MICROSATELLITE MARKERS DEVELOPED FOR UTRICULARIA RENIFORMIS (LENTIBULARIACEAE)

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

Reproductive biology and pollination of Utricularia reniformis A.St.-Hil. (Lentibulariaceae)

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

MICROSATELLITE MARKERS DEVELOPED FOR UTRICULARIA RENIFORMIS (LENTIBULARIACEAE)

Premise of the study: Microsatellite markers were developed to study the genetic diversity and population structure of the carnivorous bladderwort Utricularia reniformis, which is endemic to the Atlantic Forest of southern and southeastern Brazil. Cross-species amplification was tested in U. gibba, U. neottioides, U. subulata, and Pinguicula benedicta. Methods and Results: The U. reniformis genome was sequenced in a 454 GS FLX sequencer, and eight primer sets were developed based on the microsatellites identified from the reads. All loci are polymorphic, showing 1.6 to 4.8 alleles per population. Preliminary results show that primer sets are suitable for population-level studies. Cross-species amplifi cation was successful in three other Utricularia species and one Pinguicula species. Conclusions: Markers developed in this study provide tools for analyses of intra- and interpopulation genetic diversity in Utricularia and Pinguicula.

Host status of some selected Brazilian upland rice cultivars to Meloidogyne incognita race 4 and Rotylenchulus reniformis

Nowadays, rice is among the most preferred crops for rotation with soybean and cotton in the large producing areas of Central Brazil. Nevertheless, the host status of the Brazilian upland rice cultivars for Meloidogyne incognita race 4 and Rotylenchulus reniformis has not been investigated and remains unknown. This study dealt with the assessment of the host response of some selected Brazilian upland rice cultivars to these nematodes under glasshouse conditions. The host status for each tested interaction was based on the nematode reproduction factor (RF) and number of nematodes (g root)(-1). Two experiments with M. incognita race 4, referred to as trial I (initial population (IP) = 4000) and trial 2 (IP = 800), included, respectively, 14 cultivars (cvs AN Cirad 141, BRS Monarca, BRS Primavera, AN Cambara, BRS Pepita, BRS Curinga, BRS Sertaneja, IAPAR 9, IAPAR 62, IAPAR 63, IAPAR 64, IAPAR 117, IAC 201, IAC 202) and 19 cultivars (the same ones in Experiment 1 plus cvs BRS Maravilha, BRS Talento, BRS Bonanca, Ricetec Ecco, BRS Soberana). Except for cv. BRS Pepita, rated as resistant, the cultivars were rated as susceptible or moderately susceptible (RF means ranged from 1.09 to 12.56). In a third experiment with R. reniformis (IP = 1800) that included the same cultivars as in Experiment I, all cultivars were rated as resistant (RF means ranged from 0.01 to 0.29).

Feeding ecology of a carnivorous bladderwort (Utricularia uliginosa, Lentibulariaceae)

The terrestrial carnivorous bladderwort, Utricularia uliginosa Vahl. (Lentibulariaceae) was studied to determine the species assemblage present in traps of these plants in situ across four sites over 15 months. The immediate soil environment was also sampled to determine the fauna present, and to compare the fauna present in traps with the fauna in the environment. The soil fauna consisted of 10 taxon types, which occupied either pelagic, epibenthic or interstitial microhabitats. All were found in traps of U. uliginosa, with the main prey being interstitial taxa followed by epibenthic and occasionally pelagic taxa. Numbers of individuals of the two most abundant soil taxa (nematodes, Elaphoidella) varied independently across the four sites over the 15 months of the study, as did numbers of Elaphoidella in the traps of U. uliginosa. Numbers of nematodes in the traps of U. uliginosa showed significant differences among sites, but not differences among times. Comparison of the trap fauna with the soil fauna revealed differences in relative abundance between soil samples and trap samples for two of the three taxa examined. There was an under-representation of nematodes in the traps relative to numbers in surrounding soil. There was an over-representation of the copepod Elaphoidella in the traps of U. uliginosa relative to numbers in soil at some of the times of sampling. Acarina were equally abundant in soil and trap samples. The patterns observed for Elaphoidella and nematodes may be due to selectivity in trapping by U. uliginosa, and/or differences in digestibility of the prey. Elaphoidella individuals were found to be attracted to U. uliginosa in a behavioural experiment. This may contribute to the over-representation of Elaphoidella in the traps of U. uliginosa in the field.

Flutuação populacional de Rotylenchulus reniformis em solo cultivado com algodoeiro

O objetivo deste trabalho foi caracterizar a flutuação populacional de nematoide reniforme (Rotylenchulus reniformis) em solo cultivado com algodoeiro, em função de variáveis edafoclimáticas. Em uma área naturalmente infestada - com média de 680 nematoides por 200 cm³ de solo, em Aral Moreira, MS - foi estabelecida uma grade de amostragem com 30 pontos, equidistantes em 50 m. No período de outubro de 2004 a junho de 2006, amostras de solo (0,0-0,2 m e 0,2-0,4 m) foram coletadas mensalmente, para avaliação da abundância e composição dos diferentes estágios da população do nematoide. Foram também mensuradas a precipitação, a temperatura e a umidade do solo a 0,15 e 0,30 m. Foi possível observar que a densidade e a composição populacional de R. reniformis são influenciadas pela presença de plantas de algodoeiro. Maior abundância desse nematoide foi encontrada à profundidade de 0,2-0,4 m. A precipitação e a umidade do solo pouco influenciaram a população de R. reniformis. A temperatura do solo, a 0,15 e 0,30 m de profundidade, correlaciona-se com a população de R. reniformis a 0,2-0,4 m de profundidade.

Genome-wide analysis of adaptive molecular evolution in the carnivorous plant Utricularia gibba

The genome of the bladderwort Utricularia gibba provides an unparalleled opportunity to uncover the adaptive landscape of an aquatic carnivorous plant with unique phenotypic features such as absence of roots, development of water-filled suction bladders, and a highly ramified branching pattern. Despite its tiny size, the U. gibba genome accommodates approximately as many genes as other plant genomes. To examine the relationship between the compactness of its genome and gene turnover, we compared the U. gibba genome with that of four other eudicot species, defining a total of 17,324 gene families (orthogroups). These families were further classified as either 1) lineage-specific expanded/contracted or 2) stable in size. The U. gibba-expanded families are generically related to three main phenotypic features: 1) trap physiology, 2) key plant morphogenetic/developmental pathways, and 3) response to environmental stimuli, including adaptations to life in aquatic environments. Further scans for signatures of protein functional specialization permitted identification of seven candidate genes with amino acid changes putatively fixed by positive Darwinian selection in the U. gibba lineage. The Arabidopsis orthologs of these genes (AXR, UMAMIT41, IGS, TAR2, SOL1, DEG9, and DEG10) are involved in diverse plant biological functions potentially relevant for U. gibba phenotypic diversification, including 1) auxin metabolism and signal transduction, 2) flowering induction and floral meristem transition, 3) root development, and 4) peptidases. Taken together, our results suggest numerous candidate genes and gene families as interesting targets for further experimental confirmation of their functional and adaptive roles in the U. gibba's unique lifestyle and highly specialized body plan.

Intraspecific variability of Holostylis reniformis: concentration of lignans, as determined by maceration and supercritical fluid extraction (SFE-CO2), as a function of plant provenance and plant parts

Maceration and supercritical fluid extraction were used to prepare extracts from parts of plants (Holostylis reniformis) collected in two different regions of Brazil. ¹H NMR, HPLC-DAD-ESI/MS, HPLC-DAD, GC-MS, and chemometric techniques were used to analyse lignans in the extracts and showed that yields of SFE-CO2 were less than or equal to those of hexane maceration extracts. These analyses, in conjunction with the concentrations of aliphatic hydrocarbons, fatty acids and their methyl and ethyl derivatives in the extracts, also allowed the chemical composition of parts and provenance of the plant to be differentiated.

Estudo morfométrico comparativo de populações de Rotylenchulus reniformis (Nemata: Rotylenchulinae) do Brasil

Quarenta e oito populações de Rotylenchulus reniformis foram recuperadas de amostras de solo e raízes de diferentes culturas e inoculadas em diferentes plantas hospedeiras, mantidas em microparcelas no Departamento de Fitossanidade da UNESP/FCAV, Campus de Jaboticabal, São Paulo. Os sintomas da doença causada pelo nematóide em algodoeiro (Gossypium hirsutum), no campo, foram documentados, bem como o hábito de parasitismo do nematóide em raízes de algodão e de mamoeiro (Carica papaya), utilizando-se de coloração in situ do nematóide com fuccina ácida. Efetuou-se a comparação morfológica de todas as populações, ao microscópio óptico composto, em montagens temporárias e, de algumas, ao microscópio eletrônico de varredura. Para as observações ao microscópio eletrônico de varredura, fêmeas adultas presas às raízes foram fixadas em glutaraldeído e pós-fixadas em tetróxido de ósmio, desidratadas em álcool etílico, secas em secador de ponto crítico, montadas, recobertas com 35 nm de ouro, observadas e elétromicrografadas em 15 kV. Os dados obtidos confirmam que R. reniformis é a única espécie do gênero distribuída nos agroecossistemas brasileiros e que a amplitude de variação de caracteres morfométricos em populações brasileiras desse nematóide, tais como comprimento do estilete, V % e forma da cauda, é maior que em populações da mesma espécie de outras regiões do mundo. Foram ilustradas fêmeas jovens de R. reniformis com a cauda bifurcada, e esse detalhe da morfologia do nematóide ainda não havia sido relatado.

Estudo morfométrico comparativo de 58 populações brasileiras de Rotylenchulus reniformis (Nemata: Rotylenchulinae)

Foram recuperadas 58 populações de Rotylenchulus reniformis de amostras de solo e raízes de diferentes culturas e inoculadas em plantas de algodoeiro (Gossypium hirsutum) cv. COODETEC 402 e de mamona (Ricinus communis), mantidas em vasos de argila em casa de vegetação do Departamento de Fitossanidade da UNESP/FCAV, Campus de Jaboticabal - São Paulo. Foi realizado estudo morfométrico comparativo das populações ao microscópio óptico composto, seguido da ordenação das populações segundo análises multivariadas de agrupamento e de componentes principais. Foram avaliadas 11 variáveis morfométricas em dez fêmeas jovens de cada população e sete variáveis derivadas. A amplitude de variação de caracteres morfométricos em populações brasileiras desse nematóide tais como, comprimento do estilete, V e forma da cauda, é maior que em populações da mesma espécie de outras regiões do mundo. Os dados obtidos confirmam que o comprimento do estilete, presença de machos e V são suficientes para identificação de R. reniformis e que esta é a espécie do grupo predominante nos agroecossistemas brasileiros.

Response of cucurbit species to Rotylenchulus reniformis

The state of Rio Grande do Norte is the major melon (Cucumis melo) producer in Brazil and the reniform nematode Rotylenchulus reniformis has become increasingly important due to damages to that crop and the lack of resistant cultivars and effective control measures. Under these circumstances, eight cucurbit genotypes were screened for resistance or tolerance to a population of R. reniformis in naturally infested field soil, under greenhouse conditions. A high reduction in shoot mass was found in all infected genotypes. Watermelon (Citrullus lanatus) cv. Sugar Baby showed the lowest rate of nematode reproduction.

Sobrevivência de Rotylenchulus reniformis em solo naturalmente infestado submetido a diferentes períodos de armazenamento

O nematóide reniforme (Rotylenchulus spp.) sobrevive à dissecação melhor que a maioria das espécies de fitonematóides, havendo relato de sobrevivência de R. reniformis após 29 meses na ausência da hospedeira. O presente estudo teve como objetivo investigar a sobrevivência de R. reniformis na ausência de hospedeira em solo naturalmente infestado, submetendo-o a diferentes períodos de armazenamento em laboratório. Aos 45, 90, 135 e 180 dias após o armazenamento, cinco amostras foram acondicionadas em vasos, onde foram plantados meloeiros (Cucumis melo) cv. Amarelo Ouro que foram mantidos em casa de vegetação por 80 dias. Foram avaliados os números totais de juvenis, machos e fêmeas imaturas no solo, fêmeas adultas na raiz e total de nematóides (solo+raiz) por unidade experimental. Testaram-se, em seguida, modelos lineares, logarítmicos e quadráticos para descrever o comportamento de cada variável em função do tempo de armazenamento. Os modelos quadráticos descreveram melhor a variação ocorrida, exceto para o número de fêmeas na raiz. As populações tenderam a decrescer após 90 dias de armazenamento, no entanto, após 180 dias de armazenamento e subseqüente cultivo do meloeiro no solo armazenado, a população no momento da colheita era equivalente a 83,41% da população de nematóides presentes no solo quando da coleta no campo.

Alocação de biomassa e nutrientes em Heteranthera reniformis sob o efeito de N, P e K

Este trabalho objetivou estudar a distribuição de biomassa e nutrientes entre os componentes vegetativos de Heteranthera reniformis sob o efeito de diferentes concentrações de N, P e K. As plantas foram cultivadas em vasos plásticos preenchidos com pedra rolada, em soluções nutritivas a 80% da concentração original de Sarruge, sendo esta a solução-base. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro níveis (0, 25, 50 e 75% da solução-base) avaliados individualmente em N, P e K, além da testemunha (100% da solução-base), com quatro repetições no período de 35 dias. As maiores áreas foliares ocorreram em soluções com 75% de P e 50% de N e K. A solução com 50% de N proporcionou a maior biomassa seca de plantas. A contribuição do caule na alocação de recursos apresentou resultados que variaram entre 55,5 e 74,5% em relação à matéria seca total referente ao nível 0 e 75% de N; a contribuição de raízes reduziu com o aumento da concentração de N, bem como de P e K. As maiores contribuições de raízes ocorreram nas ausências de N (26,8%) e P (19,2%), os quais foram maiores em relação aos seus respectivos níveis mais concentrados. Os teores de N, P e K corresponderam a uma ordem crescente em folha, caule e raízes, em que os maiores teores foram obtidos nos níveis de 50 a 125 mg L-1 de N, 5 a 15 mg L-1 de P e 100 a 150 mg L- 1 de K.

A new species of Utricularia (Lentibulariaceae) from central Brazil

Utricularia cochleata C. P. Bove (Lentibulariaceae) from the "cerrado" (savanna) in central Brazil is described and illustrated. It is similar to Utricularia aureomaculata Steyerm. and Utricularia steyermarkii P. Taylor and can be distinguished from both by the densely branched traps, smaller lower calyx lobe, with rounded apex, the spur longer than the lower lip, insertion of the thecae below the filament apex, and the ciliate stigma.