Abstract The agricultural yield of sugarcane (Saccharum spp.) is influenced by various abiotic stresses, including aluminum toxicity (Al3+). MicroRNAs (miRNAs) play a role in plant tolerance to such stresses by modulating the expression of several important target genes involved in plant growth. This study investigated the possible tolerance mechanisms of two sugarcane genotypes (CTC-2 and RB855453) under Al3+ stress through miRNA expression profiles and in silico analysis of target genes. The expression data obtained using RT-qPCR and co-expression network analysis identified two possible regulatory mechanisms in the tolerant genotype (CTC-2) under Al3+ stress. miR395 was involved in Al3+ detoxification, whereas miR160, miR6225-5p, and miR167 participated in the process of lateral root formation, conferring tolerance to the genotype. These findings might be useful for biotechnological strategies that aim for miRNA silencing or gene overexpression and provide subsidies for future genetic improvement programs aimed at the development of abiotic stress-tolerant sugarcane genotypes.

ABSTRACT. The present study aims to determine whether exogenous salicylic acid (SA) or spermidine (Spd) has any protective effect against salt stress. Seeds were subjected to 0, 20, 40, and 60 mM NaCl with or without salicylic acid or spermidine (0.5 mM) for 10 days. The evaluated variables were germination rate, shoot and root dry masses, glycine betaine content, lipid peroxidation, and the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX). The data were subjected to Tukey’s test (p ≤ 0.05). There was a growth increase, especially in plant shoots. The reduction in lipid peroxidation, as indicated by lower malondialdehyde (MDA) levels, can be explained by an increase in antioxidant activity when SA and Spd were added. When compared to CAT and APX, SOD was the least responsive enzyme to the addition of both SA and Spd in salt-stressed plants. SA and Spd partially reduced the effects of moderate salt stress in both plant species; however, Spd addition had better results than SA in terms of suppressing oxidative stress. Lablab plants were more vigorous than pigeonpea plants.

RESUMOO objetivo deste estudo foi avaliar diferenças entre genótipos de milho quanto à resposta germinativa das sementes e crescimento de plântulas inoculadas com Azospirillum brasilense, assim como o efeito da inoculação no teor de nitrogênio e índice de conteúdo de clorofila foliar. A qualidade fisiológica de sementes dos híbridos simples, AG7098 e 2B707, e das variedades sintéticas experimentais, V2 e V4, inoculados com A. brasilense foi avaliada por meio de testes de germinação, porcentagem e velocidade de emergência e, massa de matéria seca de parte aérea e raiz. O teor de nitrogênio e o índice de conteúdo de clorofila foram avaliados em folhas dos mesmos quatro genótipos cultivados em casa de vegetação sob diferentes sistemas de fornecimento de nitrogênio e formas de inoculação com A. brasilense. Os genótipos diferem em relação à inoculação com A. brasilense. Os híbridos foram responsivos à inoculação com A. brasilense para massa de matéria seca de raiz. A variedade V2 apresentou comportamento inferior quanto à massa de matéria seca de raiz, mas o contrário foi observado para massa de matéria seca de parte aérea, e V4 não apresentou diferenças significativas quando inoculada. Os resultados de índice de conteúdo de clorofila não foram significativos. Para teor de nitrogênio foliar, cada genótipo avaliado respondeu de maneira particular. É possível inferir que os híbridos avaliados responderam melhor à inoculação com a bactéria, sendo que o maior desenvolvimento de raízes leva ao maior aproveitamento de água e nutrientes.

ABSTRACTThe aim of this study was to evaluate differences between maize genotypes in relation to the germination response of the seeds and the growth of seedlings inoculated with Azospirillum brasilense, as well as the effect of inoculation on nitrogen levels and the chlorophyll content index of the leaves. The physiological seeds quality from the single-cross hybrids AG7098 and 2B707, and from the experimental synthetic varieties V2 and V4, inoculated with A. brasilense, was tested for germination, percentage and rate of emergence, and dry matter weight of the shoots and roots. Nitrogen levels and chlorophyll content index were evaluated in leaves of the same four genotypes grown in a greenhouse under different nitrogen supply systems and methods of inoculation with A. brasilense. The genotypes differ with regard to inoculation with A. brasilense. The hybrids were responsive to inoculation with A. brasilense for root dry matter weight. The V2 variety had a lower performance as regards root dry matter weight, with the opposite being seen for the dry matter weight of the shoots. V4 displayed no significant differences when inoculated. The results of the chlorophyll content index were not significant. Each genotype under evaluation displayed a different response for leaf nitrogen levels. It is possible to infer that the hybrids responded better to inoculation with the bacteria, with the greater root development leading to a better utilisation of water and nutrients.

INTRODUÇÃO: A fibromialgia é uma síndrome reumática caracterizada por dor difusa e crônica associada a fadiga, insônia, ansiedade, depressão, perda de memória e tontura. Embora os mecanismos fisiológicos que controlam a fibromialgia não tenham sido estabelecidos, fatores neuroendócrinos, genéticos ou moleculares podem estar envolvidos. OBJETIVO: O objetivo do presente estudo foi caracterizar os polimorfismos dos genes do receptor de serotonina (5-HT2A) e da catecolO-metiltransferase (COMT) em pacientes brasileiros com fibromialgia, a fim de avaliar sua participação na etiologia da doença. MATERIAL E MÉTODOS: O DNA genômico extraído de 102 amostras de sangue (51 pacientes, 51 controles) foi usado para a caracterização molecular dos polimorfismos dos genes 5-HT2A e COMT, por meio de PCR-RFLP. RESULTADOS: A análise molecular dos polimorfismos do gene 5-HT2A demonstrou frequências de 25,49% C/C, 49,02% T/C e 25,49% T/T, nos pacientes com fibromialgia, e 17,65% C/C, 62,74% T/C e 19,61% T/T, no grupo controle, não apresentando diferença significativa entre o grupo de pacientes e o grupo controle. Os polimorfismos do gene da COMT em pacientes com fibromialgia apresentaram uma frequência de 17,65% e 45,10% para os genótipos H/H e L/H, respectivamente. No grupo controle, as frequências foram de 29,42%, para H/H, e 60,78%, para L/H, sem diferença significativa entre ambos os grupos. Entretanto, houve diferença significativa na frequência do genótipo L/L em pacientes (37,25%) e controles (9,8%), o que permitiu a diferenciação entre os dois grupos. CONCLUSÃO: A frequência do genótipo L/L foi maior nos pacientes com fibromialgia. Apesar de a fibromialgia envolver uma situação poligênica e fatores ambientais, o estudo molecular do SNP rs4680 do gene da COMT pode auxiliar a identificação de indivíduos suscetíveis.

INTRODUCTION: Fibromyalgia is a rheumatic syndrome characterized by diffuse and chronic pain associated with fatigue, sleep disorders, anxiety, depression, memory loss, and dizziness. Although the physiological mechanisms that control fibromyalgia have not been precisely established, neuroendocrine, genetic or molecular factors may be involved in fibromyalgia. OBJECTIVE: The aim of the present study was to characterize serotonin receptor (5-HT2A) and catecholO-methyltransferase (COMT) gene polymorphisms in Brazilian patients with fibromyalgia and to evaluate the participation of these polymorphisms in the etiology of the disease. MATERIAL AND METHODS: Genomic DNA extracted from 102 blood samples (51 patients, 51 controls) was used for molecular characterization of the 5-HT2A and COMT gene polymorphisms by PCR-RFLP. RESULTS: Analysis of the 5-HT2A polymorphism revealed a frequency of 25.49% C/C, 49.02% T/C and 25.49% T/T in patients, and of 17.65% C/C, 62.74% T/C and 19.61% T/T in the control group, with no differences between the two groups.Analysis of the COMT polymorphism in patients showed a frequency of 17.65% and 45.10% for genotypes H/H and L/H, respectively. In the control group the frequency was 29.42% for H/H and 60.78% for L/H, also with no differences between the two groups. However, there was a significant difference in the frequency of the L/L genotype between patients (37.25%) and controls (9.8%), which permitted differentiation between the two groups. CONCLUSION: The L/L genotype was more frequent among fibromyalgia patients. Though considering a polygenic situation and environmental factors, the molecular study of the rs4680 SNP of the COMT gene may be helpful to the identification of susceptible individuals.

Parâmetros fisiológicos de cultivares de cana-de-açúcar submetidas ao déficit hídrico. Para investigar o processo envolvido na susceptibilidade de plantas de cana-de-açúcar ao déficit hídrico, diferentes parâmetros fisiológicos foram avaliados em cultivares tolerantes (SP83-2847 e CTC15) e sensível (SP86-155) ao déficit hídrico. O déficit hídrico afetou o aparato fotossintético de todas as plantas de forma diferenciada dentro e entre as cultivares. A taxa fotossintética e condutância estomática diminuíram significativamente para todas as cultivares submetidas ao déficit hídrico. Nas plantas controle das cultivares tolerantes (SP83-2847 e CTC15) a taxa fotossintética foi maior do que a cultivar sensível (SP86-155). A cultivar CTC15 apresentou O teor relativo de água mostrou que a cultivar CTC15 apresentou o maior teor relativo de água durante o período de déficit hídrico. A eficiência fotossintética da cultivar SP83-2847 foi mais estável nos últimos dias do tratamento experimental, sugerindo que o decréscimo do teor relativo de água estimulou o ajustamento da capacidade fotossintética para tolerar as mudanças da disponibilidade hídrica. De modo geral, as cultivares tolerantes SP83-2847 e CTC15, apresentaram melhor desempenho fotossintético do que a cultivar sensível SP86-155. Os dados permitem sugerir que tais parâmetros fisiológicos podem ser usados na avaliação e distinção de genótipos de cana-de-açúcar tolerantes e sensíveis ao déficit hídrico.

To investigate the processes involved in the susceptibility of sugarcane plants to water deficit, several physiological parameters were evaluated in drought tolerant (SP83-2847 and CTC15) and sensitive (SP86-155) cultivars. The water deficit affected the photosynthetic apparatus of all the plants in different ways, within and among cultivars. The photosynthetic rate and stomatal conductance decreased significantly in all cultivars submitted to water deficit. In control plants of the tolerant cultivars (SP83-2847 and CTC15) the photosynthetic rate was higher than in the sensitive cultivar (SP86-155). Cultivar CTC15 showed the highest relative water content during the dry period. The quantum efficiency photosystem II of cultivar SP83-2847 was more stable in the last days of the experimental treatment, suggesting that the decline in relative water content stimulated an adjustment of photosynthetic capacity to tolerate the changes in water availability. As a whole, the tolerant SP83-2847 and CTC15 cultivars exhibited a better photosynthetic performance than the sensitive SP86-155 cultivar. The data suggest that these physiological parameters can be used in the evaluation and distinction of drought tolerant and sensitive sugarcane genotypes.

A escaldadura da folha, causada pela bactéria Xanthomonas albilineans colonizadora do xilema, é uma das principais doenças da cana-de-açúcar. A sintomatologia na fase crônica é caracterizada principalmente pelo aparecimento de uma faixa branca paralela à nervura central da folha, que evolui até queimar totalmente, sendo também observado brotação de gemas laterais no colmo. Neste trabalho, a técnica de macroarranjos de cDNA foi empregada para o estudo da expressão de 3.575 ESTs (espressed sequence tags) em folhas de cana-de-açúcar. Foram utilizadas duas variedades, uma resistente (SP82-1176) e outra suscetível (SP78-4467) a Xanthomonas albilineans as quais foram infectadas mecanicamente por ferimentos. As membranas dos macroarranjos foram confeccionadas a partir de ESTs de bibliotecas de folha e cartucho de cana-de-açúcar provenientes do projeto SUCEST e hibridizadas contra sondas de cDNA de plantas infectadas e controle marcadas com isótopos radioativos. Analisando os resultados dos macroarranjos foi possível verificar um comportamento diferenciado para cada variedade durante o ataque do patógeno. Após realizadas análises estatísticas identificamos na variedade resistente ESTs com expressão induzida relacionadas com biossíntese de isoprenoides, proteínas LRR transmembrânica, "ziper" de leucina, lignificação, tolerância ao frio, diferenciação de plastídeos, sistemas de defesa e de adaptação da planta ao meio ambiente. As ESTs reprimidas na variedade resistente foram àquelas relacionadas com genes responsáveis pela síntese de proteínas do controle da expansão da parede celular, detoxificação e transporte de auxina. Na variedade susceptível foram reprimidas ESTs relacionadas a genes de proteínas das respostas de defesa da planta, biossíntese de Etileno e regulação da transcrição.

The leaf scald disease, caused by the xylem-invading pathogen Xanthomonas albilineans, is one of the most devastating diseases of sugarcane. Chronic symptoms are characterized by white pencil-line streaks surrounding invaded leaf vascular bundles, which may result in fully burnt leaves, and by lateral bud development. In this work, using a macroarray approach, we analyzed the expression profile of 3,575 ESTs (expressed sequence tags) of sugarcane, in two sugarcane varieties, classified as susceptible (SP78-4467) or resistant (SP82-1176) to Xanthomonas albilineans infection. Membranes were constructed with ESTs from sugarcane leaf roll tissues and hybridized with radio labeled cDNAs from infected and non-infected sugarcane tissue. Data analysis showed a different pattern of expression during pathogen infection. This approach allowed the identification of differentially induced ESTs for proteins involved isoprenoid biosynthesis, transmembrane LRR protein, leucine zipper, lignification, cold tolerance, plant response and environmental adaptation in the resistant variety. Repressed ESTs in this variety were related to proteins involved in plant cellular expansion, detoxification, and auxin transport. In the susceptible variety, the differentially repressed ESTs were related to proteins involved in plant defense response, Ethylene biosynthesis, and transcription regulation.