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Phalaenopsis amabilis (L.) Blume commonly called Moth Orchid (Orchidaceae) is a natural orchid species designated as the National Flower of Indonesia for its beautiful flower shape and long-lasting flowering period. Basically, P. amabilis has a long vegetative phase that cause late flowering, about 2 to 3 years for flowering, hence a method to shorten vegetative period is desired. The latest technological approach that can be used to accelerate flowering of P. amabilis is the CRISPR/Cas9 genome editing method to inactivate the GAI (Gibberellic Acid Insensitive) gene as a mutant gene that can accelerate the regulation of FLOWERING TIME (FT) genes flowering biosynthesis pathway. The approach that needs to be taken is to silence the GAI gene with a knockout system which begins with identifying and characterizing the GAI target gene in the P. amabilis which will be used as a single guide RNA. CRISPR/Cas9 mediated knockout efficiency is highly dependent on the properties of the sgRNA used. SgRNA consists of a target sequence, determining its specificity performance. We executed phylogenetic clustering for the PaGAI protein with closely related orchid species such as Dendrobium capra, Dendrobium cultivars and Cymbidium sinensis. SWISS-Model as tool webserver for protein structure homology modeling. Results show that P. amabilis has a specific domain with the occurrence of point mutations in the two conservative domains. Therefore, a single guide RNA reconstruction needs to be implemented.

Phalaenopsis amabilis (L.) Blume, comumente chamada de orquídea mariposa (Orchidaceae), é uma espécie natural de orquídea designada como a flor nacional da Indonésia por seu belo formato de flor e período de floração duradouro. Basicamente, P. amabilis tem uma longa fase vegetativa que causa floração tardia, cerca de 2 a 3 anos para a floração, portanto, um método para encurtar o período vegetativo é desejado. A mais recente abordagem tecnológica que pode ser utilizada para acelerar a floração de P. amabilis é o método de edição do genoma CRISPR/Cas9 para inativar o GAI (Gibberellic Acid Insensitive) que pode ser usado como um gene mutante para acelerar a regulação da floração dos genes FLOWERING TIME (FT), via de biossíntese. Para isto, a melhor abordagem é silenciar o GAI gene com um sistema knockout que deve ser iniciado com a identificação e caracterização do gene alvo GAI no P. amabilis, e que, posteriormente, será utilizado como um único RNA guia. A eficiência de nocaute mediada por CRISPR/Cas9 é altamente dependente das propriedades do sgRNA usados. O SgRNA consiste em uma sequência alvo, determinando seu desempenho de especificidade. Executamos agrupamento filogenético para a proteína PaGAI com espécies de orquídeas intimamente relacionadas, como Dendrobium capra, Dendrobium cultivars e Cymbidium sinensis. SWISS-Model foi utilizado como ferramenta webserver para modelagem de homologia de estruturas de proteínas. Os resultados mostram que P. amabilis possui um domínio específico com ocorrência de mutações pontuais nos dois domínios conservativos. Portanto, uma única reconstrução de RNA guia precisa ser implementada.

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Abstract Melon production in the Brazilian semi-arid region is subject to the use of marginal waters with high salinity. However, the use of regulators and bioactivators in seed treatment can mitigate the harmful effects of salts in irrigation water. In this context, the objective was to evaluate the effect of pre-germination treatments with plant regulators and bioactivator in melon seeds for the production of seedlings irrigated with biosaline water from fish farming effluent. For this, two trials with the Goldex and Grand Prix hybrids were carried out separately. A completely randomized design was used in a 4 × 3 factorial scheme (pre-germination treatments × water dilutions). In addition to the control, the seeds were treated with salicylic and gibberellic acids and thiamethoxam. The waters used for irrigation were local-supply water, fish farming effluent (biosaline water) and these diluted to 50%. Physiological and biochemical analyses were performed for fourteen days. Biosaline water (5.0 dS m-1) did not affect the emergence of Goldex melon seedlings, but compromised the establishment of the Grand Prix cultivar. Seed pre-treatments with salicylic and gibberellic acids attenuate the effects of water salinity and promote growth modulations, resulting in more vigorous melon seedlings.

Resumo A produção de meloeiro no semiárido brasileiro está sujeita a utilização de águas marginais com salinidade elevada. Entretanto, a utilização de reguladores e bioativadores no tratamento de sementes podem mitigar os efeitos nocivos dos sais na água de irrigação. Nesse sentido, objetivou-se avaliar o efeito de tratamentos pré-germinativos com fitorreguladores e bioativador em sementes de melão para a produção de mudas irrigadas com água biossalina de efluente de piscicultura. Para isso, dois ensaios com os híbridos Goldex e Grand Prix foram realizados separadamente. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 × 3 (tratamentos pré-germinativos × diluições de água). Além do controle, as sementes foram tratadas com os ácidos salicílico e giberélico, e tiametoxam. As águas utilizadas para irrigação foram a de abastecimento local, efluente de piscicultura (água biossalina) e estas diluídas a 50%. Durante quatorze dias foram realizadas as análises fisiológicas e bioquímicas. A água biossalina (5,0 dS m-1) não afetou a emergência de plântulas de meloeiro Goldex, mas prejudicou o estabelecimento da cultivar Grand Prix. Os pré-tratamentos de sementes com os ácidos salicílico e giberélico atenuam os efeitos da salinidade da água e promovem modulações no crescimento, proporcionando mudas de meloeiro mais vigorosas.

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Abstract Melon production in the Brazilian semi-arid region is subject to the use of marginal waters with high salinity. However, the use of regulators and bioactivators in seed treatment can mitigate the harmful effects of salts in irrigation water. In this context, the objective was to evaluate the effect of pre-germination treatments with plant regulators and bioactivator in melon seeds for the production of seedlings irrigated with biosaline water from fish farming effluent. For this, two trials with the Goldex and Grand Prix hybrids were carried out separately. A completely randomized design was used in a 4 × 3 factorial scheme (pre-germination treatments × water dilutions). In addition to the control, the seeds were treated with salicylic and gibberellic acids and thiamethoxam. The waters used for irrigation were local-supply water, fish farming effluent (biosaline water) and these diluted to 50%. Physiological and biochemical analyses were performed for fourteen days. Biosaline water (5.0 dS m-1) did not affect the emergence of Goldex melon seedlings, but compromised the establishment of the Grand Prix cultivar. Seed pre-treatments with salicylic and gibberellic acids attenuate the effects of water salinity and promote growth modulations, resulting in more vigorous melon seedlings.

Resumo A produção de meloeiro no semiárido brasileiro está sujeita a utilização de águas marginais com salinidade elevada. Entretanto, a utilização de reguladores e bioativadores no tratamento de sementes podem mitigar os efeitos nocivos dos sais na água de irrigação. Nesse sentido, objetivou-se avaliar o efeito de tratamentos pré-germinativos com fitorreguladores e bioativador em sementes de melão para a produção de mudas irrigadas com água biossalina de efluente de piscicultura. Para isso, dois ensaios com os híbridos Goldex e Grand Prix foram realizados separadamente. Utilizou-se delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 4 × 3 (tratamentos pré-germinativos × diluições de água). Além do controle, as sementes foram tratadas com os ácidos salicílico e giberélico, e tiametoxam. As águas utilizadas para irrigação foram a de abastecimento local, efluente de piscicultura (água biossalina) e estas diluídas a 50%. Durante quatorze dias foram realizadas as análises fisiológicas e bioquímicas. A água biossalina (5,0 dS m-1) não afetou a emergência de plântulas de meloeiro Goldex, mas prejudicou o estabelecimento da cultivar Grand Prix. Os pré-tratamentos de sementes com os ácidos salicílico e giberélico atenuam os efeitos da salinidade da água e promovem modulações no crescimento, proporcionando mudas de meloeiro mais vigorosas.

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The voltage-dependent anion channel (VDAC) is the most abundant protein in the outer mitochondrial membrane (OMM) of all eukaryotes, having an important role in the communication between mitochondria and cytosol. The plant VDAC family consists of a wide variety of members that may participate in cell responses to several environmental stresses. However, there is no experimental information about the members comprising the maize VDAC (ZmVDAC) family. In this study, the ZmVDAC family was identified, and described, and its gene transcription profile was explored during the first six days of germination and under different biotic stress stimuli. Nine members were proposed as bona fide VDAC genes with a high potential to code functional VDAC proteins. Each member of the ZmVDAC family was characterized in silico, and nomenclature was proposed according to phylogenetic relationships. Transcript levels in coleoptiles showed a different pattern of expression for each ZmVDAC gene, suggesting specific roles for each one during seedling development. This expression profile changed under Fusarium verticillioides infection and salicylic acid, methyl jasmonate, and gibberellic acid treatments, suggesting no redundancy for the nine ZmVDAC genes and, thus, probably specific and diverse functions according to plant needs and environmental conditions. Nevertheless, ZmVDAC4b was significantly upregulated upon biotic stress signals, suggesting this gene's potential role during the biotic stress response.

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Abstract The safflower crop is considered a great alternative for crop rotation since drought tolerance and low production cost are attractive for its choice. However, safflower seeds show dormancy soon after dispersal from the mother plant, making it difficult to successfully establish plants using newly harvested seeds. The influence of temperature, gibberellin and light/dark on dormancy break of safflower seeds during storage were investigated. In a completely randomized design, freshly harvested seeds or stored for 100 and 200 days (paper bag, 20 °C/ 60% UR) were treated with GA3 (0 and 100 µM), at 4, 10 and 25 °C, in the presence and absence of light, during the germination test. Seeds were evaluated for germination percentage, germination speed and seedling survival after 21 days. The temperature of 10 °C, in combination with GA3 (0/100 µM), or light/dark, provided the highest seed germination results, for freshly-harvested seeds and stored seeds. Collectively, these observations indicate that dormancy was not affected by gibberellic acid (100 µM GA3) and the germination results at 21 days were significantly higher, in relation to the use of GA3, under light or dark. Recently harvested seeds could efficiently germinate at 10 °C in the dark, while seeds dry-stored at 20 °C had decreased germination percentages.

Resumo A cultura do cártamo é considerada uma ótima alternativa para a rotação de culturas na segunda safra, uma vez que a tolerância à seca e o baixo custo de produção são atrativos para sua escolha. Entretanto, as sementes de cártamo apresentam dormência logo após a dispersão da planta-mãe, dificultando o êxito do estabelecimento de plantas com a utilização de sementes recém-colhidas. A influência da temperatura, giberelina e luz/escuro na superação de dormência de sementes de cártamo durante o armazenamento foram investigados. Em um delineamento inteiramente casualizado, as sementes recém-colhidas ou armazenadas durante 100 e 200 dias (em saco de papel, 15 °C/ 60% UR) foram submetidas às doses de GA3 (0 e 100 µM), às temperaturas de 4, 10 e 25 °C, na presença e ausência de luz, durante o teste de germinação. As sementes foram avaliadas quanto à germinação, velocidade de germinação e sobrevivência das plântulas após 21 dias. A temperatura de 10 °C, em combinação com o uso de GA3 (0/100 µM), ou luz/escuro, proporcionou os maiores resultados de germinação de sementes em relação às demais temperaturas, para as sementes recém-colhidas e armazenadas. Coletivamente, essas observações indicam que a dormência não foi afetada pelo ácido giberélico (100 µM GA3) e os resultados de germinação aos 21 dias foram significativamente maiores, em relação ao uso de GA3, no claro ou no escuro. As sementes recém-colhidas germinam eficientemente na temperatura de 10 °C no escuro, enquanto as sementes armazenadas a 20 °C apresentaram redução da germinação.

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Anaerobic digestion (AD) has recently been studied to obtain products of greater interest than biogas, such as volatile fatty acids (VFAs) and phytoregulators. The effect of the initial pH of cow manure and the fermentation time of the AD on the microbial composition, VFAs, indole-3-acetic acid (IAA) and gibberellic acid (GA3) production was evaluated. The cow manure (7% solids) was adjusted to initial pH values of 5.5, 6.5, 7.5, and 8.5, and the AD products were analyzed every four days until day 20. The initial pH and the fermentation time had an important effect on the production of metabolites. During AD, only the hydrolytic and acidogenic stages were identified, and the bacteria found were from the phyla Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, and Spirochaetes. The most abundant genera produced in the four AD were Caproiciproducens, Clostridium sensu stricto 1, Romboutsia, Paeniclostridium, Turicibacter, Peptostreptococcaceae, Ruminococcaceae and Fonticella. The highest amount of VFAs was obtained at pH 8.5, and the production of the acids was butyric > acetic > propionic. The maximum production of GA3 and IAA was at an initial pH of 6.5 on day 20 and a pH of 5.5 on day 4, respectively. There was a strong correlation (> 0.8) between the most abundant microorganisms and the production of VFAs and GA3. The anaerobic digestion of cow manure is a good alternative for the production of VFAs, GA3 and IAA.

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BACKGROUND: The gibberellins (GAs) GA5 (inhibitor of GA3 -oxidase), GA4 (biologically active), GA4/7 (commercially available mixture of Ga4 and GA7 ) prohexadione-calcium (ProCa, inhibitor of dioxygenases that render GAs bioactive, negative control), and GA3 (positive control) were applied to bunches of Vitis vinifera cv. Malbec. Different techniques, doses, and timings were used in a 3-year field experiment. In year 1, GA5 , ProCa, and GA3 were applied at 35, 20, and 0 days before veraison (DBV) by dipping bunches three times. In year 2, single applications of GA5 and GA3 , also by immersion, were tested at 60, 45, and 30 DBV. In year 3, applications at 60 and 30 DBV of GA5 , GA4 , and a mixture of GA4/7 were evaluated by dipping or spraying the bunches. RESULTS: Vegetative growth, berry weight, and sugar content were unaffected by treatments. ProCa did not affect the yield with respect to water control, although it reduced the levels of phenolics in berry skins, an undesirable effect for winemaking. GA5 , in the dose range 5-50 mg L-1 , raised berry numbers, thereby augmenting bunch weight and skin phenolics at harvest, so increasing berry quality for winemaking. GA4 and GA4/7 produced similar benefits to GA5 , with similar doses. CONCLUSION: The applications of GA5 , GA4 , and GA4/7 to developing grape berry bunches, in a range of concentrations and by dipping or spraying, increased berry numbers per bunch at harvest. The method can be used as a viticultural practice to improve the production and quality of wine grapes. © 2021 Society of Chemical Industry.

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Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-¹), gibberellic acid (0.4 mM.L-¹), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.(AU)

O cultivo da Salvia hispanica é recente no Brasil e se dá no período de entressafra, quando há menor disponibilidade hídrica no solo. O déficit hídrico é um dos fatores abióticos que mais limitam a germinação por comprometer a sequência de eventos metabólicos que culminam com a emergência da plântula. Diversas substâncias atenuadoras têm sido empregadas com a finalidade de mitigar os efeitos resultantes desse estresse e conferir maior tolerância às espécies. Desse modo, objetivou-se avaliar a ação de diferentes agentes como atenuadores do estresse hídrico na germinação e acúmulo de compostos orgânicos em plântulas de S. hispanica. Os tratamentos consistiram na pré-embebição das sementes durante 4 horas em ácido salicílico (1 mM.L-¹), ácido giberélico (0,4 mM.L-¹), água destilada e o tratamento controle (sem embebição). As sementes foram germinadas sob os potenciais osmóticos 0,0, -0,1, -0,2, -0,3 e -0,4 MPa, utilizando PEG 6000 como agente osmótico. Analisaram-se as variáveis porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e da raiz primária, massa seca total, prolina, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais. O ácido salicílico e o ácido giberélico apresentaram os melhores resultados, dentre os atenuadores testados, incrementando a germinação, o comprimento, a massa seca e os componentes bioquímicos de plântulas de S. hispanica sob déficit hídrico. Logo, os ácidos salicílico e giberélico são eficientes na mitigação do estresse hídrico em sementes de S. hispanica até o potencial -0,4 MPa.(AU)

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Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-¹), gibberellic acid (0.4 mM.L-¹), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.

O cultivo da Salvia hispanica é recente no Brasil e se dá no período de entressafra, quando há menor disponibilidade hídrica no solo. O déficit hídrico é um dos fatores abióticos que mais limitam a germinação por comprometer a sequência de eventos metabólicos que culminam com a emergência da plântula. Diversas substâncias atenuadoras têm sido empregadas com a finalidade de mitigar os efeitos resultantes desse estresse e conferir maior tolerância às espécies. Desse modo, objetivou-se avaliar a ação de diferentes agentes como atenuadores do estresse hídrico na germinação e acúmulo de compostos orgânicos em plântulas de S. hispanica. Os tratamentos consistiram na pré-embebição das sementes durante 4 horas em ácido salicílico (1 mM.L-¹), ácido giberélico (0,4 mM.L-¹), água destilada e o tratamento controle (sem embebição). As sementes foram germinadas sob os potenciais osmóticos 0,0, -0,1, -0,2, -0,3 e -0,4 MPa, utilizando PEG 6000 como agente osmótico. Analisaram-se as variáveis porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e da raiz primária, massa seca total, prolina, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais. O ácido salicílico e o ácido giberélico apresentaram os melhores resultados, dentre os atenuadores testados, incrementando a germinação, o comprimento, a massa seca e os componentes bioquímicos de plântulas de S. hispanica sob déficit hídrico. Logo, os ácidos salicílico e giberélico são eficientes na mitigação do estresse hídrico em sementes de S. hispanica até o potencial -0,4 MPa.

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Abstract Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-1), gibberellic acid (0.4 mM.L-1), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.

Resumo O cultivo da Salvia hispanica é recente no Brasil e se dá no período de entressafra, quando há menor disponibilidade hídrica no solo. O déficit hídrico é um dos fatores abióticos que mais limitam a germinação por comprometer a sequência de eventos metabólicos que culminam com a emergência da plântula. Diversas substâncias atenuadoras têm sido empregadas com a finalidade de mitigar os efeitos resultantes desse estresse e conferir maior tolerância às espécies. Desse modo, objetivou-se avaliar a ação de diferentes agentes como atenuadores do estresse hídrico na germinação e acúmulo de compostos orgânicos em plântulas de S. hispanica. Os tratamentos consistiram na pré-embebição das sementes durante 4 horas em ácido salicílico (1 mM.L-1), ácido giberélico (0,4 mM.L-1), água destilada e o tratamento controle (sem embebição). As sementes foram germinadas sob os potenciais osmóticos 0,0, -0,1, -0,2, -0,3 e -0,4 MPa, utilizando PEG 6000 como agente osmótico. Analisaram-se as variáveis porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e da raiz primária, massa seca total, prolina, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais. O ácido salicílico e o ácido giberélico apresentaram os melhores resultados, dentre os atenuadores testados, incrementando a germinação, o comprimento, a massa seca e os componentes bioquímicos de plântulas de S. hispanica sob déficit hídrico. Logo, os ácidos salicílico e giberélico são eficientes na mitigação do estresse hídrico em sementes de S. hispanica até o potencial -0,4 MPa.