Diurnal changes in storage carbohydrate metabolism in cotyledons of the tropical tree Hymenaea courbaril L. (Leguminosae)

The cotyledons of Hymenaea courbaril store large amounts of xyloglucan, a cell wall polysaccharide that is believed to serve as storage for the period of seedling establishment. During storage mobilisation, xyloglucan seems to be degraded by a continuous process that starts right after radicle protrusion and follows up to the establishment of photosynthesis. Here we show evidence that events related to the hydrolases activities and production (α-xylosidase, β-galactosidase, β-glucosidase and xyloglucan endo-β-transglucosilase) as well as auxin, showed changes that follow the diurnal cycle. The period of higher hydrolases activities was between 6pm and 6am, which is out of phase with photosynthesis. Among the enzymes, α-xilosidase seems to be more important than β-glucosidase and β-galactosidase in the xyloglucan disassembling mechanism. Likewise, the sugars related with sucrose metabolism followed the rhythm of the hydrolases, but starch levels were shown to be practically constant. A high level of auxin was observed during the night, what is compatible with the hypothesis that this hormone would be one of the regulators of the whole process. The probable biological meaning of the existence of such a complex control mechanism during storage mobilisation is likely to be related to a remarkably high level of efficiency of carbon usage by the growing seedling of Hymenaea courbaril, allowing the establishment of very vigorous seedlings in the tropical forest.

Isozyme markers and genetic variability in three species of Centrosema (Leguminosae)

Isozyme patterns and their genetic control in three Centrosema species are described. Seven isozymatic systems (aspartate aminotransferase, glucose-6-phosphate isomerase, phosphoglucomutase, anodal peroxidase, malate dehydrogenase, 6-phosphogluconate dehydrogenase, and isocitrate dehydrogenase) were studied in 18 populations and several breeding lines of C. acutifolium, C. brasilianum and C. pubescens, using starch gel electrophoresis techniques. All systems, except glucose-6-phosphate isomerase, are described for the first time in these species. A total of 17 isozyme loci were scored; this represents the largest set of Mendelian loci known up to now in Centrosema species. Isozyme polymorphism and variability within and between populations and species were relatively high and allowed discrimination among species

Transient expression of a reporter gene introduced by bioballistic bombardment into Racosperma mangium (Leguminosae family) tissues

We report on an assay of direct transfer of DNA into calli and seeds of Racosperma (ex-Acacia) mangium, using a bioballistic method. We observed transient expression of the GUS gene in the treated tissues

Aspectos morfológicos da semente e do desenvolvimento da planta jovem de Amburana cearensis (Arr. Cam.) A.C. Smith - Cumaru - Leguminosae Papilionoideae

Os objetivos deste trabalho foram descrever e ilustrar os aspectos morfológicos da semente e do desenvolvimento da planta jovem de Amburana cearensis. Os frutos foram coletados de cinco matrizes distantes no mínimo 100m, levando-se em consideração o aspecto fitossanitário e a intensidade de frutificação. O endocarpo permanece aderido à semente formando uma ala, mesmo após a deiscência; o hilo apresenta fenda longitudinal típica da sub-família; a germinação é do tipo semi-hipógea fanerocotiledonar e, com o desenvolvimento observou-se a presença de uma tuberosidade na raiz primária. Os caracteres descritos e ilustrados mostraram-se bastante homogêneos entre as cinco matrizes, podendo ser empregados para identificação da referida espécie, tanto em trabalhos de laboratório e de produção de mudas quanto em estudos ecológicos.

Aspectos morfológicos de frutos, sementes, germinação e plântulas de duas espécies florestais da Amazônia: I. Dinizia excelsa Ducke (Angelim-Pedra). II Cedrelinga catenaeformis Ducke (Cedrorana) - Leguminosae: Mimosoideae

As duas espécies selecionadas para o presente trabalho são nativas da floresta de terra firme da Amazônia, apresentam interesse econômico e grande carência de informações referentes aos aspectos morfológicos da germinação. Este estudo aborda as características morfológicas de frutos, sementes e plântulas de Cedrelinga catenaeformis Ducke e Dinizia excelsa Ducke, além do tipo de germinação, evidenciando a morfologia dos vários estádios de desenvolvimento da planta, iniciando-se com a protrusão da raiz até a formação de plântula normal, com a emissão dos primeiros protófilos. Os estudos para ambas as espécies foram conduzidos no laboratório de semente do INPA/CPST. Os testes de germinação foram realizados na temperatura de 25ºC, em bandejas plásticas de 30x20x5cm, com 50 sementes para cada espécie, utilizando-se como substrato vermiculita. Os frutos de C. catenaeformis e D. excelsa são legumes samaróides e longos. As sementes são suborbiculares, com bordo irregular em C. catenaeformis e oblongas e achatadas em D. excelsa .Ambas as espécies apresentaram germinação do tipo epígea e fanerocotiledonar. As plântulas de C. catenaeformis caracterizam-se pelos eófilos bifoliolados, opostos, enquanto D. excelsa apresenta eófilos pinados.

Qualidade sanitária e germinação de sementes de Pterogyne nitens Tull. (Leguminosae - Caesalpinioideae)

Pterogyne nitens Tull. (Leguminosae Caesalpinioideae), espécie florestal nativa da Mata Atlântica, é normalmente utilizada para extração de madeira. Devido à necessidade de ampliação da área produtiva com essa espécie, para fins de exploração comercial, tem-se observado maior interesse em relação às informações sobre qualidade e conservação de suas sementes. Apesar da grande importância econômica das espécies florestais, estudos sobre sanidade de tais sementes são quase inexistentes, principalmente com espécies nativas. Procurou-se, com este trabalho, identificar fungos associados às sementes e sua relação com a germinação de sementes de amendoim-bravo, utilizando-se os métodos de detecção do papel de filtro com congelamento, sem congelamento e de sintomas em plântulas. Detectaram-se os seguintes fungos: Aspergillus sp., Penicillium sp., Fusarium moniliforme, Alternaria alternata, Rhizopus sp., Cladosporium sp. e Phoma sp. A maior ocorrência foi de fungos dos gêneros Aspergillus e Penicillium. O método do papel de filtro com congelamento permitiu a identificação de Fusarium moniliforme e Alternaria alternata, duas espécies de fungos potencialmente patogênicos. Não foi detectada ocorrência de sintomas relacionados ao ataque de patógenos nas plântulas.

Influência da temperatura e da água sobre a germinação de sementes de Paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke Leguminosae-Caesalpinioideae)

O Paricá (Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke) é uma espécie florestal, pertencente à família Leguminosae-Caesalpinioideae, utilizada na recuperação de áreas degradadas e que apresenta destaque no mercado madeireiro. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar diferentes volumes de água no substrato e temperaturas para a germinação de sementes de S. amazonicum. As sementes foram imersas em ácido sulfúrico por 50 minutos, para superar a impermeabilidade do tegumento à água. Em seguida, foram semeadas em rolos de papel Germitest umedecidos com quantidades (mL.g-1 papel) de água equivalentes a 15; 2,0; 2,5 e 3,0 vezes a massa do substrato, sem adição posterior de água e mantidas em câmaras nas temperaturas constantes de 25, 30 e 35ºC. Foram avaliados a porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação e os comprimentos da raiz primária e do hipocótilo das plântulas normais. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado com os tratamentos em esquema fatorial 4 x 3. O melhor desempenho germinativo foi observado nas temperaturas de 25, 30 e 35ºC, com as quantidades de água de 2,5 e 3,0 vezes a massa do papel. A velocidade do processo foi favorecida pelas temperaturas de 30 e 35ºC e pela quantidade de água equivalente a 3,0 vezes a massa do papel. Ocorre maior desenvolvimento da raiz e do hipocótilo com a quantidade de água de 3,0 vezes a massa do papel a 25ºC.

Methods of overcoming dormancy in Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke (Leguminosae - Caesalpinioideae) seeds

Seed dormancy is a frequent phenomenon in tropical species, causing slow and non-uniform germination. To overcome this, treatments such as scarification on abrasive surface and hot water are efficient. The objective of this study was to quantify seed germination with no treatment (Experiment 1) and identify an efficient method of breaking dormancy in Schizolobium amazonicum Huber ex Ducke seeds (Experiment 2). The effects of manual scarification on electric emery, water at 80ºC and 100ºC and manual scarification on wood sandpaper were studied. Seeds were sown either immediately after scarification or after immersion in water for 24h in a sand and sawdust mixture. Germination and hard seed percentages and germination speed were recorded and analyzed in a completely randomized design. Analysis of germination was carried out at six, nine, 12, 15, 18, 21 and 24 days after sowing as a 4x2 factorial design and through regression analysis. Treatment means of the remaining variables were compared by the Tukey test. Seed germination with no treatment started on the 7th day after sowing and reached 90% on the 2310th day (Experiment 1). Significant interaction between treatments to overcome dormancy and time of immersion in water was observed (Experiment 2). In general, immersion in water increased the germination in most evaluations. The regression analyses were significant for all treatments with exception of the control treatment and immersion in water at 80ºC. Germination speed was higher when seeds were scarified on an abrasive surface (emery and sandpaper) and, in these treatments, the germination ranged from 87% to 96%, with no hard seeds. S. amazonicum seeds coats are impermeable to water, which hinders quick and uniform germination. Scarification on electric emery followed by immediate sowing, scarification on sandpaper followed by immediate sowing and sowing after 24h were the most efficient treatments for overcoming dormancy in S. amazonicum seeds.

Germinação de sementes de Senna siamea (Lam.) H.S. Irwin E Barneby: Caesalpinoideae

Senna siamea é uma espécie arbórea originária da Tailândia, que se adaptou às condições do nordeste brasileiro, que vem sendo utilizada na arborização, cerca viva e produção de madeira. A pesquisa foi conduzida em dois experimentos com o objetivo de identificar métodos para superação da dormência e verificar os efeitos da temperatura e luz na germinação de suas sementes. No primeiro, as sementes foram submetidas aos tratamentos: calor úmido, imersão em ácido sulfúrico e água quente, escarificação mecânica, visando à superação da dormência além da testemunha. Foram determinados os percentuais de germinação, de sementes duras e mortas. No segundo experimento, após tratamento com ácido sulfúrico, as sementes foram semeadas em papel-filtro e colocada para germinar sob cinco combinações: luz contínua e 25ºC constante; luz contínua e temperaturas (35ºC/8h e 20ºC/16h); escuro contínuo e 25ºC constante; escuro contínuo e temperaturas (35ºC/8h e 20ºC/16h) e alternância de luz e temperatura (luz/35ºC/8h e escuro/20ºC/16h). Concluiu-se que Senna siamea apresenta sementes dormentes. Entre os tratamentos para superação de dormência destacam-se a escarificação mecânica e a utilização do ácido sulfúrico. As sementes mostram-se indiferentes à luz e sua germinação não foi influenciada pelas temperaturas testadas.

Comparação da viabilidade de sementes de Schizolobium parahyba (vell.) blake - leguminosae caesalpinioideae, pelos testes de germinação e tetrazólio

Schizolobium parahyba (Vell.) Blake, conhecido como guapuruvu, pode ser utilizado na construção civil, na medicina popular e apresenta potencial para uso na recuperação de matas ciliares. Poucas informações são encontradas na literatura sobre avaliação da qualidade fisiológica de sementes dessa espécie, principalmente em relação a metodologias para realização dos testes de germinação e tetrazólio. Objetivou-se com este trabalho avaliar a influência da temperatura no teste de germinação e da concentração da solução no teste de tetrazólio para avaliação da viabilidade de sementes de S. parahyba. Sementes de dois lotes tiveram seus ápices cortados, as quais foram desinfestadas com hipoclorito de sódio e semeadas em bandejas de polietileno (35x20x5cm), sobre areia peneirada, lavada e autoclavada (120ºC por 20 minutos). As sementes foram submetidas à temperaturas constantes de 25ºC, 30ºC, 35ºC sob luz contínua, e alternada de 20-30ºC com 8 horas de luz na temperatura de 30ºC. As avaliações foram realizadas considerando-se a emergência de radícula, plântulas normais e índice de velocidade de germinação. Para o teste de tetrazólio, após a imersão das sementes em água por 48 horas, os tegumentos e o endosperma foram removidos e os embriões imersos nas soluções de tetrazólio a 0,05% e 0,1% e mantidos em câmara de germinação tipo BOD no escuro por 5 horas a 30ºC. Nos testes de germinação, as temperaturas de 25ºC e 35ºC proporcionam maior porcentagem e velocidade de germinação de sementes de S. parahyba e no teste de tetrazólio, a concentração 0,05% da solução permitie avaliar, com eficácia, a qualidade dos lotes de sementes desta espécie.

Morfo-anatomia da semente de Bauhinia monandra Kurz: (Leguminosae-caesalpinioideae)

Bauhinia monandra, espécie popularmente conhecida na Amazônia como pata-de-vaca, é indicada entre outros usos como planta medicinal nessa região. Visando contribuir para um melhor conhecimento foram coletadas sementes dessa espécie do banco de germoplasma da EMBRAPA - CPATU, Amazônia Oriental, no estado do Pará. O estudo morfo-anatômico revelou sementes estenospérmicas, oblongas, base arredondada, margem inteira, ápice assimétrico, perfil convexo pouco acentuado e hilo em forma de "V" na região apical. A testa é monocrômica, brilhante, lisa e constituída por dois estratos epidérmicos; linha lúcida presente. O endosperma é contínuo, espesso, adnato a testa. O embrião é axial e invaginado, apresenta dois cotilédones foliáceos e eixo embrionário com plúmula rudimentar e radícula imperceptível. Foram vistos grãos de amido no interior dos cotilédones.

Alterações estruturais e fisiológicas em sementes de Copaifera Langsdorffii DESF. - Leguminosae-Caesalpinioideae submetidas ao tratamento com hipoclorito de sódio

O objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do hipoclorito de sódio (NaClO) sobre a testa das sementes, germinação e o estabelecimento de plântulas de copaíba. A remoção da cutícula da testa de sementes após imersão em NaClO a 2,5% foi evidenciada pelo corante Sudan IV e microscopia eletrônica de varredura. Com a remoção dessa camada ocorreu aumento significativo na absorção de água pela semente, durante a fase inicial da embebição. Substâncias fenólicas, provavelmente inibitórias da germinação, foram detectadas com cloreto férrico nas paredes celulares dos cotilédones. A imersão em NaClO foi mais favorável para a emergência de plântulas (54%), quando comparada com a escarificação mecânica (2%) e controle (14%). Esses resultados permitem concluir que a utilização do NaClO é uma alternativa eficaz para a produção de mudas em larga escala, devido principalmente às suas propriedades antissépticas.

Aspectos morfológicos de frutos, sementes, plântulas e mudas de leguminosae mimosoideae: Anadenanthera colubrina (vellozo) brenan e Enterolobium contortisiliquum (vellozo) morong

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de caracterizar morfologicamente frutos, sementes, plântulas e mudas de duas espécies arbóreas da família Leguminosae Mimosoideae, de ocorrência natural no estado de Sergipe para fins taxonômicos, estudos de regeneração natural e recuperação de matas ciliares. Descreveu-se e se ilustrou as características morfológicas de angico [Anadenanthera colubrina (Vellozo) Brenan] e tamboril [Enterolobium contortisiliquum (Vellozo) Morong]. Os frutos foram coletados com auxílio de podão, em cinco árvores-matrizes, distantes no mínimo 50 m entre si. Foram realizadas avaliações das características morfométricas e morfológicas externas e internas dos frutos e sementes e externas de plântulas e mudas. A. colubrina apresenta fruto seco e deiscente, enquanto em E. contortisiliquum os frutos são secos e indeiscentes. Ambas as espécies apresentam pleurograma e são exalbuminosas. Os caracteres do embrião e a germinação epígea-fanerocotiledonar são semelhantes àqueles observados em Caesalpinioideae. Na fase de muda, a presença de nectários glandulares extraflorais situados na ráquis em A. colubrina e lenticelas em E. contortisiliquum são úteis para as respectivas identificações. A presença de raiz com nódulos em E. contortisiliquum e tuberosa em A. colubrina são fundamentais para a precisa identificação destas. Com os resultados obtidos, conclui-se que a morfologia interna e externa dos frutos e das sementes e a morfologia externa das plântulas e mudas permitem fazer a identificação imediata e segura, fornecendo subsídios para estudos com as espécies estudadas, seja em laboratório ou em viveiro de produção de mudas e no campo das espécies estudadas.

Reserve mobilization during imbibition of stored Gliricidia sepium (Jacq.) Steud. (Leguminosae - Papilionoideae) seeds

Gliricidia sepium is a drought-tolerant species, easily multiplied by seeds, and has been exploited by farmers as a source of forage in the semi-arid region of northeast Brazil. The objective of the present study was to evaluate the effect of seed storage on the mobilization of reserves during imbibition of "Gliricidia" seeds. Freshly-harvested seeds were packed in kraft paper bags and stored for three and six months in the laboratory under ambient conditions (25 º C ± 3 T and 75% ± 3 RH). Cotyledons were isolated from imbibed seeds and macerated for the extraction and quantification of total soluble sugars, reducing sugars, sucrose and starch, as well as of proteins, amino acids and for amylase activity. Storage under these conditions resulted in an increase in seed water content although germination remained at relatively high levels (86%). Seed macromolecule levels showed significant variation with the storage period and imbibition and these variations were associated with a loss in seed viability due to inadequate storage conditions.

Partial characterization of genes from the embryonic axis of Melanoxylon brauna Schott. (Leguminosae-Caesalpinioideae) seeds

The objective of this study was to partially characterize some genes involved in the desiccation tolerance of the embryonic axis of Melanoxylon brauna seeds subjected, or not, to oven fast-drying. Seeds were initially dried rapidly in an oven at 40 ºC, 50 ºC, 60 ºC, 70 ºC, and 80 °C, for 24, 48 and 72 h and then subjected to germination tests and moisture content determination. Degenerate primers were designed for 19 genes. The CDNA was used as a template for PCR amplifications using the degenerate primers, and the PCR products obtained were purified, cloned and sequenced. The seeds showed a gradual reduction in percent germination with increasing temperature and drying time. Nucleotide sequences of the cloned fragments related to genes CAT1, SPS1, Abi5, Transk and PM25 were obtained. The similarity analysis with the sequences deposited in databases revealed similarities with genes CAT1, SPS1, Transk and PM25 from other plant species. The nucleotide sequences obtained from the respective genes will be used for designing specific primers for gene expression analyses during seed germination in order to understand the causes for loss of physiological quality of Melanoxylon brauna seeds.