Seasonal development of secondary xylem and phloem in Schizolobium parahyba (Vell.) Blake (Leguminosae : Caesalpinioideae)

The cambial activity and periodicity of secondary xylem and phloem formation have been less studied in tropical tree species than in temperate ones. This paper describes the relationship between seasonal cambial activity, xylem and phloem development, and phenology in Schizolobium parahyba, a fast growing semideciduous seasonal forest tree from southeastern Brazil. From 2002 to 2003, wood samples were collected periodically and phenology and climate were recorded monthly in the same period. S. parahyba forms annual growth increments in wood, delimited by narrow initial parenchyma bands. The reduction of the cambial activity to a minimum correlates to the dry season and leaf fall. The higher cambial activity correlates to the wet season and the presence of mature leaves. In phloem, a larger conductive region was observed in the wet season, when the trees were in full foliage. The secondary phloem did not exhibit any incremental zone marker; however, we found that the axial parenchyma tends to form irregular bands.

Development of Intra- and Interxylary Secondary Phloem in Coccinia indica (Cucurbitaceae)

Stern anatomy and the development of intraxylary phloem were investigated in six to eight years old Coccinia indica L. (Cucurbitaceae). Secondary growth in the stems was achieved by the normal cambial activity. In the innermost part of the thicker stems, xylem parenchyma and pith cells dedifferentiated into meristematic cells at several points. In some of the wider rays, ray cells dedifferentiate and produce secondary xylem and phloem with different orientations and sometimes a complete bicollateral vascular bundle. The inner cambial segments of the bicollateral vascular bundle (of primary growth) maintained radial arrangement even in the mature stems but in most places the cambia were either inactive or showed very few cell divisions. Concomitant with the obliteration and collapse of inner phloem (of bicollateral vascular bundles), parenchyma cells encircling the phloem became meristematic forming a circular sheath of internal cambia. These internal cambia produce only intraxylary secondary phloem centripetally and do not produce any secondary xylem. In the stem, secondary xylem consisted mainly of axial parenchyma, small strands of thick-walled xylem derivatives, i.e. vessel elements and fibres embedded in parenchymatous ground mass, wide and tall rays along with exceptionally wide vessels characteristic of lianas. In thick stems, the axial parenchyma de-differentiated into meristem, which later re-differentiated into interxylary phloem. Fibre dimorphism and pseudo-vestured pits in the vessels are also reported.

Development of intraxylary phloem and internal cambium in Ipomoea hederifolia (Convolvulaceae)

V. S. PATIL (Department of Botany, Faculty of Science, The Maharaja Sayajirao University of Baroda, Vadodara-390002 India), K. S. RAO (BRD School of Bioscieces, S. P. University, Vallabh Vidyanagar, India), and K. S. RAJPUT (Department of Botany, Faculty of Science, The Maharaja Sayajirao University of Baroda, Vadodara-390002 India). Development of intraxylary phloem and internal cambium in Ipomoea hederifolia (Convolvulaceae). J. Torrey Bot. Soc. 136: 423-432. 2009-In Ipomoea hederifolia L. (Convolvulaceae), internal/intraxylary phloem originated as isolated strands from the procambially derived cells after the formation of protoxylem and protophloem. Bands of internal phloem were apparent in the sixth internode after the development of metacambium. In the relatively thick stems several small arcs/segments of internal cambium ensues from the parenchyma cells between the protoxylem and internal protophloem. Though all the segments were active, some of them (two of them located opposite to each other) were relatively more active. Bidirectional differentiation of these segments gave rise to secondary xylem centrifugally and secondary phloem centripetally, resulting inverted vascular bundles. Rest of the internal cambium segments were unidirectional and formed only secondary phloem centripetally. Like external vascular cambium, the internal cambium was non-storied. Structurally, secondary xylem and phloem was composed of axial and radial system in which rays were mostly uni- to biseriate. Secondary xylem produced by the internal cambium was more or less similar to the xylem formed by the external successive cambia. Secondary phloem produced by the internal cambium was composed of sieve tubes, companion cells, axial and ray parenchyma cells. Simple sieve plates of internal phloem were mostly arranged on transverse end walls in contrast to compound and obliquely placed sieve plates of external phloem formed by the successive cambia.

Degradação in vitro de tecidos da lâmina foliar e do colmo de gramíneas forrageiras tropicais, em função do estádio de desenvolvimento

O experimento foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito da idade sobre o potencial de degradação dos diferentes tecidos da lâmina foliar e do colmo de capim-braquiária (Brachiaria decumbens), capim-gordura (Melinis minutiflora) e capim-tifton 85 (Cynodon sp). Foram amostradas a 7ª (capim-braquiária e capim-gordura) e a 11ª (capim-tifton 85) lâminas foliares, no dia da exposição da lígula e 20 dias após. Por meio de observações ao microscópio foram estimadas a extensão da digestão in vitro dos tecidos da lâmina e do colmo e a redução na espessura da parede de células do esclerênquima do colmo. Lâminas foliares e segmentos de colmos jovens apresentaram maiores áreas digeridas. Permaneceram intactos os tecidos com células de parede espessada e lignificada, a bainha parenquimática dos feixes, o esclerênquima, o xilema e a epiderme do colmo. Tecidos com células de parede delgada, normalmente não-lignificada, o mesofilo, o floema e o parênquima, desapareceram completamente. O avanço na idade reduziu a digestão do mesofilo, em lâminas de capim-braquiária e capim-gordura, e do parênquima em colmos, principalmente de capim-gordura. A epiderme na lâmina foliar foi parcialmente digerida, independentemente da idade e da espécie. Embora aparentemente intactas, células esclerenquimáticas do colmo sofreram redução da espessura da parede com a incubação em líquido ruminal. A porcentagem de redução variou de 7 a 37% e a taxa de redução da espessura de 0,007 a 0,018 µm/h.

Características anatômicas da lâmina foliar e do colmo de gramíneas forrageiras tropicais, em função do nível de inserção no perfilho, da idade e da estação de crescimento

Foram avaliados os efeitos da idade, do nível de inserção da folha no perfilho e da estação de crescimento (verão ou outono), sobre a proporção de tecidos e a espessura da parede celular em lâminas foliares e segmentos de colmo de capim-braquiária (Brachiaria decumbens), capim-gordura (Melinis minutiflora) e capim-tifton 85 (Cynodon sp). Lâminas foliares das posições inferior e superior do perfilho foram colhidas no dia da exposição da lígula e 20 dias após. Foram determinadas as proporções relativas de epiderme, xilema, floema, bainha parenquimática dos feixes, esclerênquima, parênquima no colmo e mesofilo na lâmina foliar. Foram medidas as espessuras das paredes dos vasos de metaxilema e do esclerênquima da lâmina e do colmo. A proporção de tecidos em lâminas foliares não foi alterada pela idade nem pela estação de crescimento, sendo a espessura da parede de células do esclerênquima da lâmina a única característica modificada pela idade. Lâminas do nível de inserção superior apresentaram mais elevadas proporções de esclerênquima, bainha parenquimática dos feixes e xilema e células do esclerênquima e do metaxilema com paredes mais espessas, enquanto as lâminas do nível de inserção inferior se destacaram por apresentar mais elevada proporção de mesofilo e paredes celulares mais delgadas. Enquanto a proporção de parênquima decresceu, a área relativa de esclerênquima e as espessuras das paredes celulares variaram diretamente com a idade do colmo e foram maiores, em geral, no verão.

Ocorrência de Dictyla monotropidia Stål (Hemiptera: Tingidae) em Cordia verbenacea Al. DC no Brasil

Recently, Dictyla monotropidia Stal was observed feeding on plants of black sage (Cordia verbenacea Al. DC). The colonies of this insect were observed on abaxial surface of leaves, with nymphs and adults sucking the phloem sieve, causing spot, yellow aspect and leaf fall. D. monotropidia was already related as pest in other Cordia species in countries of Central and South America. Although, this is the first report of this insect attacking plants of C. verbenacea in Brazil.

Compared boron uptake and translocation in cotton cultivars

O boro (B) tem baixa mobilidade no floema das plantas e é reconhecidamente o micronutriente cuja deficiência é mais comum no algodoeiro. Neste trabalho foi estudada a absorção e mobilidade do B em cultivares de algodão. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, e as plantas foram cultivadas em solução nutritiva. Os tratamentos foram constituídos de três cultivares de algodão (FMT 701, DP 604BG e FMX 993) e cinco doses de B (0,0; 2,5; 5,0; 10,0 e 20,0 µmol L-1). As avaliações foram feitas em quatro semanas consecutivas, a partir da primeira semana após emissão do primeiro botão floral. A época de aparecimento e a intensidade de sintomas de deficiência de boro entre cultivares de algodão são diferentes. A cultivar DP604BG é inicialmente menos exigente em B, porém há necessidade de maior disponibilidade desse micronutriente no meio nutritivo para evitar o aparecimento de deficiência. O crescimento do algodoeiro é prejudicado pela carência de B, independentemente das diferenças no aparecimento de sintomas, não havendo diferença entre as cultivares.

STEM ANATOMY and DEVELOPMENT of SUCCESSIVE CAMBIA IN THE NEOTROPICAL LIANA SECURIDACA RIVINIFOLIA (POLYGALACEAE)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Comparative bark anatomy of root and stem in Styrax camporum (Styracaceae)

The bark of Styrax camporum Pohl (Styracaceae) differs anatomically in the root and stem. Roots have layered secondary phloem; short sieve tubes with simple, transverse or more or less inclined sieve plates; fibres in tangential bands; astrosclereids; wide rays, and a poorly developed periderm. Stems have non-layered secondary phloem; longer sieve tubes with compound, scalariform, inclined sieve plates; sclerified cells and brachyselereids; a developed periderm, and a non-persistent rhytidome. Prismatic crystals, starch grains, phenolic compounds and lipidic contents were observed in root and stem bark cells. The differences between the secondary phloem of root and stem are discussed.

The floral nectary of Hymenaea stigonocarpa (Fabaceae, caesalpinioideae): Structural aspects during floral development

Background and Aims Considering that few studies on nectary anatomy and ultrastructure are available for chiropterophilous flowers and the importance of Hymenaea stigonocarpa in natural 'cerrado' communities, the present study sought to analyse the structure and cellular modifications that take place within its nectaries during the different stages of floral development, with special emphasis on plastid dynamics.Methods For the structural and ultrastructural studies the nectary was processed as per usual techniques and studied under light, scanning and transmission electron microscopy. Histochemical tests were employed to identify the main metabolites on nectary tissue and secretion samples.Key Results The floral nectary consists of the inner epidermis of the hypanthium and vascularized parenchyma. Some evidence indicates that the nectar release occurs via the stomata. The high populations of mitochondria, and their juxtaposition with amyloplasts, seem to be related to energy needs for starch hydrolysis. Among the alterations observed during the secretory phase, the reduction in the plastid stromatic density and starch grain size are highlighted. When the secretory stage begins, the plastid envelope disappears and a new membrane is formed, enclosing this region and giving rise to new vacuoles. After the secretory stage, cellular structures named 'extrastomatic bodies' were observed and seem to be related to the nectar resorption.Conclusions Starch hydrolysis contributes to nectar formation, in addition to the photosynthates derived directly from the phloem. In these nectaries, the secretion is an energy-requiring process. During the secretion stage, some plastids show starch grain hydrolysis and membrane rupture, and it was observed that the region previously occupied by this organelle continued to be reasonably well defined, and gave rise to new vacuoles. The extrastomatic bodies appear to be related to the resorption of uncollected nectar.

Pulvinus functional traits in relation to leaf movements: A light and transmission electron microscopy study of the vascular system

Previous studies on legume pulvini suggest that the vascular system plays an important role in the redistribution of ions and transmission of stimuli during leaf's movements. However, the number of anatomical and ultrastructural studies is limited to few species. The aim of this paper is to investigate the structure and cellular features of the pulvinus vascular system of nine legume species from Brazilian cerrado, looking for structural traits pointing to its participation in the leaf's movements. Samples were excised from the medial region of opened pulvinus of Bauhinia rufa, Copaifera langsdorffii, Senna rugosa (Caesalpinioideae), Andira humilis, Dalbergia miscolobium, Zornia dilphylla (Faboideae), Mimosa rixosa, Mimosa flexuosa and Stryphnodendron polyphyllum (Mimosoideae), and were prepared following light microscopy, transmission electron microscopy and histochemical standard techniques. The vascular system occupies a central position, comprises phloem and xylem and is delimited by a living sheath of septate fibers in all the species studied. This living cells sheath connects the cortex to the vascular tissues via numerous plasmodesmata. The absence of fibers and sclereids, the presence of phenolic idioblasts and the abundance and diversity of protein inclusions in the sieve tube members are remarkable features of the phloem. Pitted vessel elements, parenchyma cells with abundant cytoplasm and living fibriform elements characterize the xylem. The lack of lignified tissues and extensive symplastic continuity by plasmodesmata are remarkable features of the vascular system of pulvini of the all studied species. (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Can sieve-element plastids in Panicum maximum (Poaceae) leaves act in the blockage of injured sieve-tube elements?

The ultrastructural features and the plastid changes caused by sample preparation were studied in sieve elements of Panicum maximum leaves. Samples of expanded leaves, taken near the ligule region, were fixed and processed by common light and transmission electron microscopy methods. In mature sieve-tube elements, the protoplast is electron-translucent and plastids are the most frequent organelles. Mitochondria and smooth endoplasmic reticulum segments are also visible and occupy a parietal position within the cell. The plastids are globular and show electron-dense proteinaceous inclusions in the stroma. The protein crystals are predominantly cuneate, but thin crystalloids and amorphous and/or filamentous proteins also occur. The presence of intact plastids plus others in different phases of plastid envelope rupture were interpreted as evidence that this rupture is a normal event in response to injury. This plastid envelope rupture is possibly activated by the release of pressure in the sieve-tube element. After plastid membrane vesiculation, the stroma and the protein crystals are dispersed within the sieve-element ground cytoplasm. The vesicles originating from the plastid envelope move to one cell pole, while protein crystalloids move to the opposite pole and agglomerate in the sieve-plate region. Our findings indicate that these protein crystalloids, which deposit in the sieve plate, may act in sieve-plate pores occlusion, preventing the release of phloem sap, similar to the role of P-protein in dicotyledons. (c) 2008 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Foliar anatomy of the subfamily Myrtoideae (Myrtaceae)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização anatômica e química da folha e do sistema radicular de Hydrocotyle umbellata (Apiaceae)

A família Apiaceae (Umbelliferae), também denominada de pioneira das praias, é capaz de habitar locais de alto teor de salinidade, além de suportar a ação dos ventos e das ondas. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da anatomia foliar e radicular e analisar constituintes químicos das folhas e do sistema radicular, caracterizando grupos químicos biologicamente ativos presentes nesses órgãos que permitam aplicações farmacológicas. O material foi coletado na região de Proteção Ambiental Iguape, Cananéia, Peruíbe. As folhas são dorsiventrais, com epiderme unisseriada, bordo regular, parênquima paliçádico com duas a três camadas e parênquima lacunoso com oito e nove camadas de células. É anfiestomática, apresentando grandes câmaras subestomáticas com maior incidência de estômatos na epiderme abaxial. O feixe vascular é colateral apresentando células de esclerênquima em forma de meia lua ao redor do xilema e do floema. O pecíolo apresenta contorno irregular, está envolvido por colênquima em toda sua extensão e apresenta grande quantidade de canais secretores entre os feixes vasculares. O rizoma apresenta contorno irregular com variação de 10 a 15 camadas de células de parênquima constituindo o córtex. O cilindro central é constituído por feixes colaterais delimitados pela endoderme. O periciclo é sinuoso e envolve totalmente os feixes vasculares. Sob a epiderme há uma faixa contínua de colênquima. A medula é constituída de células de parênquima de parede fina. H. umbellata apresentou triterpenos, saponinas, flavonóides, compostos poliacetilênicos e leucoceramidas. Folhas e rizomas apresentaram constituintes químicos semelhantes, com diferenças apenas na intensidade dos picos, o que denota diferença quantitativa entre as substâncias presentes. O rendimento do extrato do rizoma é menor que o rendimento das folhas.

Role of intermediary cells in Peltodon radicans (Lamiaceae) in the transfer of calcium and formation of calcium oxalate crystals

Com o objetivo de estudar a relação entre cristais de oxalato de cálcio e floema, fragmentos de folhas de Peltodon radicans foram fixados e processados, segundo métodos usuais, para estudos ao microscópio de luz e eletrônico de transmissão. Observou-se que os cristais ocorrem nas células da bainha do feixe, lateralmente em relação ao floema. Células intermediárias estabelecem conexão entre elemento crivado e células da bainha, portadoras de cristais, com crescimento intrusivo entre estas. Íons cálcio são abundantes no citoplasma das células da bainha que contém cristais de oxalato de cálcio. Nas células intermediárias a detecção ultra-citoquímica de cálcio também apresentou resultados positivos, enquanto nos elementos crivados a presença deste íon não foi constatada. Há, portanto, um gradiente crescente de concentração de cálcio dos elementos crivados para as células da bainha. Assim, formulamos a hipótese de que a formação de cristais de oxalato de cálcio tem, em P. radicans, o objetivo de controlar os níveis de cálcio citossólico nos elementos crivados.