comercializadas (algodão) contra espécies de lepidópteros é uma grande preocupação. A expressão do nível de proteína Cry pode ser controlada pela melhoria dos níveis de nutrientes. Portanto, o mito da resposta da toxina Cry a diferentes combinações de fertilizantes NP foi explorado em três cultivares de algodão Bt. As combinações incluem três níveis de nitrogênio e três níveis de fertilizantes de fósforo. A análise de PCR (reação em cadeia da polimerase) específica para o gene (s) Immunostrips e Cry (s) foi usada para a presença do gene Bt que revelou a presença do gene Cry1Ac apenas. Além disso, o kit ELISA (ensaio de imunoabsorção enzimática) foi usado para quantificar a expressão da proteína Cry1Ac. Sob várias taxas de fertilizantes NP, o nível de proteína de toxina exibiu diferenças altamente significativas. A média do nível mais alto de toxina foi de 2,3740 e 2,1732 µg / g sob o tratamento da combinação N150P75 kg ha-¹, enquanto a média do nível mais baixo de toxina foi de 0,9158 e 0,7641 µg / g no nível de N50P25 kg ha-¹ em 80 e 120 DAS (dias após a semeadura), respectivamente. Concluiu-se com a pesquisa que o uso de fertilizantes NP tem relação positiva com a expressão da toxina Cry1Ac no algodão Bt. Recomendamos o uso do nível de N150P50 kg ha-¹ como o fertilizante mais econômico e praticável em vez da dose padrão N100P50 kg ha-¹ para obter o nível desejado de nível de Cry1Ac para resistência de planta de longa duração (<1,5). A dose revisada de fertilizante pode ajudar os agricultores a evitar o desenvolvimento de resistência cruzada em contradição com as pragas de insetos.(AU)

Evaluation of the Chilli veinal mottle virus CP gene expressing transgenic Nicotiana benthamiana plants for disease resistance against the virus / Avaliação do gene CP do vírus Chilli veinal mottle que expressa plantas transgênicas Nicotiana benthamiana quanto à resistência a doenças contra o vírus

Vegetables are an important source of income and high-value crops for small farmers. Chilli (Capsicum spp.) is one of the most economically important vegetables of Pakistan and it is grown throughout the country. It is a rich source of nutrition especially vitamins A, B, C and E along with minerals as folic acid, manganese (Mn), potassium (K) and molybdenum (Mo). Chilli possesses seven times more amount of vitamin C than an orange. Vitamin A, C and betacarotenoids are strong antioxidants to scavenge the free radicals. Chilli production is restricted due to various biotic factors. Among these viruses, Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) is one of the most destructive and menacing agents that inflicts heavy and colossal losses that accounted for 50% yield loss both in quality and quantity. Pathogen-Derived Resistance (PDR) approach is considered one of the effective approaches to manage plant viruses. In this study, ChiVMV was characterized on a molecular level, the coat protein (CP) gene of the virus was stably transformed into Nicotiana benthamiana plants using Agrobacterium tumefaciens. The transgenic plants were challenged with the virus to evaluate the level of resistance of plants against the virus. It was observed that the plants expressing CP gene have partial resistance against the virus in terms of symptoms' development and virus accumulation. Translation of this technique into elite chilli varieties will be resulted to mitigate the ChiVMV in the crop as well as an economic benefit to the farmers.

Vegetais são uma importante fonte de renda e culturas de alto valor para os pequenos agricultores. A pimenta-malagueta (Capsicum spp.) é uma das hortaliças mais importantes economicamente do Paquistão e é cultivada em todo o país. É uma rica fonte de nutrição, especialmente vitaminas A, B, C e E com minerais como ácido fólico, manganês (Mn), potássio (K) e molibdênio (Mo). O pimentão possui sete vezes mais vitamina C do que a laranja. Vitaminas A e C e betacarotenoides são antioxidantes fortes para eliminar os radicais livres. A produção de pimenta é restrita devido a vários fatores bióticos. Entre esses vírus, o ChiVMV é o agente mais destrutivo e ameaçador que inflige perdas pesadas e colossais que representam 50% da perda de rendimento, tanto em qualidade quanto em quantidade. A abordagem de resistência derivada de patógenos (PDR) é considerada uma das abordagens eficazes para gerenciar os vírus de plantas. Neste estudo, ChiVMV foi caracterizado em nível molecular e o gene CP do vírus foi transformado de forma estável em plantas Nicotiana benthamiana usando Agrobacterium tumefaciens. As plantas transgênicas foram desafiadas com o vírus para avaliar seu nível de resistência contra o vírus. Observou-se que as plantas que expressam o gene CP apresentam resistência parcial ao vírus em termos de desenvolvimento de sintomas e acúmulo de vírus. A tradução dessa técnica em variedades de pimenta de elite resultará na mitigação do ChiVMV na safra, bem como em benefícios econômicos para os agricultores em termos de melhor rendimento e baixo custo de produção.

Evaluation of the Chilli veinal mottle virus CP gene expressing transgenic Nicotiana benthamiana plants for disease resistance against the virus

Abstract Vegetables are an important source of income and high-value crops for small farmers. Chilli (Capsicum spp.) is one of the most economically important vegetables of Pakistan and it is grown throughout the country. It is a rich source of nutrition especially vitamins A, B, C and E along with minerals as folic acid, manganese (Mn), potassium (K) and molybdenum (Mo). Chilli possesses seven times more amount of vitamin C than an orange. Vitamin A, C and beta-carotenoids are strong antioxidants to scavenge the free radicals. Chilli production is restricted due to various biotic factors. Among these viruses, Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) is one of the most destructive and menacing agents that inflicts heavy and colossal losses that accounted for 50% yield loss both in quality and quantity. Pathogen-Derived Resistance (PDR) approach is considered one of the effective approaches to manage plant viruses. In this study, ChiVMV was characterized on a molecular level, the coat protein (CP) gene of the virus was stably transformed into Nicotiana benthamiana plants using Agrobacterium tumefaciens. The transgenic plants were challenged with the virus to evaluate the level of resistance of plants against the virus. It was observed that the plants expressing CP gene have partial resistance against the virus in terms of symptoms development and virus accumulation. Translation of this technique into elite chilli varieties will be resulted to mitigate the ChiVMV in the crop as well as an economic benefit to the farmers.

Resumo Vegetais são uma importante fonte de renda e culturas de alto valor para os pequenos agricultores. A pimenta-malagueta (Capsicum spp.) é uma das hortaliças mais importantes economicamente do Paquistão e é cultivada em todo o país. É uma rica fonte de nutrição, especialmente vitaminas A, B, C e E com minerais como ácido fólico, manganês (Mn), potássio (K) e molibdênio (Mo). O pimentão possui sete vezes mais vitamina C do que a laranja. Vitaminas A e C e betacarotenoides são antioxidantes fortes para eliminar os radicais livres. A produção de pimenta é restrita devido a vários fatores bióticos. Entre esses vírus, o ChiVMV é o agente mais destrutivo e ameaçador que inflige perdas pesadas e colossais que representam 50% da perda de rendimento, tanto em qualidade quanto em quantidade. A abordagem de resistência derivada de patógenos (PDR) é considerada uma das abordagens eficazes para gerenciar os vírus de plantas. Neste estudo, ChiVMV foi caracterizado em nível molecular e o gene CP do vírus foi transformado de forma estável em plantas Nicotiana benthamiana usando Agrobacterium tumefaciens. As plantas transgênicas foram desafiadas com o vírus para avaliar seu nível de resistência contra o vírus. Observou-se que as plantas que expressam o gene CP apresentam resistência parcial ao vírus em termos de desenvolvimento de sintomas e acúmulo de vírus. A tradução dessa técnica em variedades de pimenta de elite resultará na mitigação do ChiVMV na safra, bem como em benefícios econômicos para os agricultores em termos de melhor rendimento e baixo custo de produção.

Evaluation of the Chilli veinal mottle virus CP gene expressing transgenic Nicotiana benthamiana plants for disease resistance against the virus / Avaliação do gene CP do vírus Chilli veinal mottle que expressa plantas transgênicas Nicotiana benthamiana quanto à resistência a doenças contra o vírus

Vegetables are an important source of income and high-value crops for small farmers. Chilli (Capsicum spp.) is one of the most economically important vegetables of Pakistan and it is grown throughout the country. It is a rich source of nutrition especially vitamins A, B, C and E along with minerals as folic acid, manganese (Mn), potassium (K) and molybdenum (Mo). Chilli possesses seven times more amount of vitamin C than an orange. Vitamin A, C and beta carotenoids are strong antioxidants to scavenge the free radicals. Chilli production is restricted due to various biotic factors. Among these viruses, Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) is one of the most destructive and menacing agents that inflicts heavy and colossal losses that accounted for 50% yield loss both in quality and quantity. Pathogen-Derived Resistance (PDR) approach is considered one of the effective approaches to manage plant viruses. In this study, ChiVMV was characterized on a molecular level, the coat protein (CP) gene of the virus was stably transformed into Nicotiana benthamiana plants using Agrobacterium tumefaciens. The transgenic plants were challenged with the virus to evaluate the level of resistance of plants against the virus. It was observed that the plants expressing CP gene have partial resistance against the virus in terms of symptoms' development and virus accumulation. Translation of this technique into elite chilli varieties will be resulted to mitigate the ChiVMV in the crop as well as an economic benefit to the farmers.

Vegetais são uma importante fonte de renda e culturas de alto valor para os pequenos agricultores. A pimenta-malagueta (Capsicum spp.) é uma das hortaliças mais importantes economicamente do Paquistão e é cultivada em todo o país. É uma rica fonte de nutrição, especialmente vitaminas A, B, C e E com minerais como ácido fólico, manganês (Mn), potássio (K) e molibdênio (Mo). O pimentão possui sete vezes mais vitamina C do que a laranja. Vitaminas A e C e betacarotenoides são antioxidantes fortes para eliminar os radicais livres. A produção de pimenta é restrita devido a vários fatores bióticos. Entre esses vírus, o ChiVMV é o agente mais destrutivo e ameaçador que inflige perdas pesadas e colossais que representam 50% da perda de rendimento, tanto em qualidade quanto em quantidade. A abordagem de resistência derivada de patógenos (PDR) é considerada uma das abordagens eficazes para gerenciar os vírus de plantas. Neste estudo, ChiVMV foi caracterizado em nível molecular e o gene CP do vírus foi transformado de forma estável em plantas Nicotiana benthamiana usando Agrobacterium tumefaciens. As plantas transgênicas foram desafiadas com o vírus para avaliar seu nível de resistência contra o vírus. Observou-se que as plantas que expressam o gene CP apresentam resistência parcial ao vírus em termos de desenvolvimento de sintomas e acúmulo de vírus. A tradução dessa técnica em variedades de pimenta de elite resultará na mitigação do ChiVMV na safra, bem como em benefícios econômicos para os agricultores em termos de melhor rendimento e baixo custo de produção.

Spodoptera frugiperda (Noctuidae) fed on transgenic maize can transfer Bt proteins to Podisus nigrispinus (Pentatomidae)

An important concern with the use of genetically modified (GM) plants expressing Bacillus thuringiensis (Bt) insecticidal toxins is the deleterious effect on non-target organisms. The predatory stink bug Podisus nigrispinus (Dallas) (Hemiptera: Pentatomidae) is used in biological control programs and may be exposed to Bt toxins. This study evaluated the indirect effects of different Cry proteins on P. nigrispinus with the prey Spodoptera frugiperda (J.E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae), fed on simple or pyramided Bt maize genotypes. The experiment was carried out in a completely randomized design with three treatments: i) Isohybrid (not Bt), ii) Herculex® (transgenic maize encoding Cry1F protein) and iii) PowerCore® (pyramidal transgenic maize encoding the Cry1F, Cry1A.105, and Cry2Ab2 proteins), which were used to feed S. frugiperda for 48 h. The caterpillars were used as prey by P. nigrispinus females. We evaluated the presence of Cry proteins, consumed prey biomass (predation), oviposition period, number of postures, number of eggs, number of eggs per posture, number of nymphs, egg viability, embryonic period, female longevity and development, and survival rates of immature. The results show that different Cry proteins move through the food chain of P. nigrispinus and provide evidence that the ingestion of three different proteins does not lead to unexpected synergistic effects. However, Cry toxins promoted histopathological changes in midgut cells of P. nigrispinus.

Evaluation of the Chilli veinal mottle virus CP gene expressing transgenic Nicotiana benthamiana plants for disease resistance against the virus / Avaliação do gene CP do vírus Chilli veinal mottle que expressa plantas transgênicas Nicotiana benthamiana quanto à resistência a doenças contra o vírus

Vegetables are an important source of income and high-value crops for small farmers. Chilli (Capsicum spp.) is one of the most economically important vegetables of Pakistan and it is grown throughout the country. It is a rich source of nutrition especially vitamins A, B, C and E along with minerals as folic acid, manganese (Mn), potassium (K) and molybdenum (Mo). Chilli possesses seven times more amount of vitamin C than an orange. Vitamin A, C and beta carotenoids are strong antioxidants to scavenge the free radicals. Chilli production is restricted due to various biotic factors. Among these viruses, Chilli veinal mottle virus (ChiVMV) is one of the most destructive and menacing agents that inflicts heavy and colossal losses that accounted for 50% yield loss both in quality and quantity. Pathogen-Derived Resistance (PDR) approach is considered one of the effective approaches to manage plant viruses. In this study, ChiVMV was characterized on a molecular level, the coat protein (CP) gene of the virus was stably transformed into Nicotiana benthamiana plants using Agrobacterium tumefaciens. The transgenic plants were challenged with the virus to evaluate the level of resistance of plants against the virus. It was observed that the plants expressing CP gene have partial resistance against the virus in terms of symptoms' development and virus accumulation. Translation of this technique into elite chilli varieties will be resulted to mitigate the ChiVMV in the crop as well as an economic benefit to the farmers.(AU)

Vegetais são uma importante fonte de renda e culturas de alto valor para os pequenos agricultores. A pimenta-malagueta (Capsicum spp.) é uma das hortaliças mais importantes economicamente do Paquistão e é cultivada em todo o país. É uma rica fonte de nutrição, especialmente vitaminas A, B, C e E com minerais como ácido fólico, manganês (Mn), potássio (K) e molibdênio (Mo). O pimentão possui sete vezes mais vitamina C do que a laranja. Vitaminas A e C e betacarotenoides são antioxidantes fortes para eliminar os radicais livres. A produção de pimenta é restrita devido a vários fatores bióticos. Entre esses vírus, o ChiVMV é o agente mais destrutivo e ameaçador que inflige perdas pesadas e colossais que representam 50% da perda de rendimento, tanto em qualidade quanto em quantidade. A abordagem de resistência derivada de patógenos (PDR) é considerada uma das abordagens eficazes para gerenciar os vírus de plantas. Neste estudo, ChiVMV foi caracterizado em nível molecular e o gene CP do vírus foi transformado de forma estável em plantas Nicotiana benthamiana usando Agrobacterium tumefaciens. As plantas transgênicas foram desafiadas com o vírus para avaliar seu nível de resistência contra o vírus. Observou-se que as plantas que expressam o gene CP apresentam resistência parcial ao vírus em termos de desenvolvimento de sintomas e acúmulo de vírus. A tradução dessa técnica em variedades de pimenta de elite resultará na mitigação do ChiVMV na safra, bem como em benefícios econômicos para os agricultores em termos de melhor rendimento e baixo custo de produção.(AU)

Mite fauna on transgenic soybean in an experimental station in western Bahia, Brazil

The aim of this study was to identify mite fauna associated with soybean crops and to report new species of the Monsoy 8349 IPRO variety in the municipality of Luís Eduardo Magalhães, western region of Bahia. Samplings were performed in an area with transgenic soybeans, subdivided into three treatments: T01, with no use of agricultural pesticides; T02, complete package of pesticides, except for acaricides; and T03, complete package of pesticides including acaricides. Twenty plants were selected per treatment at each sampling; one apical, one median, and one basal leaf were collected from each plant, totaling 60 leaves per treatment. A total of 1,292 mites were found, belonging to three families, five genera, and six species. The major phytophagous mite species found were Mononychellus planki McGregor and Tetranychus urticae Koch, while the major predatory mites found were Neoseiulus transversus Denmark & Muma and Euseius concordis Chant.

Response and tolerance mechanism of food crops under high temperature stress: a review

Abstract High temperature stress events are critical factors inhibiting crop yield. Meanwhile, world population is growing very rapidly and will be reached up to 9 billion by 2050. To feed increasing world population, it is challenging task to increase about 70% global food productions. Food crops have significant contribution toward global food demand and food security. However, consequences from increasing heat stress events are demolishing their abilities to survive and sustain yield when subjected to extreme high temperature stress. Therefore, there is dire need to better understand response and tolerance mechanism of food crops following exposure to heat stress. Here, we aimed to provide recent update on impact of high temperature stress on crop yield of food crops, pollination, pollinators, and novel strategies for improving tolerance of food crop under high temperature stress. Importantly, development of heat-resistant transgenic food crops can grant food security through transformation of superior genes into current germplasm, which are associated with various signaling pathways as well as epigenetic regulation in response to extreme high temperature stress.

Resumo Eventos de estresse de alta temperatura são fatores críticos que inibem o rendimento das culturas. Enquanto isso, a população mundial está crescendo muito rapidamente e atingirá até 9 bilhões em 2050. Para alimentar a crescente população mundial, é uma tarefa desafiadora aumentar cerca de 70% da produção global de alimentos. As culturas alimentares têm uma contribuição significativa para a procura global de alimentos e a segurança alimentar. No entanto, as consequências do aumento de eventos de estresse por calor estão destruindo suas habilidades de sobreviver e manter a produção quando submetidos a estresse de alta temperatura. Portanto, há uma necessidade urgente de entender melhor o mecanismo de resposta e tolerância das safras de alimentos após a exposição ao estresse por calor. Aqui, nosso objetivo foi fornecer atualizações recentes sobre o impacto do estresse de alta temperatura no rendimento de culturas de alimentos, polinização, polinizadores e novas estratégias para melhorar a tolerância de culturas de alimentos sob estresse de alta temperatura. É importante ressaltar que o desenvolvimento de culturas alimentares transgênicas resistentes ao calor pode garantir segurança alimentar por meio da transformação de genes superiores em germoplasma atual, que estão associados a várias vias de sinalização, bem como à regulação epigenética em resposta ao estresse de alta temperatura extrema.

OsYUCCA2 deficiency in rice growth and development / Influência da deficiência de OsYUCCA2 no crescimento e desenvolvimento do arroz

YUCCA (YUC) proteins have critical roles in plant growth and development through their involvement in auxin production. Rice (Oryza sativa L. cv Nipponbare) has 14 OsYUC proteins, but little is known regarding their functional redundancy. In this study, transgenic rice seedlings expressing GUS-tagged antisense-OsYUC2 under the control of the ubiquitin promoter were used to investigate the effects of OsYUC2 deficiency on seedling growth and development. GUS staining showed that antisense-OsYUC2 was expressed primarily in rapidly dividing cells in callus, vegetative, and reproductive tissues. Phenotypic analysis showed that callus differentiation was compromised in OsYUC2 antisense rice. Adverse vegetative effects were observed in shoot height and embryonic, adventitious, and lateral root numbers. Reproductive tissues were also impacted, with reductions in panicle length, flower number, seed setting number, seed setting rate, and grain weight. Auxin analysis showed that indole-3-acetic acid (IAA) levels were reduced in OsYUC2 antisense rice, and exogenous addition of 3-indolebutyric acid (IBA, an analogue of IAA) partially rescued defective growth phenotypes. Taken together, these results indicated that deficiency of OsYUC2 impairs auxin biosynthesis, thereby affecting rice growth and development.

As proteínas YUCCA (YUC) possuem importantes papéis no crescimento e desenvolvimento das plantas por meio de seu envolvimento na produção de auxinas. O arroz (Oryza sativa L. cv Nipponbare) possui 14 proteínas OsYUC, no entanto, pouco se sabe a respeito da sua redundância funcional. No presente estudo, mudas de arroz transgênico expressando OsYUC2 anti-senso com tag-GUS sob o controle do promotor de ubiquitina foram utilizadas para investigar os efeitos da deficiência de OsYUC2 no crescimento e desenvolvimento de mudas. As manchas de GUS indicaram que OsYUC2 anti-senso foi expressado primordialmente em células que se dividem rapidamente através de calos, tecidos vegetativos e reprodutivos. A análise fenotípica indicou que a diferenciação do calo foi comprometida no arroz OsYUC2 anti-senso. Os efeitos vegetativos adversos foram observados na altura do rebento e no número de raízes embrionárias, adventícias e laterais. Os tecidos reprodutivos também foram impactados, com reduções no comprimento da panícula, número de flores, número de sementes, proporção de sementes e peso de grão. A análise de auxina ilustrou que os níveis de ácido indol-3-acético (IAA) foram reduzidos no arroz anti-senso OsYUC2 e a adição exógena de ácido 3-indolbutírico (IBA, um análogo de IAA) resgatou parcialmente os fenótipos de crescimento defeituosos. Em conjunto, tais resultados indicam que a deficiência de OsYUC2 prejudica a biossíntese de auxina, afetando o crescimento e o desenvolvimento do arroz.