ABSTRACT The genus Pseudomonas is an important source of proteases; however, in the food industry the use of this bacterium is restricted. Cloning allows for the use of the proteolytic activity of Pseudomonas proteases through their production in innocuous microorganisms. Leguminous are protein-rich sources from which value-added compounds can be obtained through enzymatic hydrolysis. In this study, an alkaline and thermostable recombinant protease (PT4) from Pseudomonas aeruginosa M211 was cloned and characterized in order to obtain protein hydrolysates from leguminous. Therefore, protease gene was cloned into the pJET1.2 / blunt vector using E. coli DH5α as a host. Analysis of protease partial nucleotide sequence showed 99% homology with Peptidases M4 Family from Pseudomonas aeruginosa. The molecular weight of the recombinant enzyme was 80 kDa, it was active and stable under alkaline and thermophilic conditions, presented an optimum pH and temperature of 8 and 60 °C, respectively, and was inhibited by EDTA. In addition, it hydrolysed Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis proteins, obtaining peptide fractions less than 40 kDa. This recombinant protease could be used in the elaboration of functional hydrolysates using protein from different sources and agricultural waste.

RESUMEN El género Pseudomonas es una fuente importante de proteasas; sin embargo, su uso está restringido en la industria alimentaria. El clonaje permite aprovechar la capacidad catalítica de estas enzimas mediante su producción en microorganismos inocuos. Por otro lado, las leguminosas son fuentes ricas en proteínas, a partir de las cuales se pueden obtener compuestos con valor agregado mediante procesos de hidrólisis enzimática. En este estudio, se produjo y caracterizó una proteasa recombinante (PT4) alcalina y termoestable de Pseudomonas aeruginosa M211, para la obtención de hidrolizados proteicos de leguminosas. Para ello, el gen de la proteasa se clonó en el vector pJET1.2/blunt utilizando E. coli DH5α como hospedero. El análisis de la secuencia nucleotídica parcial de la proteasa indicó un 99 % de similitud con Peptidasas de la Familia M4 de Pseudomonas aeruginosa. La enzima recombinante presentó un peso molecular de 80 kDa, demostró ser activa y estable en condiciones alcalinas y termófilas con un pH y temperatura óptimos de 8 y 60 °C, respectivamente, y fue inhibida por EDTA. Además, hidrolizó proteínas de semillas de Glycine max, Phaseolus lunatus, Lupinus mutabilis y Erythrina edulis, obteniéndose fracciones peptídicas menores a 40 kDa. Esta proteasa recombinante se podría utilizar en la elaboración de hidrolizados proteicos funcionales a partir proteínas de distintas fuentes y residuos agroalimentarios.

Nosso objetivo foi identificar os padrões de herbivoria de duas guildas de insetos herbívoros associadas à Cnidoscolus quercifolius, em uma floresta estacional seca do nordeste do Brasil. Foram amostrados quatro diferentes habitats: (1) borda florestal; (2) mésico (próximo a uma fonte de água perene); (3) interior florestal, e (4) rupestre. O habitat borda apresentou uma quantidade de dano foliar inferior aos habitats rupestre, mésico e interior florestal. Diferentemente, a abundância de galhas no habitat borda foi superior aos habitats mésico, interior florestal e rupestre. Não houve diferença na mortalidade de galhas por inimigos naturais entre os quatro habitats, o que revela ausência de influência de controles top-down relacionados à abundância de galhas. Relações tróficas não parecem influenciar os padrões de distribuição entre habitats das duas guildas de insetos herbívoros associadas à C. quercifolius. Nossos resultados demonstram que a heterogeneidade ambiental de florestas secas pode alterar significativamente importantes interações ecológicas e que trabalhos experimentais são necessários para uma melhor compreensão dos mecanismos responsáveis pelas diferenças nas taxas de herbivoria entre habitats.

Our goal was to identify herbivory patterns from two insect guilds associated with Cnidoscolus quercifolius in a tropical deciduous forest in northeastern Brazil. We sampled four different habitats: (1) forest edge, (2) mesic (near to the perennial water source), (3) forest interior and (4) rupestrian fields. Habitat edge had lower leaf damage than rupestrian, mesic and forest interior habitats. Nevertheless, abundance of galls at the edge habitat was higher than at mesic, forest interior and/or rupestrian habitats. There was no difference in gall mortality by natural enemies among the four habitats sampled, demonstrating the absence of any influence of top-down controls related to abundance of galls. Trophic relationships were not related to the patterns of distribution among habitats of two insect herbivorous guilds associated with C. quercifolius. Our results demonstrated that environmental heterogeneity of dry forests can significantly alter important ecological interactions and experimental studies are needed to better understand the mechanisms responsible for differences in herbivory among habitats.

Este artigo reporta sobre a riqueza de insetos galhadores em brejos de altitude de Pernambuco, Brasil. Foram encontrados 80 morfotipos de galhas sobre 49 espécies de plantas hospedeiras pertencentes a 28 famílias e 35 gêneros. Muitas das plantas galhadas pertencem a Nyctaginaceae, Fabaceae, Meliaceae, Myrtaceae e Sapindaceae. Os tipos morfológicos de galhas mais comuns foram esferoide e globoide, glabro, predominantemente verde e com uma câmara, e sobre as folhas. Muitas galhas foram induzidas por Cecidomyiidae (Diptera). Os resultados deste estudo contribuem para o conhecimento da riqueza de insetos galhadores e da diversidade de plantas hospedeiras em brejos de altitude do nordeste do Brasil.

We report on the richness of galling insects in the altitudinal wetland forests of Pernambuco State, Northeastern Brazil. We found 80 distinct types of insect galls on 49 species of host plants belonging to 28 families and 35 genera. Most of the galled plant species belong to Nyctaginaceae, Fabaceae, Meliaceae, Sapindaceae and Myrtaceae. The most common gall were spheroid and globoid; most galls were glabrous, predominantly green and with one chamber, and on the leaves. Most galls were induced by Cecidomyiidae (Diptera). The results of this study contribute to existing knowledge richness of galling insects and host-plant diversity in the altitudinal wetland forests of Northeastern Brazil.

A Hipótese do Vigor de Plantas (HVP) propõe oviposição preferencial e maior performance da prole de insetos herbívoros sobre módulos de plantas maiores e mais vigorosas. Testamos as previsões da HVP investigando o efeito do tamanho da folha de Miconia prasina (Sw.) DC. (Melastomataceae) sobre a oviposição preferencial e a sobrevivência da prole de um gorgulho indutor de galha Prospoliata bicolorata (Coleoptera: Curculionidae). Além disso, analisamos os efeitos da força de mortalidade topo/base sobre este sistema. Aproximadamente 83% das galhas desenvolvidas resultaram em adultos de P. bicolorata, enquanto 17% das galhas induzidas com sucesso foram mortas por inimigos naturais (efeito topo/base). Folhas de tamanho intermediário foram sempre mais abundantes, enquanto folhas menores e longas foram raras. No entanto, a porcentagem do número de galhas de P. bicolorata foi maior sobre folhas pequenas de M. prasina, refutando a predição de preferência da HVP. Nossos resultados também refutaram a predição de performance: a taxa de sobrevivência por folha foi negativamente relacionada com o comprimento da folha. Assim, encontramos uma relação entre preferência de fêmeas e a performance larval de P. bicolorata sobre as folhas de tamanho pequeno de M. prasina. O próximo objetivo é entender os mecanismos envolvidos na seleção de galhas induzidas por besouros sobre folhas pequenas da planta hospedeira.

The Plant Vigor Hypothesis (PVH) predicts an oviposition preference of females and higher offspring performance for insect herbivores on longer and fast-growing plant modules. We tested the PVH predictions by investigating the effects of leaf size of Miconia prasina (Sw.) DC. (Melastomataceae) on the oviposition preference and on the offspring survival of the gall-inducing weevil Prospoliata bicolorata (Coleoptera: Curculionidae). Additionally, we analysed the effects of top-down mortality force on this system. Approximately 83% of the developed galls resulted in adults of P. bicolorata, whereas 17% of the galls successfully induced were killed by natural enemies (top-down effect). Leaves of intermediate size were more abundant while smaller and longer leaves were rare. Nevertheless, the percentage of P. bicolorata galls was higher on the smallest leaves of M. prasina, refuting the preference prediction of the PVH. Our results also refuted the performance prediction: the ratio of survival per leaf was negatively related to the leaf length. Thus, we found a link between female preference and larval performance of P. bicolorata on small-sized leaves of M. prasina. The next goal is to understand the mechanisms involved in the selection of gall-inducing weevil on short leaves of its host plant.