Variability in indigenous Pakistani tomato lines and worldwide reference collection for Tomato Mosaic Virus (ToMV) and Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV) infection / Variabilidade em linhagens indígenas de tomate do Paquistão e coleção de referência global para infecção por vírus do mosaico do tomateiro (ToMV) e vírus da folha amarela do tomate (TYLCV)

Local and exotic germplasm of tomato remains a major source for genetic improvement. Assessment of such lines for biotic stresses particularly viral diseases are the most important criteria for selection in Pakistan, where Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV) and Tomato Mosaic Virus (ToMV) are the major diseases/viruses. A set of 40 accessions (including indigenous Pakistani lines and exotic germplasm from Europe, the United States, and Asia) were evaluated for their resistance/infection response to ToMV with artificial inoculation under greenhouse conditions. Infection response was quantified through disease scoring and DAS-ELISA test (for ToMV). A subset of 24 lines, was further screened for TYLCV using disease scoring and TAS-ELISA. The tested lines showed significant variability for resistance to ToMV. Only one accession (Acc-17878) was resistant to the ToMV whereas seven accessions i.e. Acc-17890, AVR-261, CLN-312, AVR-321, EUR-333, CLN-352, and CLN-362 expressed resistance to TYLCV. Correlation between phenotypic evaluation was confirmed by the ELISA results in both diseases, although both tools complemented to assess the viral infection status. In future, tomato breeding programs must consider breeding for ToMV and TYLCV resistance (using identified germplasm in our study) so as to deliver virus resistant tomato varieties.

O germoplasma local e exótico do tomate continua sendo uma importante fonte de melhoramento genético. A avaliação de linhagens para estresses bióticos, particularmente as doenças virais, é o critério mais importantes para seleção no Paquistão, onde o vírus da folha amarela do tomate (TYLCV) e o vírus do mosaico do tomateiro (ToMV) são as principais doenças/vírus. Um conjunto de 40 acessos (incluindo linhagens indígenas do Paquistão e germoplasma exótico da Europa, dos Estados Unidos e da Ásia) foi avaliado quanto à resistência/resposta à infecção ao ToMV com inoculação artificial em casa de vegetação. A resposta à infecção foi quantificada por meio de pontuação da doença e de teste DAS-ELISA (para ToMV). Um subconjunto de 24 linhas foi posteriormente rastreado para TYLCV usando pontuação de doença e TAS-ELISA. As linhas testadas apresentaram variabilidade significativa para resistência ao ToMV. Apenas um acesso (Acc-17878) foi resistente ao ToMV, enquanto sete acessos (Acc-17890, AVR-261, CLN-312, AVR-321, EUR-333, CLN-352 e CLN-362) expressaram resistência ao TYLCV. A correlação entre a avaliação fenotípica foi confirmada pelos resultados do ELISA nas duas doenças, embora ambas as ferramentas tenham se complementado para avaliar o estado da infecção viral. No futuro, os programas de melhoramento de tomate devem considerar aperfeiçoamentos para resistência ao ToMV e TYLCV (usando germoplasma identificado em nosso estudo) de modo a fornecer variedades de tomate resistentes a vírus.

Inheritance of seedlessness and the molecular characterization of the INO gene in Annonaceae / Herança da ausência de sementes e a caracterização molecular do gene INO em Annonaceae

The inheritance of the seedless fruit characteristic of Annona squamosa has not yet been explained. Molecular techniques may aid breeding programs, mainly in the assisted selection of the target gene. The INO gene may be related to seed development in these fruits. The objective of the present paper was to investigate the inheritance of seedlessness in the 'Brazilian seedless' sugar apple and INO gene conservation in Annona squamosa and Annona cherimola x Annona squamosa genotypes by assessing their homology with the INO database genes. The F1 generation was obtained by crossing the mutant 'Brazilian seedless' (male genitor) (P1) with the wild-type A. squamosa with seeds (M1 and M2, female genitors). The INO gene was studied in mutant and wild-type A. squamosa (P1, M1, M2 and M3) and in the Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4) cultivar. The DNA was extracted from young leaves, and four sets of specific primers flanking the INO gene were amplified. The seedless characteristic was identified as stenospermatic in the fruits of parental P1, suggesting monogenic inheritance with complete dominance. High sequence similarity of the INO gene amplifications in the sugar apple accessions (M1, M2, M3) and the atemoya cultivar Gefner (M4) reinforces the hypothesis of their conservation.

A herança da característica de fruto sem sementes de Annona squamosa ainda não foi esclarecida. Técnicas moleculares podem auxiliar em programas de melhoramento, principalmente na seleção assistida do gene de interesse. O gene INO pode estar relacionado ao desenvolvimento da semente dessas frutas. O objetivo foi investigar a herança da ausência de sementes em Annona squamosa e a conservação do gene INO nos genótipos Annona squamosa e Annona cherimola x Annona squamosa avaliando sua homologia com banco de dados de genes INO. A geração F1 foi obtida pelo cruzamento do mutante 'Brazilian seedless' (genitor masculino) (P1) com o tipo selvagem com sementes (A. squamosa) (M1 e M2, genitores femininos). O gene INO foi estudado em A. squamosa, mutante e selvagem (P1, M1, M2 e M3) e na cultivar Gefner atemoya (A. cherimola x A. squamosa) (M4). O DNA foi extraído de folhas jovens, e quatro conjuntos de primers específicos flanqueando o gene INO foram amplificados. A característica sem sementes foi identificada como estenospermática nos frutos do parental P1, sugerindo herança monogênica com dominância completa. A alta similaridade de sequência das amplificações do gene INO nos acessos de pinha (M1, M2, M3) e na cultivar de atemóia Gefner (M4) reforça a hipótese de sua conservação.

Growth regulators and their reflection on different hop genotypes cultivated under in vitro conditions / Reguladores de crescimento e seu reflexo em diferentes genótipos de lúpulo cultivados in vitro

Hops is a new culture in Brazil. Tissue culture can be an important technique for rapid hop propagation. This paper aims to characterize responses from different genotypes under different growth regulators through the interrelationship of response variables important to hop in vitro growth. Three genotypes were cultivated in six culture media with different combinations of growth regulators, BAP (6-benzylaminopurine), IAA (3-indolacetic acid) and GA3 (gibberellic acid). The means were compared by orthogonal contrasts and the interrelationship of the response variables was performed by path analysis. American genotypes showed favorable root development under the BAP + IAA combination, while the use of IAA improved shoot development. The origin of genotypes was important for defining the best protocol for in vitro cultivation. The path coefficient showed that the variable number of shoots has stronger direct effect on the number of nodal segments. Additionally, in tissue culture assays, the use of a covariable and proper error distribution significantly increased experimental accuracy.

O lúpulo é uma nova cultura no Brasil. A cultura de tecidos pode ser uma técnica importante para a propagação rápida do lúpulo. Este artigo tem como objetivo caracterizar respostas de diferentes genótipos sob diferentes reguladores de crescimento através da inter-relação de variáveis de resposta importantes para o crescimento in vitro. Três genótipos foram cultivados em seis meios de cultura com diferentes combinações de reguladores de crescimento, BAP (6-benzilaminopurina), AIA (ácido 3-indolacético) e GA3 (ácido giberélico). As médias foram comparadas por contrastes ortogonais e a inter-relação das variáveis de resposta foi realizada por análise de trilha. Os genótipos americanos apresentaram desenvolvimento radicular favorável sob a combinação BAP + AIA, enquanto o uso do AIA melhorou o desenvolvimento da parte aérea. A origem dos genótipos foi importante para definir o melhor protocolo para o cultivo in vitro. O coeficiente de trilha mostrou que a variável número de brotos tem um efeito direto mais forte no número de segmentos nodais. Adicionalmente, em experimentos com cultura de tecidos, o uso de uma covariável e distribuição de erro adequada aumentou significativamente a precisão experimental.

Growth curve of Nile tilapia from different families of the AquaAmérica variety / Curva de crescimento de tilápia-do-Nilo de diferentes famílias da variedade AquaAmérica

Selection can affect growth, changing performance and asymptotic values. However, there is little information about the growth of families in fish breeding programs. The aim of this study was to evaluate the performance and growth of families of Nile tilapia AquaAmérica. Twenty AquaAmérica families cultivated in a net cage (13.5 m3) for 181 days were evaluated. The nonlinear Gompertz regression model was fitted to the data by the weighted least squares method, taking the inverse of the variance of weight in different families and at different ages as the weighting variable. The model was adjusted to describe the growth in weight and morphometric characteristics. Two families showed highest (P<0.05) weights at both 133 days (family AA10: 743.2 g; family AA16: 741.2 g) and 181 days (family AA10: 1,422.1 g; family AA16: 1,393.4 g) of the experiment. In both experimental periods, the males showed a heavier weight, with the greatest contrast between the sexes occurring at 181 days. The analysis of the three most contrasting families (AA1, AA9 and AA14) showed that the asymptotic value for weight was higher (P<0.05) in family AA9 (3,926.3 g) than in family AA14 (3,251.6 g), but specific growth rate and age at the inflection point did not differ significantly between families. In conclusion, two of the 20 families were superior; males exhibited a greater growth, mainly in the period of 181 days; and the growth curve differed between the families, especially for asymptotic weight.

A seleção pode impactar a forma de crescimento, mudando o desempenho e os valores assintóticos. No entanto, existem poucas informações sobre o crescimento das famílias em programas de criação de peixes. O objetivo deste estudo foi examinar o desempenho e as curvas de crescimento de famílias de tilápia-do-Nilo AquaAmérica. Foram avaliadas 20 famílias AquaAmérica cultivadas em tanques-rede (13,5 m3) por 181 dias. O modelo de regressão não linear de Gompertz foi ajustado aos dados pelo método dos mínimos quadrados ponderados, tomando o inverso da variância do peso nas diferentes famílias e nas diferentes idades como variável de ponderação. O modelo foi ajustado para descrever o crescimento em peso e características morfométricas. Duas famílias apresentaram pesos maiores (P <0,05) em 133 dias (família AA10: 743,2 g; família AA16: 741,2 g) e 181 dias (família AA10: 1422,1 g; família AA16: 1393,4 g) de experimento em relação a outras famílias. Em ambos os períodos experimentais, os machos apresentaram maior peso, com maior contraste entre os sexos ocorrendo aos 181 dias. A análise das três famílias mais contrastantes (AA1, AA9 e AA14) mostrou que o valor assintótico para o peso foi maior (P <0,05) na família AA9 (3926,3 g) do que na família AA14 (3251,6 g), mas a taxa de crescimento específica e a idade no ponto de inflexão não diferiu significativamente entre as famílias. Em conclusão, duas das 20 famílias eram muito superiores; machos exibiram um maior crescimento, principalmente no período de 181 dias; e a curva de crescimento diferiu entre as famílias, principalmente quanto ao peso assintótico.

Genetic parameters and genetic trends of conformation and management traits in Dairy Gir cattle / [Parâmetros genéticos e tendências genéticas de características de conformação e manejo de bovinos Gir Leiteiro]

The objective of this study was to estimate genetic parameters and genetic trends of different conformation and management traits regularly measured within the context of the National Dairy Gir Breeding Program (PNMGL). The estimation of genetic and residual variances for each trait was performed using average information restricted maximum likelihood (AI-REML) procedure in AIREMLF90 program software. The population was divided into three subpopulations constituted by measured females (with phenotype records), all females, and males. Linear regressions were applied for each trait, considering two periods of birth (1st period: 1938-1996; 2nd period: 1997-2012). The estimated heritability of conformation and management traits varied from 0.01 to 0.53, denoting a perspective of genetic improvement through selection and corrective matings for purebred Dairy Gir populations. The average genetic changes in conformation and management traits were, in general, variable and inexpressive, showing that the selection of Dairy Gir may have had been directed essentially to increase milk yield. The analysis of the two periods of birth indicated that some linear traits present progress (although inexpressive) in the 2nd period (more recent period).(AU)

O objetivo deste estudo foi estimar os parâmetros genéticos e as tendências genéticas para diferentes características de conformação e manejo de animais puros da raça Gir Leiteiro, pertencentes ao Programa Nacional de Melhoramento do Gir Leiteiro (PNMGL). A estimativa das variâncias genéticas e residuais para cada característica foi realizada usando-se o procedimento de máxima verossimilhança restrita (AI-REML), por meio do programa AIREMLF90. A população foi dividida em três subpopulações, constituídas por fêmeas mensuradas (com registros de fenótipo), todas fêmeas e machos. As regressões lineares para cada característica foram ainda divididas em dois períodos de anos de nascimento (1º período: 1938 a 1996; 2º período: 1997 a 2012). As herdabilidades estimadas variaram de 0,01 a 0,53 para as características de conformação e manejo, possibilitando a perspectiva de melhoramento mediante seleção e acasalamentos corretivos na população pura da raça Gir Leiteiro. As mudanças genéticas nas características conformação e manejo foram, em geral, variáveis e inexpressivas, sugerindo que a seleção no Gir Leiteiro possa ter sido direcionada essencialmente para maior produção de leite. Ao serem observados os dois períodos distintos de anos de nascimento, infere-se que algumas características lineares apresentaram progresso (embora inexpressivo) no 2º período analisado.(AU)

Reproductive traits in different Nile tilapia genetic groups / [Características reprodutivas em diferentes grupos genéticos de tilápia do Nilo]

The aim of this study was to evaluate the reproductive traits of the non-inbred and inbred AquaAmérica, GIFT and AquaAmérica × GIFTgenetic groups. Six fish from each genetic group were used (2 females:1 male). Females were examined for the presence of eggs in their mouth at every four days, for 12 weeks. Reproduction occurred in all genetic groups (GIFT: 100%; non-inbred AquaAmérica and AquaAmérica ×GIFT: 75%; inbred AquaAmérica: 50%). Female weight, female standard length, total spawning weight, absolute fecundity, relative fecundity, spawn index and hatching rate did not differ significantly between the genetic groups. However, the non-inbred AquaAmérica variety showed lower values (P<0.05) for egg diameter (2.4mm) and egg weight (4.2mg) and higher values (P<0.05) for relative number of eggs (247.6 eggs/g of egg) than GIFT (egg diameter: 2.8mm; egg weight: 5.7mg; relative number of eggs: 175.4 eggs/g of egg) and AquaAmérica ×GIFT (egg diameter: 2.8mm; egg weight: 5.9mg; relative number of eggs: 168.8 eggs/g of egg). In conclusion, the non-inbred AquaAmérica variety produces smaller, lighter eggs but a higher relative number of eggs than the GIFT variety and the AquaAmérica ×GIFT cross; and inbreeding negatively affects spawning rate.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar as características reprodutivas dos grupos genéticos AquaAmérica não endogâmicos e endogâmicos, GIFT e AquaAmérica × GIFT. Foram utilizados seis peixes de cada grupo genético (duas fêmeas:um macho). As fêmeas foram examinadas quanto à presença de ovos na boca a cada quatro dias, durante 12 semanas. A reprodução ocorreu em todos os grupos genéticos (GIFT: 100%; AquaAmérica não endogâmica e AquaAmérica × GIFT: 75%; AquaAmérica endogâmica: 50%). Peso e comprimento padrão de fêmea, peso total de desova, fecundidade absoluta, fecundidade relativa, índice de desova e taxa de eclosão não diferiram significativamente entre os grupos genéticos. Entretanto, a variedade não endogâmica da AquaAmérica apresentou valores mais baixos (P<0,05) para diâmetro do ovo (2,4mm) e peso do ovo (4,2mg) e maiores valores (P<0,05) para número relativo de ovos (247,6 ovos/g de ovo ) que GIFT (diâmetro do ovo: 2,8mm; peso do ovo: 5,7mg; número relativo de ovos: 175,4 ovos/g de ovo) e AquaAmérica × GIFT (diâmetro do ovo: 2,8mm; peso do ovo: 5,9mg; número relativo de ovos: 168,8 ovos/g de ovo). Em conclusão, a variedade AquaAmérica não endogâmica produz ovos menores e mais leves, mas um número relativo maior de ovos que a variedade GIFT e o cruzamento AquaAmérica × GIFT; a consanguinidade afeta negativamente a taxa de desova.(AU)

Performance and economic viability of tambaqui, Colossoma macropomum, selectively bred for weight gain

Tambaqui, Colossoma macropomum, is one of the most produced species in Brazilian fish farming, which has boosted the development of new technologies to increase its productivity. The aim of this study was to evaluate production performance in two second-generation tambaqui stocks selectively bred for weight gain in a semi-intensive rearing system and assess its influence on total production cost. We analyzed 300 fish (initial mean weight and standard length of 160 g and 17 cm, respectively) of two families (A and B, 150 fish each). The fish were individually marked with microchips and stocked in an 800-m2 excavated pond. For economic analysis, the obtained performance data were extrapolated for a fish farm with a 10-ha pond, adopting the Total Production Cost methodology. After 270 days of farming, the fish from family B were significantly superior (p < 0.05) for all analyzed performance parameters (final weight = 1965.0 g; weight gain = 1786.7 g; biomass gain = 255.2 kg) and morphometric growth in relation to the fish from family A (final weight = 1881.0 g; weight gain = 1737.5 g; biomass gain: 217.7 kg). The total production cost estimations indicated that fish from family B would allow for a 4% reduction in the average fixed cost and a 1% decrease in the total average production cost. (AU)

Learning from transgenics: advanced gene editing technologies should also bridge the gap with traditional genetic selection

We highlight the importance of the mixed genetic approaches (classical and currents) to improve the social perception related to the GMOs acceptance. We pointed out that CRISPR/Cas9 events could carry DNA variability/rearrangements related to somaclonal variations or epigenetic changes that are independent from the editing per se. The transformation of single cells, followed by plant regeneration, is used to generate modified plants, transgenic or genome editing (CRISPR/Cas9). The incidence of undesirable somaclonal variations and/or epigenetic changes that might have occurred during in vitro multiplication and regeneration processes, must be carefully analyzed in replicates in field trials. One remarkable challenge is related to the time lapse that selects the modified elite genotypes, because these strategies may spend a variable amount of time before the results are commercialized, where in all the cases it should be take into account the genotype × environment interactions. Furthermore, this combination of techniques can create an encouraging bridge between the public opinion and the community of geneticists who are concerned with plant genetic improvement. In this context, either transgenesis or genomic editing strategies become complementary modern tools to facing the challenges of plant genetic improvement. Their applications will depend on case-by-case analysis, and when possible will necessary associate them to the schemes and bases of classic plant genetic improvement.

Terapia Gênica e Doping Genético: Diálogos Bioéticos e Biojurídicos / Terapia génica y doping genético: diálogos bioéticos y biojurídicos / Gene Therapy and Genetic Doping: Bioethical and Biolegal Dialogues

Resumo: A aplicação da engenharia genética no esporte desperta o debate com a criação dos atletas geneticamente modificados, a partir do doping genético. Nesse sentido, busca-se nestes estudos abordar o melhoramento genético no esporte, apresentando seus principais questionamentos bioéticos e biojurídicos. Para tanto, pesquisou-se autores em Biodireito, Bioética, Filosofia e em Genética, dado o caráter interdisciplinar que o tema exige. Assim, apresentou-se a distinção entre tratamento e melhoramento, com a terapia gênica e o doping genético, e, em seguida, adentrou-se nas questões bioéticas e jurídicas que o objeto da pesquisa envolve, de forma que, para ao final, o leitor possa refletir quais serão os impactos da genética aplicada ao rendimento esportivo e na sociedade. Os resultados desta pesquisa permitem concluir que a evolução é inerente ao homem, contudo, quando se trata da alteração genômica, torna-se imperiosa a reflexão dos impactos do aperfeiçoamento genético de forma a garantir iguais liberdades fundamentais no contexto do Estado Democrático de Direito. Com essa abordagem demonstra-se que a bioética é o eixo do diálogo e debate multidisciplinar que o tema envolve para a construção dos novos rumos da engenharia genética humana.

Resumen: La aplicación de la ingeniería genética en el deporte despierta el debate con la creación de los atletas genéticamente modificados, a partir del dopaje genético. En este sentido, se busca en estos estudios abordar el mejoramiento genético en el deporte, presentando sus principales cuestionamientos bioéticos y biojurídicos. Para tanto, se investigó autores en Bioderecho, Bioética, Filosofía y Genética, dado el carácter interdisciplinar que el tema exige. Así, se presentó la distinción entre tratamiento y mejoramiento, con la terapia génica y el dopaje genético, y, enseguida, se centró en las cuestiones bioéticas y jurídicas que el objeto de la investigación involucra, de forma que, para al final, el lector pueda reflexionar sobre cuáles serán los impactos de la genética aplicada al rendimiento deportivo y en la sociedad. Los resultados de esta investigación permiten concluir que la evolución es inherente al hombre, pero, cuando se trata de la alteración genómica, se hace imperiosa la reflexión de los impactos del perfeccionamiento genético de forma a garantizar iguales libertades fundamentales en el contexto del Estado Democrático de Derecho. Con este abordaje, se demuestra que la bioética es el eje del diálogo y debate multidisciplinar que el tema involucra para la construcción de los nuevos caminos de la ingeniería genética humana.

Abstract: The application of genetic engineering in sports awakens the debate with the creation of genetically modified athletes, from genetic doping. In this sense, these studies seek to address the genetic improvement in sport, presenting its main bioethical and bio-legal questions. Therefore, authors in Biolaw, Bioethics, Philosophy and Genetics were investigated, given the interdisciplinary nature that the subject demands. Thus, the distinction between treatment and improvement was presented, with gene therapy and genetic doping, and, immediately, focused on the bioethical and legal issues that the object of the research involves, so that, in the end, the reader can reflect on the impacts of genetics applied to sports performance and society. The results of this research allow us to conclude that evolution is inherent to man, but when it comes to genomic alteration, it is imperative to reflect on the impacts of genetic improvement in order to guarantee equal fundamental freedoms in the context of the Democratic Rule of Law. With this approach, it is demonstrated that bioethics is the axis of the multidisciplinary dialogue and debate that the topic involves for the construction of the new paths of human genetic engineering.

Molecular detection of albinism gene in Brazilian buffalo herds (Bubalus bubalis) / Detecção molecular do gene do albinismo em rebanhos de búfalos (Bubalus bubalis) do Brasil

Albinism is a genetic disease characterized by deficient melanin production making affected animals more susceptible to skin problems, negatively influencing production systems of the same. In buffalo, a nonsense mutation (c.1431G>A) in the tyrosinase gene was already described, which is responsible for the oculocutaneous albinism buffalo phenotype. However, prevalence studies have never been performed for this anomaly in Brazil. Therefore, the objective of this study was to investigate this mutation in buffalo herd in Brazil. Of the 315 buffalo tested with no albinism phenotype evident, 11 (3.5%) were heterozygous for the mutation and none were mutated homozygous, showing the existence of the albinism gene in buffalo production herds and proving the importance of prevalence studies for hereditary diseases in order to prevent the dissemination of these same genes and their negative productivity consequences.(AU)

O Albinismo é uma doença genética caracterizada pela deficiência na produção de melanina, o que torna os animais afetados mais susceptíveis a problemas cutâneos e influencia negativamente a criação destes animais. A mutação nonsense (c.1431G>A) no gene da tyrosinase já foi descrita como responsável pelo albinismo oculocutâneo em búfalos, entretanto estudos prévios sobre a prevalência dessa mutação ainda não foram realizados no Brasil. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar a presença desta mutação em uma população de búfalos brasileiros. Foram genotipados 315 búfalos clinicamente normais, ou seja, sem o fenótipo albino evidente. Desses, 11 (3,5%) eram heterozigotos para a mutação (N/TYR) e os demais eram homozigotos selvagens (N/N). Este resultado demonstra que o alelo mutado para o albinismo em búfalo está presente no rebanho brasileiro e aponta a importância de estudos de prevalência de enfermidades hereditárias com o objetivo de prevenir a disseminação desses alelos mutados, minimizando os prejuízos.(AU)

Combination of biomaterial transplantation and genetic enhancement of intrinsic growth capacities to promote CNS axon regeneration after spinal cord injury / 医学前沿

The inhibitory environment that surrounds the lesion site and the lack of intrinsic regenerative capacity of the adult mammalian central nervous system (CNS) impede the regrowth of injured axons and thereby the reestablishment of neural circuits required for functional recovery after spinal cord injuries (SCI). To circumvent these barriers, biomaterial scaffolds are applied to bridge the lesion gaps for the regrowing axons to follow, and, often by combining stem cell transplantation, to enable the local environment in the growth-supportive direction. Manipulations, such as the modulation of PTEN/mTOR pathways, can also enhance intrinsic CNS axon regrowth after injury. Given the complex pathophysiology of SCI, combining biomaterial scaffolds and genetic manipulation may provide synergistic effects and promote maximal axonal regrowth. Future directions will primarily focus on the translatability of these approaches and promote therapeutic avenues toward the functional rehabilitation of patients with SCIs.

Evaluación de déficit hídrico en variantes somaclonales de maracuyá (Passiflora edulis var. flavicarpa, Deneger), usando mediciones morfométricas / Water deficit evaluation in somaclonal variants of passion fruit (Passiflora edulis var. flavicarpa, Deneger), using morphometric measurements

El aumento de las temperaturas y el cambio en los regímenes pluviales tienen efectos directos sobre el rendimiento de los cultivos, el maracuyá no tolera épocas secas marcadas, lo que puede resultar en poca inducción floral y en caída de frutos, hasta la defoliación de la planta. El mejoramiento genético vegetal aparece como estrategia para favorecer la adaptación de los cultivos al estrés ambiental. Una de las herramientas del fitomejoramiento es el cultivo de tejidos vegetales, con éste se ha obtenido variedades mejoradas usando variación somaclonal. Por tal motivo, se planteó un proyecto de selección in vitro de variantes somaclonales (VS) de maracuyá, buscando tolerancia al déficit hídrico. La investigación cuenta con cuatro etapas, 1. Inducción de callogénesis (2,4-D), 2. Organogénesis directa e indirecta; 3. Inducción de estrés hídrico (PEG 6000); 4. Selección in vitro de VS tolerantes a déficit hídrico. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en plántulas sembradas en medios con 20g PEG/l, para longitud, grosor y número de raíces, en cuanto a tallo no se encontraron diferencias estadísticas. El número de hojas presentó diferencias significativas respecto a los demás medios que inducían estrés hídrico [25 y 30g PEG/L]. Finalmente, las variables morfométricas permitieron diferenciar los mejores tratamientos y las plántulas, que mostraron tolerancia al déficit hídrico, esto expresado en términos de crecimiento longitudinal, grosor, ancho y número, pese a las concentraciones del agente estresante PEG 6000. Lo obtenido se convierte en insumo importante para continuar con el proceso de fitomejoramiento del maracuyá en la Universidad del Tolima.

The increase in temperatures and the change in rainfall regimes have direct effects on crop yields, passion fruit does not tolerate marked dry seasons, which can result in little floral induction and fruit fall, until the defoliation of the plant. Plant genetic improvement appears as a strategy to favor the adaptation of crops to environmental stress. One of the tools of plant breeding is the cultivation of plant tissues, with this one has obtained improved varieties using somaclonal variation. For this reason, a project was proposed for in vitro selection of somaclonal variants (VS) of passion fruit, seeking tolerance to the water deficit. The research has four stages, 1. Induction of calllogenesis (2,4-D), 2. Direct and indirect organogenesis; 3. Water stress induction (PEG 6000); 4. In vitro selection of VS tolerant to water deficit. Statistically significant differences were found in seedlings planted in media with 20g PEG / l, for length, thickness and number of roots, in terms of stem no statistical differences were found. The number of leaves showed significant differences with respect to the other means that induced water stress [25 and 30g PEG / L]. Finally, the morphometric variables allowed differentiating the best treatments and seedlings, which showed tolerance to the water deficit, this expressed in terms of longitudinal growth, thickness, width and number, despite the concentrations of the stressful agent PEG 6000. The obtained becomes important input to continue the process of plant breeding of passion fruit at the University of Tolima.

Desempenhos produtivo e reprodutivo de um rebanho F1 Holandês x Gir em Minas Gerais / Productive and reproductive performances of F1 Holstein x Gir cows in the state of Minas Gerais

Objetivou-se avaliar os desempenhos produtivo e reprodutivo de vacas F1 Holandês x Gir Minas Gerais, as quais foram mantidas em sistema de produção a pasto no verão, com suplementação de concentrado, e, no inverno, alimentadas com cana-de-açúcar, polpa de citros e concentrado. As características avaliadas foram: idade ao primeiro parto, intervalo parto-primeiro serviço, período de serviço, intervalo de partos, permanência da matriz no rebanho, produção de leite total por lactação, duração da lactação, produção média diária, produções ajustadas a 280 dias e a 305 dias de lactação, produção de leite por intervalo de partos e curvas de lactação conforme ordem de partos, época de partos e período de serviço. A função gama incompleta foi utilizada para estimação dos parâmetros das curvas de lactação. As demais características foram analisadas utilizando-se modelos lineares mistos. O rebanho apresentou ótimo desempenho (6271,56kg de leite por lactação). As fêmeas F1 Holandês x Gir são boa alternativa para a produção de leite, desde que garantidas boas condições de manejo, alimentação do rebanho e utilização de matrizes oriundas de programas de cruzamento direcionados empregando-se critérios de melhoramento genético.(AU)

The objective was to evaluate the productive and reproductive performances of F1 Holstein x Gir cows in the state of Minas Gerais. The herd during the summer was managed in a pasture based production system with supplementation of concentrate according to milk production and in the winter it was fed with sugar cane, citrus pulp and concentrate. The characteristics evaluated were: age at first calving, calving to first service interval, service period, calving interval, permanence the cows in the herd, total milk production per lactation, lactation length, average milk daily, productions adjusted to 280 and to 305 days of lactation, milk production per calving interval, and lactation curves. The Incomplete Gamma function was used to estimate the parameters of lactation curves at parturition order, parturition epoch and service period. The other characteristics were analyzed using linear mixed models. The herd showed great performance (6271,56 kg of milk per lactation). F1 Holstein x Gir cows are a good alternative to milk production, as long as good conditions of handling and feeding are guaranteed, and the use of cows derived from breeding programs targeted using genetic improvement criteria.(AU)

Morphoanatomy and histochemistry analyses of cassava roots do not discriminate resistant from susceptible genotypes to soft root rot

A mandioca é uma cultura importante no Brasil e no Norte do país, e a podridão mole da raiz tem afetado a produção. O objetivo deste trabalho foi identificar caracteres morfoanatômicos e histoquímicos da raiz associados à resistência à podridão da raiz. Em áreas sem ocorrência da doença, nove genótipos de mandioca foram testados, quatro resistentes e cinco suscetíveis. A colheita da raiz foi realizada doze meses após o plantio e medidas de espessura do súber, súber e cortex e xilema secundário foram realizadas. Além disso, foram analisados a textura, as camadas de célula do súber, o conteúdo de lignina e os monômeros de lignina da porção súber e cortex. Ainda, testes histoquímicos e microscopia eletrônica de varredura (MEV) das raízes foram realizados. Os resultados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste de Scott-Knott (p≤0.05). Os caracteres: espessura de súber e córtex nas porções mediana e proximal, espessura do xilema secundário nas porções mediana e apical, número de camadas de células do súber, espessura do súber e textura da raiz apresentaram diferenças entre os genótipos, mas não associadas à resistência ou suscetibilidade. Não houve diferenças para: elementos de vaso, lignina e monômeros de lignina para os testes histoquímicos com Sudan IV e Lugol. Imagens de MEV apresentaram diferenças entre os genótipos, mas não associadas à resistência ou suscetibilidade. Assim, os caracteres avaliados não podem ser usados na seleção de mandioca com resistência à podridão mole da raiz em programa de melhoramento genético. (AU)

Resistance of tomato plant genotypes with high foliar allelochemical contents to the leafminer Liriomyza trifolii / Resistência de genótipos de tomateiro com altos teores de aleloquímicos nas folhas à mosca-minadora Liriomyza trifolii

The objective of this study was to assess the resistance of tomato genotypes with high foliar levels of allelochemicals to the leafminer Liriomyza trifolii. Eight tomato genotypes with contrasting levels of three different alellochemicals were tested for leafminer resistance: the TOM-687 and TOM-688 lines, which are both rich in acylsugar; ZGB-703 and ZGB-704, which are rich in zingiberene; BPX-365G-899-07-04-02 and BPX-367E-238-02, which are rich in 2-tridecanone; and 2 standard commercial hybrids (Deborah Max and Bravo F1) with low-allelochemical content. Thirty days after being transplanted, nine potted plants of each of the treatments were transferred to a phytotron chamber, into which 1600 unsexed leafminer adults from a mass rearing were released. The number of mines and the percentage of leaves and leaflets attacked (= with the presence of punctures) were evaluated. Six days later, the number of pupae was recorded. The genotypes with high levels of acylsugar were associated with higher levels of resistance to leaf miner L. trifolii, through antixenosis and antibiosis mechanisms. At least one of the 2-tridecanone-rich lines (BPX -365G-899-07-04-02) showed some level of resistance via an antibiosis mechanism.(AU)

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar a possível resistência de genótipos de tomateiro com altos teores de aleloquímicos nas folhas, à mosca-minadora Liriomyza trifolii. Para tanto, foi montado um ensaio em delineamento inteiramente casualizado com oito tratamentos: linhagens TOM-687 e TOM-688, ricas em acilaçúcares; ZGB-703 e ZGB-704, ricas em zingibereno; BPX-365G-899-07-04-02 e BPX-367E-238-02, ricas em 2-tridecanona; 2 híbridos comerciais, Débora Max e Bravo (testemunhas) e nove repetições. Aproximadamente 30 dias após o transplante, vasos com uma planta correspondente a cada tratamento foram transferidos para uma câmara climatizada do tipo Fitotron, na qual foram liberados 1.600 adultos da mosca minadora, não sexados, oriundos da criação de manutenção. Avaliaram-se o número de minas, a porcentagem de folhas e folíolos atacados (com a presença de puncturas), e seis dias depois, contou-se o número de pupas. Os genótipos com altos teores de acilaçúcares mostraram-se associados a maiores níveis de resistência à mosca-minadora L. trifolii, tanto pelo mecanismo de antixenose como antibiose. Pelo menos uma das linhagens ricas em 2-tridecanona mostrou algum nível de resistência pelo mecanismo de antibiose.(AU)

Comportamento alimentar de vacas Nelore e de seus bezerros puros ou mestiços / Feeding behavior of Nellore cows and their pure or crossbred calves

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a influência do grupo genético do bezerro no comportamento alimentar diurno de mães e suas crias. Foram utilizadas 24 vacas Nelores paridas e seus bezerros, oito Nelores (puros), oito 1/2 Simental 1/2 Nelore e oito 1/2 Red Angus 1/2 Nelore. Avaliaram-se as medidas de frequência e duração das mamadas, tempo de pastejo e ruminação dos bezerros e das vacas. Os bezerros puros mamaram mais frequentemente que os mestiços (3,51 vs. 3,17 vezes/dia), porém com menor duração de mamada (7,37 vs. 7,80 minutos). A frequência de mamadas, a duração de cada mamada e o tempo total de mamadas diminuíram com o aumento da idade do bezerro. Nos bezerros, pastejo e ruminação aumentaram com a idade; entretanto, nas vacas, aumentou o tempo de pastejo e diminuiu o de ruminação com o passar dos dias. Os bezerros mestiços pastaram, em média, 18 minutos a mais que os puros, e os machos 16 minutos a mais que as fêmeas. Os bezerros machos ruminaram, aos 40 dias de idade, 25 minutos a mais que as fêmeas, mas essa diferença diminuiu com a idade e desapareceu por volta dos 220 dias. O comportamento da mãe e de sua cria é influenciado pelo grupo genético desta última.(AU)

The aim of this study was to evaluate the effect of a calf's genetic group on the behavior of dam and calf. We used 24 Nellore dams and their calves, of which eight were Nellore, eight were 1/2Simmental 1/2Nelore and eight 1/2Red Angus 1/2Nellore. Grazing and rumination times, as well as suckling frequency and time, were measured. The straight bred calves suckled more often than the crossbreds (3.51 vs. 3.17 times/day), but their suckling lasted less time (7.37 vs 7.80 minutes). Suckling frequency, suckling length and total time spent suckling decreased as calf age increased. Calf grazing and rumination time increased with age; however, the cows' grazing time increased and rumination time decreased as the days postpartum went by. The crossbred calves grazed, on average, 18 minutes longer than the crossbreds, and the males grazed 16 minutes longer than the females. The male calves grazed, at 40 days of age, 25 minutes longer than the females, but this difference decreased as they grew and disappeared around 220 days. In conclusion, dam and calf behavior are influenced by the calf's genetic group.(AU)

Estudo proteômico de variedades de milho ( Zea mays L. ) obtidas por melhoramento clássico e por recombinação genética / Proteomic study of maize ( Zea mays L. ) varieties obtained by classical breeding and genetic recombination.

O melhoramento genético clássico de sementes milho (Zea mays L.) permitiu desenvolver inúmeras variedades, incluindo o milho com qualidade proteica melhorada (Quality Protein Maize, QPM), que visava aumentar os teores proteicos e as propriedades nutricionais. Por outro lado, novas variedades comerciais foram obtidas por vegetais geneticamente modificados (GM), com foco em parâmetros agronômicos. Em ambos os casos, a segurança dessas variedades para uso como alimento é uma das principais preocupações dos desenvolvedores e dos órgãos de regulamentação. A Equivalência Substancial é a base do sistema de avaliação da segurança de culturas geneticamente modificadas, no entanto alterações na expressão de proteínas não são devidamente analisadas e esclarecidas. As abordagens proteômicas complementam as técnicas de avaliação de biossegurança para alimentos GM, bem como permitem investigar possíveis efeitos indesejáveis derivados do melhoramento clássico. Os objetivos do presente estudo foram caracterizar e comparar os perfis proteicos de variedades de milhos convencionais melhorados (QPM) e geneticamente modificados (GMs), contra suas respectivas linhas convencionais utilizando técnicas proteômicas como eletroforese bidimensional (2-DE) e bottom up shotgun (gel-free). Num primeiro estudo, foram utilizadas três amostras de milho, sendo duas variedades convencionais com QPM (QP1 e QP2) e uma variedade convencional normal (CN). No segundo estudo, foram analisadas duas cultivares de milho GM (GM1 e GM2) e seus respectivos convencionais genitores (CG1 e CG2). As composições químicas de todas as amostras também foram avaliadas quanto a Equivalência Substancial. O extrato bruto proteico foi submetido à análise de eletroforese unidimensional (1-DE), bidimensional (2-DE) e bottom up shotgun (gel-free). As imagens dos mapas proteicos foram analisadas pelo software Image Master 2D Platinum 7.0 (GE). Os spots diferencialmente expressos e selecionados foram sequenciados por MS. Pela composição química das principais frações das amostras de milho foi possível identificar a equivalência substancial entre as amostras convencionais e GMs, bem como QPMs e sua convencional dentro das faixas de variabilidade esperadas da espécie. Nos géis 1-DE foram observadas bandas proteicas com perfis similares entre os grupos de amostras avaliadas para ambos estudos. Nas imagens dos géis 2-DE não houveram alterações extremas entre as amostras de milhos GMs e seus respectivos convencionais genitores (CGs), mas apenas diferenças na intensidade dos spots proteicos. As variedades QPMs e CN apresentaram diferenças devido à distribuição dos spots. Os mapas proteicos das amostras CG1 x GM1 e CG2 x GM2 apresentaram maior semelhança com porcentagens de matchings superiores a 70 %, enquanto as porcentagens de matchings entre variedades diferentes (QPMs e CN) foram menores. No total foram identificadas 219 proteínas das amostras CGs x GMs e QPMs x CN, classificadas quanto aos seus processos biológicos e função molecular. Em conclusão, foram encontradas diferenças entre os cultivares GMs e CGs, indicando uma variação normal entre variedades de milho, que não comprometem a segurança alimentar das amostras estudadas. Quanto às amostras com QPM e CN as diferenças encontradas são devido à sua distância nas linhagens ou germoplasma

The classic genetic breeding of corn seeds (Zea mays) has enabled the development of many varieties, including corn with improved protein quality (Quality Protein Maize, QPM), which aimed to increase protein levels and nutritional properties. On the other hand, new commercial varieties have been obtained out of genetically modified (GM) vegetables, with a focus in agronomic parameters. In both cases, the safety of these varieties for food use is one of the main concerns for the developers and for the regulatory agencies. Substantial Equivalence is the basis of the safety evaluation system for genetically modified crops, however, alterations in the protein expressions are not been properly analyzed and clarified. The protein approaches complement the techniques of biosafety evaluation for GM foods, as well as allow for possible undesirable effects derived from classic improvement to be investigated. The goals of the current studies were to characterize and compare the protein profiles of the different varieties of conventionally improved (QPM) and genetically modified (GM) corn, against their respective conventional lines using proteomic techniques, such as, two-dimensional electrophoresis (2-DE), bottom up shotgun (gel-free) and masses spectrometry (MS). In a first instance of the study, three samples of corn were used, two of conventional varieties with QPM (QP1 and QP2) and one conventional normal variety (CN). In a second instance of the study, two cultures of GM corn (GM1 and GM2) were analyzed and their respective conventional genitors (CG1 and CG2). The chemical compositions of all the samples were also evaluated for their Substantial Equivalence. The protein raw extract was submitted to analysis of one-dimensional (1-DE), two-dimensional (2-DE) electrophoresis, and bottom up shotgun (gel-free). The protein image maps were analyzed by the Image Master 2D Platinum 7.0 (GE) software. The spots which were expressed and selected differentially were sequenced by MS. By the chemical composition of the main fractions of the samples of corn, it was possible to identify the substantial equivalence between the conventional samples and GMs, likewise with OPMs and their conventional in the ranges of variability which were expected for the species. On the 1-DE gel, it was observed protein bands with similar profiles amongst the groups of evaluated samples for both studies. In the images of the 2-DE gel, there were no alterations between the GM corn and their respective conventional genitors (CGs), but only differences in intensity of the protein spots. The OPM and CN varieties presented differences due to the distribution of the spots. The protein maps of samples CG1 vs. GM1 and CG2 vs. GM2 presented greater similarities with the percentages of matchings superior to 70%, while the percentage of matchings among different varieties (QPMs and CN) were smaller. In total, there were 219 proteins identified in the samples CGs vs. GMs and QPMs vs. CN, classified by the biologic processes and molecular function. In conclusion, there were found differences between the cultures of GMs and CGs, indicating a normal variation among the corn varieties, which do not affect the food security of the studied samples. As per the samples with QPM and CN, the differences found were due to the line distances or germplasm

Pode o melhoramento humano ser aceito como um dos objetivos da medicina? / Can human improvement be accepted as one of the goals of medicine?

Seria razoável e eticamente permissível incluir melhoramentos, ao lado da prevenção e dos tratamentos, como objetivos da medicina? Segundo alguns críticos isso seria inaceitável. Uma das razões é que, se um medicamento ou técnica não protege, promove ou recupera a saúde, na ignorância, deve-se evitá-lo, já que não se pode excluir de antemão a possibilidade de efeitos indesejáveis. Nessa ótica, melhoramentos deveriam ser contraindicados, já que seriam potencialmente iatrogênicos. Porém, e se houver evidências suficientes de que não há parefeitos significativos? Nesse caso, não deveriam os médicos indicá-los? O problema é que se um medicamento for comprovadamente benéfico para o tratamento ou alívios dos sintomas de uma doença, não prescrevê-lo implica negligência. Suponhamos que aceitemos um dia a inclusão de práticas melhoristas no rol dos objetivos da medicina. Se um médico não recomendar um melhoramento, estaria ele também agindo em negligência? Teriam os pacientes direitos sobre seus médicos não só ao melhor tratamento mas também às melhores opções de melhoramento humano? Neste artigo, pretendo tratar desse tema recente de forma exploratória. Pretendo defender que a aceitação dos melhoramentos no âmbito da medicina não implica tomá-los como equivalentes às ações preventivas ou terapêuticas, e que a permissão de melhoramentos não acarreta obrigações sobre os médicos nem direitos a seus pacientes.

Diversity among genotypes of conilon coffee selected in Espírito Santo state / Diversidade entre genótipos de café conilon selecionados no estado do Espírito Santo

The use of multivariate techniques for factor analysis is an efficient alternative for coffee breeding programs. This study aimed to evaluate the genetic diversity of 60 genotypes of conilon coffee based on agronomic performance in the northern state of Espírito Santo and to estimate the relative contribution of different agronomic characteristics towards the diversity of the species. The data were collected in an experiment conducted on the Experimental Farm of Bananal do Norte (Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extenção Rural ­ INCAPER) in the southern state of Espírito Santo, and 12 agronomic characteristics were evaluated over four sequential harvests (4 years). Significant differences between the genotypes were observed for all of the characteristics, indicating the possibility of exploiting the high genetic variability to classify the genotypes into different groups based on their similarities. Of the agronomic characteristics, the duration of the ripening cycle was the variable that contributed the most to the variability among the 60 genotypes, with a relative contribution of 70.02%.

A utilização de técnicas multivariadas de análise de fatores é uma alternativa eficiente utilizada no melhoramento genético do cafeeiro. O presente trabalho objetivou avaliar a divergência genética de 60 clones de café conilon, selecionados pelo seu desempenho no norte do Estado do Espírito Santo, e estimar a contribuição relativa de diferentes características agronômicas para a diversidade da espécie. Os dados foram coletados em experimento conduzido na Fazenda Experimental Bananal do Norte (INCAPER), considerando 12 características agronômicas, avaliadas através de médias de quatro safras. Diferenças significativas entre os genótipos foram observadas para todas as características avaliadas, indicando a possibilidade de exploração da alta variabilidade genética para a classificação dos genótipos em diferentes grupos homogêneos, baseado em suas similaridades. Dentre as características agronômicas, a duração do ciclo de maturação foi a variável que mais contribuiu para a variabilidade entre os 60 genótipos, com contribuição relativa de 70,02%.