Imbibition of Swietenia macrophylla (Meliaceae) seeds: the role of stomata

Background and Aims the occurrence of stomata in seed coats is uncommon and there is limited information about their function(s). The aim of this study was to verify the distribution of stomata in seed coats of Swietenia macrophylla and to relate it to the imbibition process and aspects of the structure of the outer integument layers.Methods For the structural and ultrastructural studies, the seeds were processed using the usual techniques and studied under light and scanning electron microscopes. Histochemical tests were employed to identify the cell wall composition in the different seed coat portions. To assess the role of the stomata in the imbibition, non-impervious seeds were compared with partially impervious ones, in which only the embryo, median or hilar regions were left free. Further, the apoplastic pathway marker was employed to confirm the role of the stomata as sites of water passage during imbibition.Key Results A positive relationship was observed between seed coat thickness and stomata density. The stomata were devoid of movement, with a large pore. They occurred in large numbers in the embryo region and extended with lower frequency towards the wing. Imbibition rates were related to stomata density, suggesting that the stomata act as preferential sites for water entry in the S. macrophylla seeds.Conclusions At maturity, the stomata in the seed coat play a significant role in seed imbibition. The data may also infer that these permanently opened stomata have an important role in gas exchange during seed development, aiding embryo respiration.

Leaf anatomy of rubber-tree clones

A seringueira é uma planta de fácil reconhecimento por ser lenhosa, de porte mediano a grande, que apresenta um padrão característico de desfolha e reenfolhamento e, sobretudo, pela produção de látex. O objetivo do trabalho foi efetuar um estudo anatômico e morfológico foliar, comparando os clones RRIM 600 e GT 1 de seringueira &91;Hevea brasiliensis (Wild. ex Adr. de Juss.) Muell.- Arg&93;, desenvolvidos sob as mesmas condições edáficas e climáticas, para obtenção de informações que possam fornecer subsídios para correlações com dados fisiológicos e também diferenciar os clones em relação ao conteúdo de fibras, espessamento de tecidos do parênquima paliçádico e do parênquima lacunoso, caracterização anatômica do pecíolo, número e tamanho de estômatos e fornecer dados referentes a morfologia foliolar. Foram realizadas secções transversais na região do mesófilo, nervura central e pecíolo, seguindo-se os métodos usuais de preparação de lâminas permanentes. Foram realizadas análises biométricas de extensões de tecidos dos parênquimas paliçádico e lacunoso e contagem do número de células do parênquima lacunoso. Paralelamente foram realizadas análises biométricas para aferições de estômatos. Não houve diferenças para a altura das células epidérmicas, altura e número de camadas do parênquima lacunoso e para o comprimento e para a maior largura do limbo foliolar. Porém houve variação para a espessura das células do parênquima paliçádico, sendo que GT 1 apresentou maior espessura em relação a RRIM 600. GT1 apresentou maior número de estômatos em relação a RRIM 600, porém com menor tamanho. GT1 apresentou maior diâmetro da nervura central da folha e do pecíolo e maior quantidade de fibras de esclerênquima que RRIM 600.

Corn (Zea mays L.) cultivars tolerance to nicosulfuron

The effects of nicosulfuron on morphological, yield and growth characteristics and the histological modifications in the leaf blade were evaluated for eight corn cultivars: landrace popcorn, ESALQ-popcorn, Piranao, DSCC-Architecture, ESALQ VF7, ESALQ VD8, JAB 01F and JAB 02D. The experimental de sign was a randomized complete block with three replications in a factorial arrangement. Plots were four rows wide and 6.00m long with 0.90m spacing between rows and 0.20m between plants. Nicosulfuron was applied at the dose of 160 g a.i.ha(-1), when the plants was 25 cm high and has 5-6 expanded leaves. Nicosulfuron significantly reduced plant height at silking and the Final plant stand. There was also a significant reduction for plant height at 47 clays after sowing, for number of leaves, ear position. ear height, grain yield, ear weight and total number of ears due to nicosulfuron. The cultivars JAB 01 and JAB 02 were the least affected by the herbicide with similar yields to those of the control group, showing good tolerance to nicosulfuron. The leaves injury symptoms for all the studied cultivars consisted of chlorosis and puckering of the blades from the expanding central leaves of the plant at 7 days after application. Anatomical alterations in the epidermis due to the herbicide consisted of an increase in number and size of the bulliform cells and in the suppression of the epidermal cells in the epidermis and in the nearby of the vascular bundles. Some parenchymatic cells became voluminous and devoid of chloroplasts. SEM examination revealed a loss of bilateral symmetry of the stomata and disappearance of the subsidiary cells from the stomata near the midrib at the adaxial surface.

Photosynthetic induction in Eucalyptus urograndis seedlings and cuttings measured by an open photoacoustic cell

Photosynthetic induction in leaves of four-month-old Eucalyptus urograndis seedlings and of cuttings obtained from adult trees that were previously dark-adapted was studied by the in vivo and in situ Open Photoacoustic Cell Technique, Results for the gas exchange component of the photoacoustic (PA) signal were interpreted considering that the gas uptake component would have a phase angle nearly opposite to that of the oxygen evolution component. By subtracting the thermal component from the total PA signal, we studied the competition between gas uptake and oxygen evolution during the photosynthetic induction. Seedlings presented a net oxygen evolution prior to cuttings, but cuttings reached a higher steady-state photosynthetic activity. The chlorophyll (Chl) a/b ratio and the Chl fluorescence induction characteristic F-v/F-m were significantly higher for cuttings, while there was no difference between samples in stomata density and leaf thickness. Thus the differences in PA signals of seedlings and cuttings are associated to differences between the photosystem 2 antenna systems of these samples.

Plasticidade anatômica da folha de taro cultivado sob diferentes condições de sombreamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Coffee leaf and stem anatomy under boron deficiency

A deficiência de B é muito comum nos cafezais brasileiros, mas as respostas do cafeeiro ao B têm sido erráticas, dependendo do ano, do modo e época de aplicação e, ainda, da fonte de B empregada. Um melhor entendimento dos efeitos do B na fisiologia e anatomia do cafeeiro é importante para o desenvolvimento de um programa racional de adubação boratada, uma vez que a anatomia da planta pode influenciar a translocação do nutriente. Neste experimento, plantas de dois cultivares foram cultivadas em soluções nutritivas com 0,0 (deficiente), 5,0 (adequado) e 25,0 µM (alto) de B. Quando os primeiros sintomas de deficiência apareceram, as folhas foram cortadas e tiveram suas paredes celulares isoladas e analisadas quanto aos teores de B e Ca. Cortes foram feitos em folhas novas e no ápice de ponteiros e fotografados em microscópio eletrônico de varredura. A resposta dos dois cultivares ao B foi semelhante, não tendo sido observados sintomas de toxidez. O teor de B nas paredes celulares foi aumentado com o incremento da concentração desse elemento na solução, enquanto o teor de Ca não foi afetado. A relação Ca/B decresceu com o aumento da concentração de B na solução. Com deficiência de B, os tecidos vasculares foram desorganizados e as paredes do xilema ficaram mais finas. Folhas de café com deficiência deste nutriente apresentaram menos estômatos, os quais se encontravam.

Structural and functional leaf traits of two Gochnatia species from distinct growth forms in a sclerophyll forest site in Southeastern Brazil

O gênero Gochnatia é comumente encontrado em diferentes fitofisionomias do Cerrado do Estado de São Paulo, crescendo desde ambientes mais abertos até áreas florestais mais fechadas. Aqui foram comparadas a anatomia foliar e alguns parâmetros ecofisiológicos de duas espécies do gênero Gochnatia, uma arbustiva (Gochnatia barrosii Cabrera) e a outra arbórea (Gochnatia polymorpha (Less.) Cabrera), ambas ocorrendo em área de cerradão na Estação Ecológica de Assis, SP. Encontraram-se diferenças estruturais qualitativas entre as espécies, com G. barrosii apresentando folhas anfiestomáticas, com epiderme unisseriada e G. polymorpha apresentando folhas hipoestomáticas, com epiderme múltipla ou hipoderme, na face adaxial. Além disso, as folhas de G. barrosii apresentaram menores valores para a espessura dos tecidos (com exceção da epiderme na face abaxial) e da folha em relação a G. polymorpha. Foram observadas diferenças na assimilação de CO2 tanto em base de área quanto de massa seca foliar, além de diferenças na área foliar específica, sendo esta maior em G. barrosii. Apesar das folhas de G. barrosii possuírem estrutura bem menos escleromorfa do que as folhas de G. polymorpha, não foram encontradas diferenças na eficiência do uso de água. Os resultados sugerem que espécies de formas distintas de crescimento de um mesmo gênero possuem características foliares diferenciadas para lidar com as variações ambientais a que são submetidas.

Caracterização anatômica e fitoquímica de folhas e rizomas de Hedychium coronarium J. König (Zingiberaceae)

Devido a grande potencialidade na utilização de Hedychium coronarium, na medicina popular e também como biorremediadora no tratamento de efluentes, objetivou-se uma diagnose dos órgãos, folha e rizoma, para elucidar resultados estruturais e fitoquímicos. A folha é anfiestomática, com predominância de estômatos na face abaxial. em ambas as superfícies foliares há projeções de cera epicuticular sobre as paredes anticlinais das células epidérmicas. O mesofilo dorsiventral apresenta hipoderme multisseriada (3 camadas) em ambos os lados. O parênquima clorofiliano é diferenciado em paliçádico (1-2 camadas) e lacunoso (4-5 camadas) com muitos espaços intercelulares e ocorrência de idioblastos cristalíferos. Na nervura central, o aerênquima ocorre em único arco na região abaxial. Os feixes vasculares distribuem-se aleatoriamente e são de diferentes tamanhos, pequenos, médios e grandes, envolvidos por fibras. Os feixes menores localizam-se no lado abaxial da nervura. A triagem fitoquímica das folhas mostrou a presença de saponinas e ausência de taninos, antraquinonas, alcalóides e flavonóides. Por meio de Cromatografia em Camada Delgada foram identificadas as presenças de cariofileno e mirceno no óleo essencial bruto obtido a partir das folhas de H. coronarium.

Aerial stem and leaf morphoanatomy of some species of Smilax

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

Fruit and seed ontogeny related to the seed behaviour of two tropical species of Caesalpinia (Leguminosae)

Caesalpinia echinata and C ferrea var. ferrea have different seed behaviours and seed and fruit types. Comparison of the seed ontogeny and anatomy partly explained the differences in seed behaviour between these two species of Brazilian legumes; some differences were also related to fruit development. The seed coat in C. ferrea consisted of two layers of osteosclereids, as well as macrosclereids and fibres, to form a typical legume seed coat, whereas C. echinata had only macrosclereids and fibres. In C. echinata, the developing seed coat had paracytic stomata, a feature rarely found in legume seeds. These seed coat features may account for the low longevity of C. echinata seeds. The embryogeny was similar in both species, with no differences in the relationship between embryo growth and seed growth. The seeds of both species behaved as typical endospermic seeds, despite their different morphological classification (exendospermic orthodox seeds were described for C. echinata and endospermic orthodox seeds for C. ferrea). Embryo growth in C. ferrea accelerated when the sclerenchyma of the pericarp was developing, whereas embryonic growth in C. echinata was associated with the conclusion of spine and secretory reservoir development in the pericarp. Other features observed included an endothelial layer that secreted mucilage in both species, a nucellar summit, which grew up into the micropyle, and a placental obturator that connected the ovarian tissue to the ovule in C. ferrea. (C) 2004 the Linnean Society of London.

Gas exchange rates at different vapor pressure deficits and water relations of 'Pera' sweet orange plants with citrus variegated chlorosis (CVC)

Net photosynthesis (A) and transpiration rates (E), stomatal conductance (g), water use efficiency (WUE), intrinsic water use efficiency (IWUE) and internal leaf CO2 concentration (C) in response to different vapor pressure deficit (1.2 and 2.5 kPa) were investigated in 'Pera' sweet orange plants affected by citrus variegated chlorosis (CVC), a disease caused by Xylella fastidiosa. All plants were well watered and leaf water potential (Pw) was also measured by the psychrometric technique. Results showed that healthy plants responded to higher vapor pressure deficit (VPD), lowering its net photosynthesis and transpiration rates, and stomatal conductance. However, diseased plants presented no clear response to VPD, showing lower A, E and g for both VPDs studied and very similar values to these variables in healthy plants at the highest VPD. Internal leaf CO2 concentration also decreased for healthy plants when under the highest VPD, and surprisingly, the same pattern of response was found in plants with CVC. These results, the lower Psi(w) and higher WUE values for diseased plants, indicated that this disease may cause stomatal dysfunction and affect the water resistance through xylem vessels, which ultimately may play some role in photosynthetic metabolism. (C) 2003 Elsevier B.V. B.V. All rights reserved.

Estrutura foliar de Loudetiopsis chrysothrix (Nees) Conert e Tristachya leiostachya Nees (Poaceae)

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

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.

Características da anatomia foliar de espécies de braquiária e sua relação com a sensibilidade a herbicidas

O objetivo deste trabalho foi relacionar as características da anatomia foliar de Brachiaria decumbens (capim-braquiária) e Brachiaria plantaginea (capim-marmelada), em três estádios de desenvolvimento da planta, com a sensibilidade a herbicidas. A semeadura foi feita em vasos plásticos, contendo solo, mantidos em casa de vegetação. Foi amostrada a porção mediana do limbo da terceira folha expandida, a partir da base do colmo, compreendendo três estádios de desenvolvimento da planta: estádio 1 (com 4-6 folhas), estádio 2 (com 3-4 perfilhos) e estádio 3 (plantas adultas no início do florescimento). Foram quantificados os seguintes descritores anatômicos das regiões da quilha (nervura central) e da asa (porção entre a nervura central e a margem do limbo): área da secção transversal; porcentagens de epiderme das faces adaxial e abaxial, esclerênquima, bainha do feixe vascular, feixe vascular e parênquima; espessura da folha; distância entre os feixes vasculares; comprimento do estômato; e número de estômatos e de tricomas (curtos e longos). Os valores obtidos foram submetidos aos testes estatísticos multivariados de Análise de Agrupamento e Análise dos Componentes Principais. Os descritores avaliados permitiram diferenciar o estádio 3 de desenvolvimento da planta em relação aos demais, o qual pode ser considerado o menos sensível à ação dos herbicidas aplicados em pós-emergência.

Diferenciação de espécies daninhas aquáticas pela análise multivariada de caracteres estruturais foliares

Algumas espécies de plantas aquáticas têm-se tornado problemáticas em reservatórios hidrelétricos no Brasil, devido a sua grande capacidade de reprodução. O objetivo destes trabalho foi diferenciar Brachiaria mutica, Brachiaria subquadripara, Panicum repens, Eichhornia crassipes, Heteranthera reniformis, Typha ubulata e Enhydra anagallis, utilizando-se 19 caracteres estruturais quantitativos do limbo foliar, que se relacionassem com a penetração e translocação de herbicidas. Amostras do terço médio do limbo foram fixadas em FAA 50, cortadas transversalmente em micrótomo com 8 mm de espessura e coradas com azul-de-toluidina. Foram quantificados (%) os seguintes caracteres estruturais da nervura central (NC) e da região internervural (IN): epidermes adaxial e abaxial, feixe vascular, bainha do feixe vascular, esclerênquima, parênquima e lacunas do aerênquima, além da espessura da folha, do número de estômatos e do número de tricomas nas faces adaxial e abaxial. Os 19 caracteres estruturais foram submetidos à Análise de Agrupamento e Análise de Componentes Principais. Houve a formação de três grupos principais: grupo 1 B. mutica, B. subquadripara e P. repens (Poaceae); grupo 2 E. crassipes e H. reniformis (Pontederiaceae) e E. anagallis (Asteraceae); e grupo 3 apenas T. subulata (Typhaceae). Os caracteres com maior poder discriminatório foram: porcentagem de epiderme adaxial (IN); porcentagem de epiderme abaxial; feixe vascular; bainha do feixe vascular; esclerênquima e lacunas do aerênquima (NC e IN); espessura da folha e número de estômatos das faces adaxial e abaxial. Concluiu-se que os caracteres estruturais quantitativos permitiram diferenciar essas espécies daninhas aquáticas em fase vegetativa.