Minc00344 and Mj-NULG1a effectors interact with GmHub10 protein to promote the soybean parasitism by Meloidogyne incognita and M. javanica.

Several economically important crops are susceptible to root-knot nematode (RKNs). Meloidogyne incognita and M. javanica are the two most reported species from the RKN complex, causing damage to several crops worldwide. The successful outcome of the Meloidogyne-plant interaction is associated with molecular factors secreted by the nematode to suppress the plant's immune response and promote nematode parasitism. In contrast, several plant factors are associated with defense against nematode infection. In this study, we identified and characterized the specific interaction of Minc00344 and Mj-NULG1a effectors with soybean GmHub10 (Glyma.19G008200) protein in vitro and in vivo. An Arabidopsis thaliana T-DNA mutant of AtHub10 (AT3G27960, an orthologous gene of GmHub10) showed higher susceptibility to M. incognita. Thus, since soybean and A. thaliana Hub10 proteins are involved in pollen tube growth and indirect activation of the defense response, our data suggest that effector-Hub10 interactions could be associated with an increase in plant susceptibility. These findings indicate the potential of these effector proteins to develop new biotechnological tools based on RNA interference and the overexpression of engineered Hub10 proteins for the efficient management of RKN in crops.

Desempenho fisiológico e qualidade físico-química de grãos de soja secados sob diferentes temperaturas / Physiological performance and physicochemical quality of soybean dried under different temperatures

A secagem é um dos fatores preponderantes à preservação da qualidade dos grãos. No entanto, se realizada de maneira inadequada, pode reduzir drasticamente a qualidade dos grãos. Da percepção qualitativa, a transferência massa/calor propicia alterações no teor de água, de matéria seca, tamanho e qualidade fisiológica. Objetivou-se com este estudo verificar a influência da taxa de remoção de água sobre a qualidade fisiológica dos grãos de soja. O experimento foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 8 (duas temperaturas de secagem e oito teores de água), cinco repetições. Na redução do teor de água de 28 ±0,2% em base seca (bs) à umidade de armazenamento 12±0,2% (bs), utilizaram-se temperaturas do ar de 45 e 50ºC, cuja massa foi pesada periodicamente no processo de secagem, separando-se frações de grãos nos teores de água (28, 25, 22, 20, 18, 16, 14, 12%) para cada repetição, avaliando-se velocidade de secagem e potencial fisiológico, para cada temperatura. Os efeitos imediatos e latentes da temperatura de secagem sobre a qualidade dos grãos revelaram que a incidência de alterações é função da velocidade de secagem, cuja temperatura de 50°C propiciou reduções expressivas no potencial fisiológico dos grãos. Enquanto a temperatura de secagem não teve efeito sobre a cor do grão, o teor de água do grão apresentou relação direta com o volume, o peso e a matéria mineral, e relação inversa com o teor de carboidratos, proteínas, lipídios e massa específica do grão. O teste de condutividade elétrica não identificou danos aos grãos e pelo envelhecimento acelerado, detectou-se o efeito do teor de água e da temperatura de secagem sobre a qualidade do grão.(AU)

Drying is one of the most important factors to preserve the quality of grains. However, if it is poorly conducted, it can decrease such quality. The mass/heat exchange implies in alterations in moisture content, dry mass, size and physiological quality. Facing the need of keeping the soy beans quality after harvest, we aimed with this research to assess the drying rate on the physiological quality, physicochemical and chemical alterations of the grains. The experimental design was set in complete randomized way, in a factorial scheme (2 temperatures and 8 moisture contents) with 5 replicates. During the moisture content reduction from 28 ±0,2% (dm) to 12±0,2% (dm), the soybeans were submitted to the air temperatures were set at 45 and 50ºC. The grain masses were weighted periodically during the process and fractions were taken at moisture content of (28, 25, 22, 20, 18, 16, 14, 12%) for each replicate. The drying rate and the physiological performance were assessed for each temperature. The instant and latent effects of the drying temperature on the soybeans quality revealed that the drying rates strongly affects the physiological quality of the grains and the 50 ºC was the most aggressive in decreasing it. The moisture content of the grains was directly relationship with volume, weight, and mineral matter, and it is inversely proportional to carbohydrates, proteins, lipids and specific mass. Conversely, the temperature did not affect the color and the exudate electrical conductivity. The accelerated aging detected that the 50 ºC temperature is a cause of physiological damage in the soybeans.(AU)

Desempenho fisiológico e qualidade físico-química de grãos de soja secados sob diferentes temperaturas / Physiological performance and physicochemical quality of soybean dried under different temperatures

A secagem é um dos fatores preponderantes à preservação da qualidade dos grãos. No entanto, se realizada de maneira inadequada, pode reduzir drasticamente a qualidade dos grãos. Da percepção qualitativa, a transferência massa/calor propicia alterações no teor de água, de matéria seca, tamanho e qualidade fisiológica. Objetivou-se com este estudo verificar a influência da taxa de remoção de água sobre a qualidade fisiológica dos grãos de soja. O experimento foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 2 x 8 (duas temperaturas de secagem e oito teores de água), cinco repetições. Na redução do teor de água de 28 ±0,2% em base seca (bs) à umidade de armazenamento 12±0,2% (bs), utilizaram-se temperaturas do ar de 45 e 50ºC, cuja massa foi pesada periodicamente no processo de secagem, separando-se frações de grãos nos teores de água (28, 25, 22, 20, 18, 16, 14, 12%) para cada repetição, avaliando-se velocidade de secagem e potencial fisiológico, para cada temperatura. Os efeitos imediatos e latentes da temperatura de secagem sobre a qualidade dos grãos revelaram que a incidência de alterações é função da velocidade de secagem, cuja temperatura de 50°C propiciou reduções expressivas no potencial fisiológico dos grãos. Enquanto a temperatura de secagem não teve efeito sobre a cor do grão, o teor de água do grão apresentou relação direta com o volume, o peso e a matéria mineral, e relação inversa com o teor de carboidratos, proteínas, lipídios e massa específica do grão. O teste de condutividade elétrica não identificou danos aos grãos e pelo envelhecimento acelerado, detectou-se o efeito do teor de água e da temperatura de secagem sobre a qualidade do grão.

Drying is one of the most important factors to preserve the quality of grains. However, if it is poorly conducted, it can decrease such quality. The mass/heat exchange implies in alterations in moisture content, dry mass, size and physiological quality. Facing the need of keeping the soy beans quality after harvest, we aimed with this research to assess the drying rate on the physiological quality, physicochemical and chemical alterations of the grains. The experimental design was set in complete randomized way, in a factorial scheme (2 temperatures and 8 moisture contents) with 5 replicates. During the moisture content reduction from 28 ±0,2% (dm) to 12±0,2% (dm), the soybeans were submitted to the air temperatures were set at 45 and 50ºC. The grain masses were weighted periodically during the process and fractions were taken at moisture content of (28, 25, 22, 20, 18, 16, 14, 12%) for each replicate. The drying rate and the physiological performance were assessed for each temperature. The instant and latent effects of the drying temperature on the soybeans quality revealed that the drying rates strongly affects the physiological quality of the grains and the 50 ºC was the most aggressive in decreasing it. The moisture content of the grains was directly relationship with volume, weight, and mineral matter, and it is inversely proportional to carbohydrates, proteins, lipids and specific mass. Conversely, the temperature did not affect the color and the exudate electrical conductivity. The accelerated aging detected that the 50 ºC temperature is a cause of physiological damage in the soybeans.

Spatial variability of meteorological observations and impacts on regional estimates of soybean grain productivity / Variabilidade espacial das observações meteorológicas e impactos na estimativa regional da produtividade de soja

Brazil requires a fully representative weather network station; it is common to use data observed in locations distant from the region of interest. However, few studies have evaluated the efficiency and precision associated with the use of climate data, either estimated or interpolated, from stations far from the agricultural area of interest. Hence, this study aimed to demonstrate the impacts of spatial variability of the main meteorological elements on the regional estimate of soybean productivity. Regression analysis was used to compare data recorded at three weather stations located throughout Londrina, PR, Brazil. The water balance of the soybean crop was calculated at 10-day periods and grain productivity losses estimated using the Agro-Ecological Zones (AEZ) methodology. Temperatures at the three locations were similar, while the relative air humidity, and particularly, the rainfall data, were less correlated. A high degree of caution is recommended in the use and choice of a single weather station to represent a municipality or region, particularly in countries, such as Brazil, with multiple regions of agricultural and environmental importance. Models and crop season estimates that do not consider such a recommendation are vulnerable to errors in their forecasts. The volumetric and temporal variability in the spatial rainfall distribution resulted in soybean yield discrepancies, estimated at themunicipal level. The consistency of the data series, the location of weather stations and their distance tothe location of interest determine the ability of crop models to accurately estimate soybean production based on meteorological data, particularly the rainfall data. This study contributes to future regional research using climate data, and highlights the importance of a weather station network throughout Brazil, demonstrating the urgent need to increase the number of weather stations, particularly for recording rainfall data.(AU)

O Brasil ainda não possui uma rede de estações meteorológicas suficientemente representativas, sendo comum a utilização de dados observados em locais distantes da região de interesse. Contudo, são escassos estudos que avaliem a eficácia e precisão da utilização de dados climáticos estimados ou interpolados a partir de estações distantes da área agrícola de interesse. Assim, este estudo teve como objetivo demonstrar os impactos da variabilidade espacial dos principais elementos meteorológicos sobre a estimativa regional da produtividade de grãos de soja. Utilizaram-se dados observados em três estações meteorológicas em diferentes locais de Londrina, comparados por meio de análise de regressão. Calculou-se o balanço hídrico decendial para soja e estimaram-se as perdas de produtividade de grãos pelo método Zona Agroecológica. As temperaturas nos diferentes locais apresentaram semelhanças, enquanto a umidade relativa do ar e, principalmente, precipitação pluvial foram mais discrepantes. Recomenda-se muita cautela no uso e na escolha de uma única estação meteorológica para representar um município ou região, como acontece em várias regiões de importância agrícola e ambiental no Brasil. Modelos e resultados de estimativas de safras que não consideram tal recomendação estão vulneráveis a erros em suas previsões. A variabilidade volumétrica e temporal na distribuição espacial das precipitações pluviais provocaram diferentes estimativas de produtividade de soja em escala municipal.A consistência da série de dados, a localização das estações meteorológicas e a distância destas aoponto de interesse são fatores determinantes da precisão em modelos para estimativas da produtividadede grãos de soja com base em dados meteorológicos, com destaque para a precipitação pluvial. Esteestudo contribui para futuras pesquisas regionais que utilizem dados climáticos, além de evidenciar a importância da rede de estações meteorológicas em todo Brasil, demonstrando a necessidade...(AU)

Spatial variability of meteorological observations and impacts on regional estimates of soybean grain productivity / Variabilidade espacial das observações meteorológicas e impactos na estimativa regional da produtividade de soja

Brazil requires a fully representative weather network station; it is common to use data observed in locations distant from the region of interest. However, few studies have evaluated the efficiency and precision associated with the use of climate data, either estimated or interpolated, from stations far from the agricultural area of interest. Hence, this study aimed to demonstrate the impacts of spatial variability of the main meteorological elements on the regional estimate of soybean productivity. Regression analysis was used to compare data recorded at three weather stations located throughout Londrina, PR, Brazil. The water balance of the soybean crop was calculated at 10-day periods and grain productivity losses estimated using the Agro-Ecological Zones (AEZ) methodology. Temperatures at the three locations were similar, while the relative air humidity, and particularly, the rainfall data, were less correlated. A high degree of caution is recommended in the use and choice of a single weather station to represent a municipality or region, particularly in countries, such as Brazil, with multiple regions of agricultural and environmental importance. Models and crop season estimates that do not consider such a recommendation are vulnerable to errors in their forecasts. The volumetric and temporal variability in the spatial rainfall distribution resulted in soybean yield discrepancies, estimated at themunicipal level. The consistency of the data series, the location of weather stations and their distance tothe location of interest determine the ability of crop models to accurately estimate soybean production based on meteorological data, particularly the rainfall data. This study contributes to future regional research using climate data, and highlights the importance of a weather station network throughout Brazil, demonstrating the urgent need to increase the number of weather stations, particularly for recording rainfall data.

O Brasil ainda não possui uma rede de estações meteorológicas suficientemente representativas, sendo comum a utilização de dados observados em locais distantes da região de interesse. Contudo, são escassos estudos que avaliem a eficácia e precisão da utilização de dados climáticos estimados ou interpolados a partir de estações distantes da área agrícola de interesse. Assim, este estudo teve como objetivo demonstrar os impactos da variabilidade espacial dos principais elementos meteorológicos sobre a estimativa regional da produtividade de grãos de soja. Utilizaram-se dados observados em três estações meteorológicas em diferentes locais de Londrina, comparados por meio de análise de regressão. Calculou-se o balanço hídrico decendial para soja e estimaram-se as perdas de produtividade de grãos pelo método Zona Agroecológica. As temperaturas nos diferentes locais apresentaram semelhanças, enquanto a umidade relativa do ar e, principalmente, precipitação pluvial foram mais discrepantes. Recomenda-se muita cautela no uso e na escolha de uma única estação meteorológica para representar um município ou região, como acontece em várias regiões de importância agrícola e ambiental no Brasil. Modelos e resultados de estimativas de safras que não consideram tal recomendação estão vulneráveis a erros em suas previsões. A variabilidade volumétrica e temporal na distribuição espacial das precipitações pluviais provocaram diferentes estimativas de produtividade de soja em escala municipal.A consistência da série de dados, a localização das estações meteorológicas e a distância destas aoponto de interesse são fatores determinantes da precisão em modelos para estimativas da produtividadede grãos de soja com base em dados meteorológicos, com destaque para a precipitação pluvial. Esteestudo contribui para futuras pesquisas regionais que utilizem dados climáticos, além de evidenciar a importância da rede de estações meteorológicas em todo Brasil, demonstrando a necessidade...

Size, chlorophyll retention and protein and oil contents of grains from soybean plants grown in different spatial arrangements / Tamanho, retenção de clorofila e teores de proteína e óleo de grãos de soja em diferentes arranjos espaciais

The spatial arrangement of soybean plants, determined by row spacing and seeding rate, affects the intraspecific competition for water, light, and nutrients, as well as plant architecture and grain development, quality, and chemical composition. The aims of this study were to evaluate the effect of row spacing and seeding rate on the grain size produced, and the influence of these three factors on chlorophyll retention and protein and oil content in grain. Two experiments were conducted in the 2013/14 and 2014/15 growing seasons, using a 4 × 3 factorial randomized block design with three replications. Four different row spacings [20 cm (narrow row), 50 cm (conventional), 20/80 cm (twin rows) and crossed lines (50 cm)] and three seeding rates (150, 300, and 450 thousand viable seeds ha-1) were evaluated. The grains were classified by size using oblong sieves and then the effects of spatial arrangements and size of grain on the percentage of green grains and protein and oil contents were evaluated. Higher plant densities were associated with larger grain size, whereas the effects of spacing between the rows on the grain size varied between growing seasons. The arrangement in cross-rows and high plant density produced a higher percentage of green grains under weather conditions favorable to the development of this attribute. The effects of plant spatial arrangements on the contents of protein and oil in grains were variable, and it was not possible to determine whether the spatial arrangement of plants had an effect on the levels of protein and oil in grains. Larger grains had higher protein content, but oil contents were not affected by grain size.(AU)

O arranjo espacial de plantas de soja, determinado pelo espaçamento entre as fileiras e pela densidade de semeadura, afeta a competição intraespecífica por água, luz e nutrientes, bem como a arquitetura da planta, podendo influenciar na formação, qualidade e composição química dos grãos produzidos. Os objetivos do trabalho foram avaliar o efeito do espaçamento entre fileiras e da densidade de semeadura no tamanho dos grãos produzidos e qual a influência desses três fatores na retenção de clorofila e nos teores de proteína e óleo nos grãos. Dois experimentos foram conduzidos nas safras 2013/14 e 2014/15, com delineamento de blocos casualizados, em esquema fatorial 4x3, com três repetições. Foram avaliados quatro espaçamentos entre fileiras: 20 cm (reduzido), 50 cm (convencional), 20/80 cm (fileira dupla) e 50 cm cruzado e três densidades de semeadura (150, 300 e 450 mil sementes viáveis ha-1). Os grãos produzidos foram classificados em peneiras de crivos oblongos. Após, avaliaram-se os efeitos do arranjo espacial e do tamanho dos grãos sobre a porcentagem de grãos verdes e os teores de proteína e óleo. As maiores densidades de plantas possibilitam a formação de grãos com maior tamanho, enquanto os efeitos de espaçamentos entre as fileiras sobre o tamanho dos grãos são variáveis entre as safras. O arranjo em fileiras cruzadas e o aumento da densidade de plantas aumentam a porcentagem de grãos verdes em condições meteorológicas favoráveis à ocorrência desta característica. Os efeitos dos arranjos espaciais de plantas sobre os teores de proteína e óleo nos grãos são variáveis, não sendo possível indicar um arranjo espacial de plantas que possibilite incremento nos teores de proteína ou óleo nos grãos. Os grãos maiores apresentam teores de proteína superiores, mas os teores de óleo não são afetados pelo tamanho dos grãos.(AU)

Size, chlorophyll retention and protein and oil contents of grains from soybean plants grown in different spatial arrangements / Tamanho, retenção de clorofila e teores de proteína e óleo de grãos de soja em diferentes arranjos espaciais

The spatial arrangement of soybean plants, determined by row spacing and seeding rate, affects the intraspecific competition for water, light, and nutrients, as well as plant architecture and grain development, quality, and chemical composition. The aims of this study were to evaluate the effect of row spacing and seeding rate on the grain size produced, and the influence of these three factors on chlorophyll retention and protein and oil content in grain. Two experiments were conducted in the 2013/14 and 2014/15 growing seasons, using a 4 × 3 factorial randomized block design with three replications. Four different row spacings [20 cm (narrow row), 50 cm (conventional), 20/80 cm (twin rows) and crossed lines (50 cm)] and three seeding rates (150, 300, and 450 thousand viable seeds ha-1) were evaluated. The grains were classified by size using oblong sieves and then the effects of spatial arrangements and size of grain on the percentage of green grains and protein and oil contents were evaluated. Higher plant densities were associated with larger grain size, whereas the effects of spacing between the rows on the grain size varied between growing seasons. The arrangement in cross-rows and high plant density produced a higher percentage of green grains under weather conditions favorable to the development of this attribute. The effects of plant spatial arrangements on the contents of protein and oil in grains were variable, and it was not possible to determine whether the spatial arrangement of plants had an effect on the levels of protein and oil in grains. Larger grains had higher protein content, but oil contents were not affected by grain size.

O arranjo espacial de plantas de soja, determinado pelo espaçamento entre as fileiras e pela densidade de semeadura, afeta a competição intraespecífica por água, luz e nutrientes, bem como a arquitetura da planta, podendo influenciar na formação, qualidade e composição química dos grãos produzidos. Os objetivos do trabalho foram avaliar o efeito do espaçamento entre fileiras e da densidade de semeadura no tamanho dos grãos produzidos e qual a influência desses três fatores na retenção de clorofila e nos teores de proteína e óleo nos grãos. Dois experimentos foram conduzidos nas safras 2013/14 e 2014/15, com delineamento de blocos casualizados, em esquema fatorial 4x3, com três repetições. Foram avaliados quatro espaçamentos entre fileiras: 20 cm (reduzido), 50 cm (convencional), 20/80 cm (fileira dupla) e 50 cm cruzado e três densidades de semeadura (150, 300 e 450 mil sementes viáveis ha-1). Os grãos produzidos foram classificados em peneiras de crivos oblongos. Após, avaliaram-se os efeitos do arranjo espacial e do tamanho dos grãos sobre a porcentagem de grãos verdes e os teores de proteína e óleo. As maiores densidades de plantas possibilitam a formação de grãos com maior tamanho, enquanto os efeitos de espaçamentos entre as fileiras sobre o tamanho dos grãos são variáveis entre as safras. O arranjo em fileiras cruzadas e o aumento da densidade de plantas aumentam a porcentagem de grãos verdes em condições meteorológicas favoráveis à ocorrência desta característica. Os efeitos dos arranjos espaciais de plantas sobre os teores de proteína e óleo nos grãos são variáveis, não sendo possível indicar um arranjo espacial de plantas que possibilite incremento nos teores de proteína ou óleo nos grãos. Os grãos maiores apresentam teores de proteína superiores, mas os teores de óleo não são afetados pelo tamanho dos grãos.

Comparative analysis of soybean genotype resistance to Heterodera glycines and Meloidogyne species via resistance gene analogs.

Nematodes are important pests of soybean throughout the world and cause high yield losses. As a control strategy, the identification of resistance genes is an important aim of breeding studies. Plants possess resistance genes (R), which are responsible for the recognition of pathogens and activation of the defense system. R genes and resistance gene analogs (RGAs) possess conserved domains, from which nucleotide-binding site is the most common. Using degenerate primers originating from these domains, it is possible to identify and isolate sequences of R and RGA genes. In this study, soybean genotypes resistant to the nematodes Heterodera glycines, Meloidogyne incognita, M. javanica, and M. enterolobii were compared by the use of RGAs and simple sequence repeat (SSR) markers. Forty-six soybean genotypes were studied, including plant introductions (PIs), commercial crops, and source of resistance genotypes. Thirteen combinations of RGA primers and different SSRs linked to QTLs were used to confirm resistance to soybean cyst nematodes (SCN). Fragments associated with resistance to the studied nematodes were amplified in the source of resistance and PI genotypes. RGA markers were efficient at distinguishing groups of genotypes that were resistant and susceptible to Meloidogyne spp and SCN. Combinations of specific primers were identified through their ability to amplify nucleotide sequences from possible resistance candidate genes. SSR markers contributed to the analysis of SCN race specificity, showing that the QTLs identified by these markers are distinct from those identified by RGA markers.

Evaluation of genetic variation among Brazilian soybean cultivars through genome resequencing.

BACKGROUND: Soybean [Glycine max (L.) Merrill] is one of the most important legumes cultivated worldwide, and Brazil is one of the main producers of this crop. Since the sequencing of its reference genome, interest in structural and allelic variations of cultivated and wild soybean germplasm has grown. To investigate the genetics of the Brazilian soybean germplasm, we selected soybean cultivars based on the year of commercialization, geographical region and maturity group and resequenced their genomes. RESULTS: We resequenced the genomes of 28 Brazilian soybean cultivars with an average genome coverage of 14.8X. A total of 5,835,185 single nucleotide polymorphisms (SNPs) and 1,329,844 InDels were identified across the 20 soybean chromosomes, with 541,762 SNPs, 98,922 InDels and 1,093 CNVs that were exclusive to the 28 Brazilian cultivars. In addition, 668 allelic variations of 327 genes were shared among all of the Brazilian cultivars, including genes related to DNA-dependent transcription-elongation, photosynthesis, ATP synthesis-coupled electron transport, cellular respiration, and precursors of metabolite generation and energy. A very homogeneous structure was also observed for the Brazilian soybean germplasm, and we observed 41 regions putatively influenced by positive selection. Finally, we detected 3,880 regions with copy-number variations (CNVs) that could help to explain the divergence among the accessions evaluated. CONCLUSIONS: The large number of allelic and structural variations identified in this study can be used in marker-assisted selection programs to detect unique SNPs for cultivar fingerprinting. The results presented here suggest that despite the diversification of modern Brazilian cultivars, the soybean germplasm remains very narrow because of the large number of genome regions that exhibit low diversity. These results emphasize the need to introduce new alleles to increase the genetic diversity of the Brazilian germplasm.

Application of self-organising maps towards segmentation of soybean samples by determination of inorganic compounds content.

BACKGROUND: In this study, 20 samples of soybean, both transgenic and conventional cultivars, which were planted in two different regions, Londrina and Ponta Grossa, both located at Paraná, Brazil, were analysed. In order to verify whether the inorganic compound levels in soybeans varied with the region of planting, K, P, Ca, Mg, S, Zn, Mn, Fe, Cu and B contents were analysed by an artificial neural network self-organising map. RESULTS: It was observed that with a topology 10 × 10, 8000 epochs, initial learning rate of 0.1 and initial neighbourhood ratio of 4.5, the network was able to differentiate samples according to region of origin. Among all of the variables analysed by the artificial neural network, the elements Zn, Ca and Mn were those which most contributed to the classification of the samples. CONCLUSION: The results indicated that samples planted in these two regions differ in their mineral content; however, conventional and transgenic samples grown in the same region show no difference in mineral contents in the grain.

Positive selection sites in tertiary structure of Leguminosae chalcone isomerase 1.

Isoflavonoids and the related synthesis enzyme, chalcone isomerase 1 (CHI1), are unique in the Leguminosae, with diverse biological functions. Among the Leguminosae, the soybean is an important oil, protein crop, and model plant. In this study, we aimed to detect the generation pattern of Leguminosae CHI1. Genome-wide sequence analysis of CHI in 3 Leguminosae and 3 other closely related model plants was performed; the expression levels of soybean chalcone isomerases were also analyzed. By comparing positively selected sites and their protein structures, we retrieved the evolution patterns for Leguminosae CHI1. A total of 28 CHI and 7 FAP3 (CHI4) genes were identified and separated into 4 clades: CHI1, CHI2, CHI3, and FAP3. Soybean genes belonging to the same chalcone isomerase subfamily had similar expression patterns. CHI1, the unique chalcone isomerase subfamily in Leguminosae, showed signs of significant positive selection as well as special expression characteristics, indicating an accelerated evolution throughout its divergence. Eight sites were identified as undergoing positive selection with high confidence. When mapped onto the tertiary structure of CHI1, these 8 sites were observed surrounding the enzyme substrate only; some of them connected to the catalytic core of CHI. Thus, we inferred that the generation of Leguminosae CHI1 is dependent on the positively selected amino acids surrounding its catalytic substrate. In other words, the evolution of CHI1 was driven by specific selection or processing conditions within the substrate.

Potencial de preparados de cavalinha (Equisetum sp. ) na síntese de metabólitos de defesa em cotilédones de soja (Glycine max L. ) e o efeito sobre o crescimento de Rhizoctonia solani Kuhn, in vitro / Potential of horsetail (Equisetum sp. ) derivatives on the synthesis of defense metabolites using soybean ( Glycine max L. ) cotyledons and their effect on the in vitro growth of Rhizoctonia solani Kuhn

Foram desenvolvidos dois experimentos com objetivo de avaliar o potencial de preparados de cavalinha (Equisetum sp.) na síntese de metabólitos de defesa em cotilédones de soja (Glycinemax L.) e o efeito sobre o crescimento de Rhizoctonia solani, in vitro. O delineamento experimental utilizado para os experimentos foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3x5 (formas de extração x concentrações), com quatro repetições. As formas de extração foram extrato alcoólico, infusão e maceração, nas concentrações de zero; 1; 10, 20 e 40%. No primeiro experimento foi avaliada a indução de compostos de defesa vegetal em cotilédones de soja em resposta aos derivados a base de cavalinha, sendo quantificada a atividade da enzima fenilalanina amônia-liase (FAL), via espectofotometria, a fitoalexina gliceolina, e o teor de fenóis totais. No segundo experimento, in vitro, a unidade experimental foi uma placa de Petri, sendo os preparados de cavalinha incorporados ao meio BDA (Batata-dextrose e Agar) e avaliado o crescimento micelial de R. Solani. Os preparados de extrato alcoólico, infusão e maceração de cavalinha apresentaram capacidade de indução das fitoalexinas gliceolinas em cotilédones de soja, bem como, ativaram o metabolismo de compostos fenólicos. Entre os preparados, o extrato alcoólico e a maceração, se sobressaem sobre a infusão. Os preparados de extrato alcoólico, infusão e maceração de cavalinha em todas as suas concentrações inibem o crescimento do fungo R. solani, in vitro. .

Two experiments were carried out in the Federal Technological University of Paraná - Dois Vizinhos Campus - with the aim to evaluate the potential of horsetail (Equisetum sp.) derivatives for the synthesis of defense metabolites in soybean (Glycine max L.) cotyledons and their effect on the in vitro growth of Rhizoctonia solani. The experimental design was completely randomized in a 3 x 5 factorial design (extraction form x concentration), with four replications. The extraction forms were alcoholic extract, infusion and maceration and the concentrations tested were zero, 1, 10, 20 and 40%. In the first experiment, we evaluated the induction of plant defense in soybean cotyledons as a response to horsetail derivatives through spectrophotometry according to phytoalexin glyceollin, phenylalanine ammonia lyase enzyme activity (PAL) and total phenols. In the second experiment, in vitro, the experimental unit was a Petri dish, and the horsetail derivatives were incorporated into medium culture (potato dextrose agar), and we evaluated the mycelial growth of R. solani. The alcoholic extract, infusion and maceration of horsetail derivatives presented phytoalexin glyceolin induction in soybean cotyledons, in addition to activating the metabolism of phenolic compounds. Among the derivatives, the alcoholic extract and the maceration form of extraction were superior in relation to the infusion. The alcoholic extract, infusion and maceration of horsetail derivatives inhibited the in vitro growth of R. solani in all concentrations.

Resíduo de limpeza de soja em substituição ao farelo de soja na dieta de cordeiro em terminação / Replacement of oybean meal by soybean cleaning residue on finishing lamb diet

This study aimed to evaluate the replacement of soybean meal by soybean cleaning residue on performance, carcass traits and non–carcass components of finishing lambs. The experiment was conducted in a completely randomized design using 24 texel lambs, with average initial weight of 21.35±0.62 kg, distributed in four treatments: 1) 0% of soybean cleaning residue, 2) 25% of soybean cleaning residue, 3) 50% of soybean cleaning residue and 4) 75% of soybean cleaning residue in replacement of soybean meal. The diets were composed of 40% of roughage (50% of cassava foliage plus 50% of Panicum maximum cv aruana) plus 60% of concentrate. The performance and carcass traits and non-carcass components of the lambs were not affected by the different levels of soybean cleaning residue used in the diets. Soybean cleaning residue can be used up to 75% in replacement of soybean meal, without impairment of performance and carcasses traits.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar a substituição do farelo de soja por resíduo de limpeza de soja no desempenho, nas características e rendimento da carcaça e dos componentes não-carcaça de cordeiros confinados. O experimento foi realizado sob delineamento inteiramente casualizado, utilizando 24 cordeiros, com base genética Texel e peso médio inicial de 21,35±0,62 kg, divididos em quatro tratamentos: 1) 0% de resíduo de limpeza de soja; 2) 25% de resíduo de limpeza de soja; 3) 50% de resíduo de limpeza de soja e 4) 75% de resíduo de limpeza de soja em substituição ao farelo de soja. As dietas foram compostas de 40% de volumoso (50% feno de rama de mandioca e 50% de feno de Panicum maximum cv aruana) e 60% de ração concentrada. As características de desempenho, os componentes de carcaça e não-carcaça não foram influenciados pelos diferentes níveis de inclusão de resíduo de farelo de soja na alimentação dos ovinos. Resíduo de limpeza de soja pode ser utilizado até 75% de substituição ao farelo de soja sem prejuízos para o desempenho e características da carcaça.(AU)

Resíduo de limpeza de soja em substituição ao farelo de soja na dieta de cordeiro em terminação / Replacement of oybean meal by soybean cleaning residue on finishing lamb diet

This study aimed to evaluate the replacement of soybean meal by soybean cleaning residue on performance, carcass traits and non–carcass components of finishing lambs. The experiment was conducted in a completely randomized design using 24 texel lambs, with average initial weight of 21.35±0.62 kg, distributed in four treatments: 1) 0% of soybean cleaning residue, 2) 25% of soybean cleaning residue, 3) 50% of soybean cleaning residue and 4) 75% of soybean cleaning residue in replacement of soybean meal. The diets were composed of 40% of roughage (50% of cassava foliage plus 50% of Panicum maximum cv aruana) plus 60% of concentrate. The performance and carcass traits and non-carcass components of the lambs were not affected by the different levels of soybean cleaning residue used in the diets. Soybean cleaning residue can be used up to 75% in replacement of soybean meal, without impairment of performance and carcasses traits.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a substituição do farelo de soja por resíduo de limpeza de soja no desempenho, nas características e rendimento da carcaça e dos componentes não-carcaça de cordeiros confinados. O experimento foi realizado sob delineamento inteiramente casualizado, utilizando 24 cordeiros, com base genética Texel e peso médio inicial de 21,35±0,62 kg, divididos em quatro tratamentos: 1) 0% de resíduo de limpeza de soja; 2) 25% de resíduo de limpeza de soja; 3) 50% de resíduo de limpeza de soja e 4) 75% de resíduo de limpeza de soja em substituição ao farelo de soja. As dietas foram compostas de 40% de volumoso (50% feno de rama de mandioca e 50% de feno de Panicum maximum cv aruana) e 60% de ração concentrada. As características de desempenho, os componentes de carcaça e não-carcaça não foram influenciados pelos diferentes níveis de inclusão de resíduo de farelo de soja na alimentação dos ovinos. Resíduo de limpeza de soja pode ser utilizado até 75% de substituição ao farelo de soja sem prejuízos para o desempenho e características da carcaça.

Variation in genetic and environmental effects of beta-conglycinin (7S) and glycinin (11S) protein fractions in conventional and GM soybean cultivars grown in Southern Brazil / Efeito de genética e meio ambiente nos teores de frações proteicas beta-conglicinina (7S) e glicinina (11S) em cultivares de soja convencionais e transgênicas cultivadas no sul do Brasil

The objective of this study was to evaluate the effects of genetic and environmental variation on levels of beta-conglycinin and glycinin in commercial soybean cultivars, which were sown in showcases at Embrapa Soja, Londrina, simultaneously in Ponta Grossa, south Brazil. The concentration of protein fractions was determined by densitometry after electrophoresis in 20 cultivars, 14 conventional and 6 transgenic . We observed a significant variation as the ratio of beta-conglycinin (7S) and glycinin (11S) between the cultivars analyzed. Most 11S/7S ratios (2.21) was observed in the BRS 184, Ponta Grossa and lowest (1.31) in the BRS 233, Londrina. On average, transgenic varieties of Ponta Grossa were higher than in Londrina for both, taking into account the amount of protein fractions.(AU)

O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de genética e meio ambiente na concentração de beta-conglicinina e glicinina em variedades de soja comercial e que foram cultivadas em fazendasexperimentais da Embrapa-soja de Londrina e de Ponta Grossa, no sul do Brasil. A concentração das frações proteicas foi determinada por densitometria após análise por eletroforese em 20 cultivares, sendo 14 convencionais e 6 variedades transgênicas. Foram observadas diferenças significativas na razão de beta-conglicinina (7S) e glicinina (11S) nestas variedades cultivadas. A maior razão 11/7S foi observada na variedade BRS 184 de Ponta Grossa e a menor (1,31) na variedade BRS 233 de Londrina. Em média as variedades transgênicas de Ponta Grossa apresentaram maiores relações que aquelas de Londrina, tendo em conta as quantidades de frações proteicas.(AU)

Produção de soja e germinação carpogênica de Sclerotinia sclerotiorum sob diferentes coberturas de solo / Soybean production and carpogenic germination of Sclerotinia sclerotiorum under different cover crops

O trabalho teve por objetivo avaliar a influência de diferentes coberturas vegetais de solo sobre a germinação carpogênica de Sclerotinia sclerotiorum e sobre o desenvolvimento e rendimento da cultura da soja. Os tratamentos constaram da palhada de braquiária, canola, cártamo, crambe, girassol e nabo forrageiro, mais um controle sem cobertura. As culturas de cobertura foram semeadas em vasos contendo 4,4 dm³ de solo do tipo Latossolo Vermelho Distroférrico. Após 45 dias o material vegetal foi cortado em pedaços de modo a padronizar a quantidade de palha para 2800 kg ha-1. Posteriormente, sementes de soja foram semeadas e sete dias após a emergência das plântulas foram alocados dois escleródios de S. sclerotiorum por vaso. Em relação à germinação carpogênica, foi analisado o tempo para a germinação dos escleródios e formação dos apotécios, número de estipes e apotécios por escleródio e a porcentagem de apotécios formados. Na cultura da soja foi determinada a altura de plantas no florescimento e na colheita, índice relativo de clorofila, massa seca da parte aérea e de raiz, número de vagens por planta, número de sementes por vagem, rendimento, número de nódulos por planta e a massa seca de nódulos. Com exceção ao cártamo, constatou-se que o uso de cobertura vegetal do solo reduziu a formação de estipes e apotécios de S. sclerotiorum. As coberturas com braquiária, girassol e nabo forrageiro aumentaram em 16, 10 e 6 dias respectivamente o período para a formação do apotécio, porém, somente braquiária reduziu a porcentagem de apotécios formados. A cobertura do solo com palha de girassol prejudicou o desenvolvimento e o rendimento da cultura da soja.(AU)

The aim of this work was to evaluate the influence of different soil cover crops on the carpogenic germination of Sclerotinia sclerotiorum and the development and yield of soybean. The treatments consisted of mulches of brachiaria, canola, safflower, crambe, sunflower and forage radish mulch, and a control with no cover mulch. The crops were sown in pots containing 4.4 dm³ of soil type Rhodic Acrustox. After 45 days the plant material was cut into pieces in order to standardize the amount of straw to 2800 kg ha-1. Soybean seeds were sown and seven days after seedling emergence two sclerotia were allocated in each pot. With regard to carpogenic germination, we analyzed the time to germination of sclerotia and formation of apothecia, number of stipes and apothecia per sclerotia and the percentage apothecia formed. In the soybean crop was determined plant height at flowering and harvest, relative chlorophyll index, dry matter mass and root, number of pods per plant, number of seeds per pod, grain yield, number of nodules per plant and dry mass of nodules. With the exception of safflower mulch, the use of cover crops reduced the formation of stipes and apothecia of S. sclerotiorum. The covers with brachiaria, sunflower and forage radish mulch increased by 16, 10 and 6 days respectively the overall period of apothecium formation, but only brachiaria reduced the percentage of apothecia formed. The sunflower mulch hindered soybean development and yield.(AU)

Características agronômicas associadas com índices de vegetação medidos por sensores ativos de dossel na cultura da soja / Agronomic characteristics associated with vegetation index measured by active sensors of the canopy in soybean

A soja sempre se destacou pela sua importância econômica no cenário agrícola nacional tendo sido observado aumento do seu cultivo em todo o território brasileiro. Com o uso crescente da agricultura de precisão (AP) é de suma importância entender a variabilidade das variáveis agronômicas. Atualmente, sensores espectrais em nível terrestre vêm sendo utilizados para estabelecer relações entre as respostas espectrais e parâmetros de crescimento da cultura. Isso é possível por meio da leitura dos índices de vegetação, como o Índice de Vegetação da Diferença Normalizada utilizando a banda verde (GNDVI). Este estudo foi conduzido entre outubro de 2008 e abril de 2009, em Ponta Grossa PR, com o objetivo de avaliar a resposta espectral da cultura da soja por meio do GNDVI e sua correlação com algumas variáveis agronômicas, como: produtividade de grãos, produtividade de massa seca, densidade de plantas e altura de plantas. Leituras do GNDVI foram realizadas em seis estádios fenológicos (EF) utilizando o sensor óptico ativo Crop Circle. Análises de regressão foram utilizadas para determinar quais variáveis agronômicas estabeleciam relação com o GNDVI. O GNDVI na cultura da soja estabeleceu correlações significativas apenas com a produtividade de grãos e a produtividade de MS no EF V9. Assim, para se estabelecer a correlação do GNDVI com essas variáveis recomenda-se que as leituras sejam realizadas nesse EF.(AU)

Soybean has always stood out for its economic importance in the national agricultural scenario with an increase in its cultivation throughout the Brazilian territory. With the increasing use of precision agriculture (PA) is of paramount importance to understand the variability of agronomic variables. Currently, spectral sensors in the ground-level have been used to establish relationships between spectral response and crop growth parameters. This is possible through the reading of vegetation indices such as Normalized Difference Vegetation Index using the green band (GNDVI). This study was conducted between October to 2008 and April to 2009, in Ponta Grossa PR, with the objective of evaluating the spectral response of soybean through GNDVI and its correlation with some agronomic variables, such as: productivity of grain, productivity of dry mass, plant density and plant height. GNDVI readings were taken on six phenological stages using Crop Circle active optical sensor. Regression analyzes were used to determine which agronomic variables established relationship with the GNDVI. The GNDVI in soybean established significant correlations only with grain and MS productivity in EF V9. Thus, to establish the correlation of GNDVI with these variables it is recommended that the readings are carried out in this EF.(AU)

Root growth and lignification of glyphosate susceptible and resistant soybean at low temperatures / Crescimento e lignificação de raízes de soja convencional e resistente ao glifosato, em baixa temperatura

Low temperature stress affects plant growth, including primary and secondary metabolism. Glyphosateresistant soybean contains a modified DNA, which encodes a different type of secondary metabolism enzyme related to lignin synthesis compared to conventional glyphosate-susceptible cultivars. Thus, this soybean cultivar might respond differently to low temperatures, compared to glyphosate-susceptible cultivars. This work aimed to investigate how decreasing temperatures influence the growth and lignin content of the glyphosate-resistant soybean compared to its susceptible parental cultivars. Three-day-old seedlings were cultivated in nutrient solution at 10, 15, 20, and 25°C (±2°C), using a 12-h photoperiod. After 96 h, taproot growth, fresh and dry biomass, and lignin levels were determined. The results indicate that lower temperatures decreased seedling and root growth in both types of cultivars; however, glyphosate-resistant soybean exhibited greater root length, biomass, and lignin content compared to the glyphosate-susceptible parental cultivar.(AU)

O estresse causado pela baixa temperatura, dentre outras implicações, afeta o crescimento do vegetal assim como o seu metabolismo secundário. Pelo fato da soja RR apresentar variante enzimática de uma das principais vias do metabolismo secundário, ligada à síntese de lignina, pode apresentar comportamento diferenciado, sob baixa temperatura, se comparada com sua linhagem parental. O objetivo deste trabalho foi investigar possíveis diferenças no crescimento e nos conteúdos de lignina nas raízes de soja cultivar transgênica resistente ao glifosato e cultivar parental em resposta a redução de temperatura. Após três dias de germinação das sementes, as plântulas foram mantidas em solução nutritiva, a 10, 15, 20 e 25°C (±2°C), com fotoperíodo de 12 horas. Após 96 horas, foi avaliado o comprimento relativo da raiz primária, biomassa fresca e seca das raízes e os teores de lignina. Os resultados mostram que a baixa temperatura promoveu redução no crescimento das plântulas e raízes. Dentre as cultivares em estudo, a soja transgênica apresentou maior comprimento relativo, biomassas e teores de lignina.(AU)

Atividade elicitora de fitoalexinas em Soja e Sorgo por extratos e tinturas de espécies medicinais / Eliciting activity of phytoalexins in Soybean and Sorghum by extracts and tinctures of medicinal species

A verificação da capacidade indutora de fitoalexinas a partir de extratos e tinturas de espécies vegetais pode representar uma forma potencial de controle de doenças em plantas cultivadas. O objetivo foi verificar a capacidade de indução de fitoalexinas em cotilédones de Soja e mesocótilos de Sorgo a partir de extratos brutos aquosos (EBAs) e tinturas de espécies medicinais. As espécies utilizadas foram as plantas medicinais Arruda (Ruta graveolens), Manjerona (Origanum majorana) e Carqueja (Baccharis trimera). Os resultados obtidos mostraram que os EBAs são eficientes na indução de fitoalexinas em cotilédones de Soja. Em mesocótilos de Sorgo os EBAs das plantas medicinais Carqueja e Manjerona induzem a produção de fitoalexinas em concentrações elevadas (15, 20, 25 e 50%). As tinturas são capazes de induzir a produção de fitoalexinas em cotilédones de Soja nas concentrações de 10 e 15%, porém, não são capazes de induzir acúmulo de fitoalexinas em mesocótilos de Sorgo.

The verification of the capacity to induce phytoalexins from the biological activity of plant species may represent a potential way to control diseases in crops. This research studied the induction of phytoalexins in cotyledons of Soybean and Sorghum mesocotyles from crude aqueous extracts (CAEs) and tinctures of plants of medicinal and forest species. The species used were the medicinal plants Ruta graveolens, Baccharis trimera and Origanum majorana. The results showed that CAEs are efficient in the induction of phytoalexins in cotyledons of soybean. , while CAEs of medicinal plants Baccharis trimera and Origanum majorana induce phytoalexin production in high concentrations (15, 20, 25 and 50%). Tinctures are able of inducing the production of phytoalexin in concentrations of 10 and 15% in Soybean cotyledons; however, they are not able to induce the accumulation of phytoalexins in Sorghum mesocotyles.

Root growth and lignification of glyphosate susceptible and resistant soybean at low temperatures / Crescimento e lignificação de raízes de soja convencional e resistente ao glifosato, em baixa temperatura

Low temperature stress affects plant growth, including primary and secondary metabolism. Glyphosateresistant soybean contains a modified DNA, which encodes a different type of secondary metabolism enzyme related to lignin synthesis compared to conventional glyphosate-susceptible cultivars. Thus, this soybean cultivar might respond differently to low temperatures, compared to glyphosate-susceptible cultivars. This work aimed to investigate how decreasing temperatures influence the growth and lignin content of the glyphosate-resistant soybean compared to its susceptible parental cultivars. Three-day-old seedlings were cultivated in nutrient solution at 10, 15, 20, and 25°C (±2°C), using a 12-h photoperiod. After 96 h, taproot growth, fresh and dry biomass, and lignin levels were determined. The results indicate that lower temperatures decreased seedling and root growth in both types of cultivars; however, glyphosate-resistant soybean exhibited greater root length, biomass, and lignin content compared to the glyphosate-susceptible parental cultivar.

O estresse causado pela baixa temperatura, dentre outras implicações, afeta o crescimento do vegetal assim como o seu metabolismo secundário. Pelo fato da soja RR apresentar variante enzimática de uma das principais vias do metabolismo secundário, ligada à síntese de lignina, pode apresentar comportamento diferenciado, sob baixa temperatura, se comparada com sua linhagem parental. O objetivo deste trabalho foi investigar possíveis diferenças no crescimento e nos conteúdos de lignina nas raízes de soja cultivar transgênica resistente ao glifosato e cultivar parental em resposta a redução de temperatura. Após três dias de germinação das sementes, as plântulas foram mantidas em solução nutritiva, a 10, 15, 20 e 25°C (±2°C), com fotoperíodo de 12 horas. Após 96 horas, foi avaliado o comprimento relativo da raiz primária, biomassa fresca e seca das raízes e os teores de lignina. Os resultados mostram que a baixa temperatura promoveu redução no crescimento das plântulas e raízes. Dentre as cultivares em estudo, a soja transgênica apresentou maior comprimento relativo, biomassas e teores de lignina.