Plants of an Eucalyptus clone damaged by Scolytidae and Platypodidae (Coleoptera)

Species of Scolytidae and Platypodidae were evaluated in a plantation using a clone of Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla in the State of Minas Gerais, Brazil. Wood disks with galleries were taken from 15 eucalyptus trees between 0.5 and 1.5 m height. After collection, all trees attacked were burned. Woodborers obtained from these disks were identified as Premnobius cavipennis, Premnobius ambitiosus, Dryocoetoides cristatus (Coleoptera: Scolytidae) and Euplatypus parallelus (Coleoptera: Platypodidae). This is the first report of D. cristatus, a Brazilian native species, damaging eucalyptus, which shows its adaptation to this plant.

How are riparian plants distributed along the riverbank topographic gradient in Mediterranean rivers? Application to minimally altered river stretches in Southern Spain.

Species structure and composition in Mediterranean riparian forests are determined by hydrological features, longitudinal zonation, and riverbank topography. This study assesses the distribution of four native riparian plants along the riverbank topographic gradient in three river stretches in southern Spain, with special emphasis on the occupation of adult and young feet of each species. The studied stretches suffered minimal human disturbances, displayed semi-arid conditions, and had wide riparian areas to allow the development of the target species: black alder (Alnus glutinosa), salvia leaf willow (Salix salviifolia), narrow-leafed ash (Fraxinus angustifolia), and oleander (Nerium oleander). Thalweg height was used to define the riverbank topographic gradient. The results showed a preferential zone for black alder and salvia leaf willow in the range of 0-150 cm from the channel thalweg, with adult alders and willows being more common between 51 and 150 cm and young alders being more common under 50 cm. Conversely, narrow-leafed ash and oleander were much more frequent, and showed greater development, in the ranges of 151-200 cm and 201-250 cm, respectively, whereas the young feet of both species covered the entire topographic range. Adult feet of the four species were spatially segregated along the riverbank topographic gradient, indicating their differential ability to cope with water stress from the non-tolerant alders and willows to more tolerant narrow-leafed ash trees and oleanders. Young feet, however, showed a strategy more closely linked to the initial availability of colonisation sites within riparian areas to the dispersion strategy of each species and to the distribution of adult feet. In Mediterranean areas, where riparian management has traditionally faced great challenges, the incorporation of species preferences along riverbank gradients could improve the performance of restoration projects.

Invasive populations of Senecio pterophorus are neither more productive nor more plastic than the native populations

Successful plant invaders may have specific morphological and physiological traits that promote invasion in a new habitat. The Evolution of Increased Competitive Ability (EICA) hypothesis predicts that plants released from natural enemies in the introduced habitats are more competitive and perform better than plants from the native populations. An increased phenotypic plasticity may also favour invasion because it allows plants to function under a wider range of environments. In this study we used Senecio pterophorus (Asteraceae) to test whether introduced plant populations are 1)more competitive and 2) more plastic compared with the native populations. We conducted a common garden experiment using plants from the native range (South Africa, Eastern Cape), an expanded range (South Africa, Western Cape) and two introduced ranges (Australia and Europe) under different conditions of water availability. Contrary to the EICA and the increased plasticity hypotheses, plants from the invasive and expanded populations grew less and responded less to watering than those from their native range. These results may be caused by a depleted competition as well as the presence of genetic bottlenecks in the newly invaded areas.

Thermoanalytical study and characterization of native starches of Paraná pine seeds (Araucaria angustiofolia, Bert O. Ktze) and European chestnut seeds (Castanea sativa, Mill)

Starch is the most important carbohydrate storage in plants. It is a raw material with diverse botanical origins, and is used by the food, paper, chemical, pharmaceutical, textile and other industries. In this work, native starches of Paraná pine seeds (pinhão) (Araucária angustiofolia, Bert O. Ktze) and european chestnut seeds (Castanea sativa, Mill) were studied by thermoanalytical techniques: thermo-gravimetry (TG), differential thermal analysis (DTA) and differential scanning calorimetry (DSC), as well as X-ray powder patterns diffractometry. Apparent and total amylose content was also determined.

EVALUATION OF SUBSTRATES AND AMF SPORULATION IN THE PRODUCTION OF SEEDLINGS OF NATIVE FOREST SPECIES

ABSTRACT The objective of this study was to evaluate organic substrates in the production of canafistula (Peltophorum dubium) (Spreng.) Taub, cutieira (Joannesiaprinceps Vell.), jatoba (Hymenaea courbaril L.) and rubber tree (Hevea brasiliensis M. Arg.) seedlings, native trees with potential use in forest restoration programs. The design was completely randomized with 10 substrate formulations with 4 repetitions of 3 plants for the four species. The evaluated substrates consisted of soil, bovine manure (BM), poultry manure (PM), chemical fertilizer (CF) and sand, in different proportions. The experiment was concluded at the end of 180 days for canafistula, cutieira and rubber and 210 days for jatoba. At the end of these periods, the root (RDM), shoot (SDM) and total (TDM) the dry matters of the seedlings were determined. Quantification of AMF spores and normalization between samples through SPORES/RDM correction were also performed. The Scott-Knott test at 5% probability was applied. Regarding biomass production, only canafistula had significant difference among the tested substrates. In relation to sporulation, the highest values were observed in cutieira and rubber tree in substrate containing PM. The substrates composed of 40 or 50% soil + 20% sand + 30% or 40 PM for canafistula; 50% soil + 20% sand + 30% PM for cutieira; and for jatoba and rubber tree 60% soil + 20% sand + 20% PM, enabled the best results in terms of biomass production in seedlings and AMF sporulation.

Isolation and identification of native microalgae for biodiesel production

La demande croissante en carburants, ainsi que les changements climatiques dus au réchauffement planétaire poussent le monde entier à chercher des sources d’énergie capables de produire des combustibles alternatifs aux combustibles fossiles. Durant les dernières années, plusieurs sources potentielles ont été identifiées, les premières à être considérées sont les plantes oléagineuses comme source de biocarburant, cependant l’utilisation de végétaux ou d’huiles végétales ayant un lien avec l’alimentation humaine peut engendrer une hausse des prix des denrées alimentaires, sans oublier les questions éthiques qui s’imposent. De plus, l'usage des huiles non comestibles comme sources de biocarburants, comme l’huile de jatropha, de graines de tabac ou de jojoba, révèle un problème de manque de terre arable ce qui oblige à réduire les terres cultivables de l'industrie agricole et alimentaire au profit des cultures non comestibles. Dans ce contexte, l'utilisation de microorganismes aquatiques, tels que les microalgues comme substrats pour la production de biocarburant semble être une meilleure solution. Les microalgues sont faciles à cultiver et peuvent croitre avec peu ou pas d'entretien. Elles peuvent ainsi se développer dans des eaux douces, saumâtres ou salées de même que dans les terres non cultivables. Le rendement en lipide peut être largement supérieur aux autres sources de biocarburant potentiel, sans oublier qu’elles ne sont pas comestibles et sans aucun impact sur l'industrie alimentaire. De plus, la culture intensive de microalgues pour la production de biodiesel pourrait également jouer un rôle important dans l'atténuation des émissions de CO2. Dans le cache de ce travail, nous avons isolé et identifié morphologiquement des espèces de microalgues natives du Québec, pour ensuite examiner et mesurer leur potentiel de production de lipides (biodiesel). L’échantillonnage fut réalisé dans trois régions différentes du Québec: la région de Montréal, la gaspésie et le nord du Québec, et dans des eaux douces, saumâtres ou salées. Cent souches ont été isolées à partir de la région de Montréal, caractérisées et sélectionnées selon la teneur en lipides et leur élimination des nutriments dans les eaux usées à des températures différentes (10 ± 2°C et 22 ± 2°C). Les espèces ayant une production potentiellement élevée en lipides ont été sélectionnées. L’utilisation des eaux usées, comme milieu de culture, diminue le coût de production du biocarburant et sert en même temps d'outil pour le traitement des eaux usées. Nous avons comparé la biomasse et le rendement en lipides des souches cultivées dans une eau usée par apport à ceux dans un milieu synthétique, pour finalement identifié un certain nombre d'isolats ayant montré une bonne croissance à 10°C, voir une teneur élevée en lipides (allant de 20% à 45% du poids sec) ou une grande capacité d'élimination de nutriment (>97% d'élimination). De plus, nous avons caractérisé l'une des souches intéressantes ayant montré une production en lipides et une biomasse élevée, soit la microalgue Chlorella sp. PCH90. Isolée au Québec, sa phylogénie moléculaire a été établie et les études sur la production de lipides en fonction de la concentration initiale de nitrate, phosphate et chlorure de sodium ont été réalisées en utilisant de la méthodologie des surfaces de réponse. Dans les conditions appropriées, cette microalgue pourrait produire jusqu'à 36% de lipides et croitre à la fois dans un milieu synthétique et un milieu issu d'un flux secondaire de traitement des eaux usées, et cela à 22°C ou 10°C. Ainsi, on peut conclure que cette souche est prometteuse pour poursuivre le développement en tant que productrice potentielle de biocarburants dans des conditions climatiques locales.

Characterization of microalgae native to Quebec for biofuel production.

La production de biodiésel par des microalgues est intéressante à plusieurs niveaux. Dans le premier chapitre, un éventail de pour et contres concernant l’utilisation de microalgues pour la production de biocarburant sont ici révisés. La culture d’algues peut s'effectuer en utilisant des terres non-arables, de l’eau non-potable et des nutriments de base. De plus, la biomasse produite par les algues est considérablement plus importante que celle de plantes vasculaires. Plusieurs espèces on le contenu lipidique en forme de triacylglycérols (TAGs), qui peut correspondre jusqu'à 30% - 40% du poids sec de la biomasse. Ces proportions sont considérablement plus élevées que celui des huiles contenues dans les graines actuellement utilisées pour le biodiésel de première génération. Par contre, une production pratique et peu couteuse de biocarburant par des microalgues requiert de surpasser plusieurs obstacles. Ceci inclut le développement de systèmes de culture efficace à faible coût, de techniques de récupération requérant peu d’énergie, et de méthodes d’extraction et de conversion de l’huile non-dommageables pour l’environnement et peu couteuses. Le deuxième chapitre explore l'une des questions importantes soulevées dans le premier chapitre: la sélection d'une souche pour la culture. Une collection de souches de microalgues d'eau douce indigène au Québec a été établi et examiné au niveau de la diversité physiologique. Cette collection est composée de cent souches, que apparaissaient très hétérogènes en terme de croissance lorsque mises en culture à 10±2 °C ou 22±2 °C sur un effluent secondaire d’une usine municipale de traitement des eaux usées (EU), défini comme milieu Bold's Basal Medium (BBM). Des diagrammes de dispersion ont été utilisés pour étudier la diversité physiologique au sein de la collection, montrant plusieurs résultats intéressants. Il y avait une dispersion appréciable dans les taux de croissance selon les différents types de milieux et indépendamment de la température. De manière intéressante, en considérant que tous les isolats avaient initialement été enrichis sur milieu BBM, la distribution était plutôt symétrique autour de la ligne d’iso-croissance, suggérant que l’enrichissement sur BBM n’a pas semblé biaiser la croissance des souches sur ce milieu par rapport aux EU. Également, considérant que les isolats avaient d’abord été enrichis à 22°C, il est assez surprenant que la distribution de taux de croissance spécifiques soit aussi symétrique autour de la ligne d’iso-croissance, avec grossièrement des nombres égaux d’isolats de part et d’autre. Ainsi, l’enrichissement à 22°C ne semble pas biaiser les cellules vers une croissance à cette température plutôt que vers 10°C. Les diagrammes de dispersion obtenus lorsque le pourcentage en lipides de cultures sur BBM ont été comparées à des cultures ayant poussé sur EU soit à 10°C ou 22°C rendent évident que la production de lipides est favorisée par la culture sur EU aux deux températures, et que la production lipidique ne semble pas particulièrement plus favorisée par l’une ou l’autre de ces températures. Lorsque la collection a été examinée pour y déceler des différences avec le site d’échantillonnage, une analyse statistique a montré grossièrement que le même degré de diversité physiologique était retrouvé dans les échantillons des deux différents sites. Le troisième chapitre a poursuivi l'évaluation de la culture d'algues au Québec. L’utilisation de déchets industriels riches en nutriments minéraux et en sources de carbone pour augmenter la biomasse finale en microalgues et le produit lipidique à faible coût est une stratégie importante pour rendre viable la technologie des biocarburants par les algues. Par l’utilisation de souches de la collection de microalgues de l’Université de Montréal, ce rapport montre pour la première fois que des souches de microalgues peuvent pousser en présence de xylose, la source de carbone majoritairement retrouvée dans les eaux usées provenant des usines de pâte et papier, avec une hausse du taux de croissance de 2,8 fois par rapport à la croissance photoautotrophe, atteignant jusqu’à µ=1,1/jour. En présence de glycérol, les taux de croissance atteignaient des valeurs aussi élevées que µ=1,52/jour. La production lipidique augmentait jusqu’à 370% en présence de glycérol et 180% avec le xylose pour la souche LB1H10, démontrant que cette souche est appropriée pour le développement ultérieur de biocarburants en culture mixotrophe. L'ajout de xylose en cultures d'algues a montré certains effets inattendus. Le quatrième chapitre de ce travail a porté à comprendre ces effets sur la croissance des microalgues et la production de lipides. Quatre souches sauvages indigènes ont été obersvées quotidiennement, avant et après l’ajout de xylose, par cytométrie en flux. Avec quelques souches de Chlorella, l’ajout de xylose induisait une hausse rapide de l’accumulation de lipide (jusqu’à 3,3 fois) pendant les premières six à douze heures. Aux temps subséquents, les cellules montraient une diminution du contenu en chlorophylle, de leur taille et de leur nombre. Par contre, l’unique membre de la famille des Scenedesmaceae avait la capacité de profiter de la présence de cette source de carbone sous culture mixotrophe ou hétérotrophe sans effet négatif apparent. Ces résultats suggèrent que le xylose puisse être utilisé avant la récolte afin de stimuler l’augmentation du contenu lipidique de la culture d’algues, soit en système de culture continu ou à deux étapes, permettant la biorestauration des eaux usées provenant de l’industrie des pâtes et papiers. Le cinquième chapitre aborde une autre déché industriel important: le dioxyde de carbone et les gaz à effet de serre. Plus de la moitié du dioxyde de carbone qui est émis dans l'atmosphère chaque jour est dégagé par un processus stationnaire, soit pour la production d’électricité ou pour la fabrication industrielle. La libération de CO2 par ces sources pourrait être atténuée grâce à la biorestauration avec microalgues, une matière première putative pour les biocarburants. Néanmoins, toutes les cheminées dégagent un gaz différent, et la sélection des souches d'algues est vitale. Ainsi, ce travail propose l'utilisation d’un état de site particulier pour la bioprospection de souches d'algues pour être utilisé dans le processus de biorestauration. Les résultats montrent que l'utilisation d'un processus d'enrichissement simple lors de l'étape d'isolement peut sélectionner des souches qui étaient en moyenne 43,2% mieux performantes dans la production de biomasse que les souches isolées par des méthodes traditionnelles. Les souches isolées dans ce travail étaient capables d'assimiler le dioxyde de carbone à un taux supérieur à la moyenne, comparées à des résultats récents de la littérature.

Successful rescue and field establishment of native banana varieties severely affected by rhizome rot

Rhizome rot disease caused by Erwinia spp. is emerging as a major problem in banana nurseries and young plantations worldwide. Management of the disease is possible only in the initial stages of development. Currently no method is available for rescuing plant material already infected with this pathogen. A total of 95 Nanjanagud Rasabale and 212 Elakki Bale suckers were collected from different growing regions of Karnataka, India. During nursery maintenance of these lines, severe Erwinia infection was noticed. We present a method to rescue infected plants and establish them under field conditions. Differences were noticed in infection severity amongst the varieties and their accessions. Field data revealed good establishment and growth of most rescued plants under field conditions. The discussed rescue protocol coupled with good field management practices resulted in 89.19 and 82.59 percent field establishment of previously infected var. Nanjanagud Rasabale and var. Elakki Bale plants, respectively.

A heterologous expression system for bovine lens transmembrane main intrinsic protein (MIP) in Nicotiana tabacum plants

We have developed a heterologous expression system for transmembrane lens main intrinsic protein (MIP) in Nicotiana tabacum plant tissue. A native bovine MIP26 amplicon was subcloned into an expression cassette under the control of a constitutive Cauliflower Mosaic Virus promoter, also containing a neomycin phosphotransferase operon. This cassette was transformed into Agrobacterium tumefaciens by triparental mating and used to infect plant tissue grown in culture. Recombinant plants were selected by their ability to grow and root on kanamycin-containing media. The presence of MIP in the plant tissues was confirmed by PCR, RT-PCR and immunohistochemistry. A number of benefits of this system for the study of MIP will be discussed, and also its application as a tool for the study of heterologously expressed proteins in general.

The impact of Solanum elaeagnifolium, an invasive plant in the Mediterranean, on the flower visitation and seed set of the native co-flowering species Glaucium flavum

We examined the effect of the invasive Solanum elaeagnifolium (Solanaceae) on flower visitation patterns and seed set of the co-flowering native Glaucium flavum (Papaveraceae). We observed flowering G. flavum plants in invaded and uninvaded sites and found that G. flavum flowers in uninvaded sites received significantly more total visits. In addition, we hand-pollinated flowers on plants of G. flavum with (i) pure conspecific pollen, (ii) pure S. elaeagnifolium pollen and (iii) three different mixtures of the two types of pollen (containing 25, 50 and 75% invasive pollen). As a control, flowers were left unmanipulated or were permanently bagged. Seed set did not differ significantly between flowers receiving pollen mixtures and pure conspecific pollen. However, in the open pollination treatment, seed set was significantly lower than in the 100% conspecific pollen treatment, which suggests pollen limitation. Bagged flowers had very low seed set. G. flavum was generally resilient against the deposition of S. elaeagnifolium pollen.

Investigating the phytotoxicity of the graminicide fluazifop-P-butyl against native UK wildflower species

BACKGROUND: The selective graminicide fluazifop-P-butyl is used for the control of grass weeds in dicotyledonous crops, and commonly applied in amenity areas to reduce grass productivity and promote wildflower establishment. However, evidence suggests that fluazifop-P-butylmight also have phytotoxic effects on somenon-target plants. This study investigates the effects of fluazifop-P-butyl on the emergence, phytotoxicity and above-ground biomass of nine perennial wildflower species and two grass species, following pre- and post-emergent applications at half, full and double label rates in a series of glasshouse experiments. RESULTS: While pre- and post-emergent applications of fluazifop-P-butyl caused reductions in seedling emergence and increased phytotoxicity on native wildflower and grass species, these effects were temporary for the majority of wildflower species tested, and generally only occurred at the double application rate. No differences in biomass were observed at any of the rates, suggesting good selectivity and no long-term effects of fluazifop-P-butyl application on the wildflower species from either pre-emergent or post-emergent applications. CONCLUSION: These results have direct relevance to the management of amenity areas for biodiversity, as they confirm the suitability of these wildflower species for inclusion in seed mixtures where fluazifop-P-butyl is to be applied to control grass productivity.

A molecular, morphological and cytological investigation of the identity of non-native Ludwigia (Onagraceae) populations in Britain

A combined molecular, morphological and cytological analysis was used to study the identity and number of species of Ludwigia section Oligospermum occurring in British waterways. Only one taxon was identified for which the name L. grandiflora subsp. hexapetala (Hook. & Arn.) G.L. Nesom & Kartesz is preferred. A chromosome count of 2n = 80 was made for all plants tested and DNA evidence demonstrates that at least two clones are present in Britain. Morphological characters to differentiate L.grandiflora subsp. hexapetala and L. peploides subsp. montevidensis (Spreng.) P.H. Raven are provided. Though the production of fruit in Britain by apparently isolated populations is noted, repeated introduction into the wild from gardens is judged to be primarily responsible for the British distribution of the taxon. Legislative implications are considered and an amendment to Schedule 9 of the UK Wildlife and Countryside Act (1981) is strongly advocated.

Perennial legumes native to Australia: a preliminary investigation of nutritive value and response to cutting

Six Australian native herbaceous perennial legumes (Lotus australis, Swainsona colutoides, Swainsona swainsonioides, Cullen tenax, Glycine tabacina and Kennedia prorepens) were assessed in the glasshouse for nutritive value, soluble condensed tannins and production of herbage in response to three cutting treatments (regrowth harvested every 4 and 6 weeks and plants left uncut for 12 weeks). The Mediterranean perennial legumes Medicago sativa and Lotus corniculatus were also included. Dry matter (DM) yield of some native legumes was comparable to L. corniculatus, but M. sativa produced more DM than all species except S. swainsonioides after 12 weeks of regrowth. Dry matter yield of all native legumes decreased with increased cutting frequency, indicating a susceptibility to frequent defoliation. Shoot in vitro dry matter digestibility (DMD) was high (>70%) in most native legumes, except G. tabacina (65%) and K. prorepens (55%). Crude protein ranged from 21-28% for all legumes except K. prorepens (12%). More frequent cutting resulted in higher DMD and crude protein in all species, except for the DMD of C. tenax and L. australis, which did not change. Concentrations of soluble condensed tannins were 2-9 g/kg DM in the Lotus spp., 10-18 g/kg DM in K. prorepens and negligible (<1 g/kg) in the other legumes. Of the native species, C. tenax, S. swainsonioides and L. australis showed the most promise for use as forage plants and further evaluation under field conditions is now warranted.

Tibouchina pulchra (Cham.) Cogn., a native Atlantic Forest species, as a bio-indicator of ozone: Visible injury

Tibouchina pulchra saplings were exposed to carbon filtered air (CF), ambient non-filtered air (NF) and ambient non-filtered air + 40 ppb ozone (NF + O-3) 8 h per day during two months. The AOT40 values at the end of the experiment were 48, 910 and 12,895 ppb h(-1), respectively, for the three treatments. After 25 days of exposure (AOT40=3871 ppb h(-1)), interveinal red stippling appeared in plants in the NF + O-3 chamber. In the NF chamber, symptoms were observed only after 60 days of exposure (AOT40 = 910 ppb h(-1)). After 60 days, injured leaves per plant corresponded to 19% in NF + O-3 and 1% in the NF treatment; and the average leaf area injured was 7% within the NF + O-3 and 0.2% within the NF treatment. The extent of leaf area injured (leaf injury index) was mostly explained by the accumulated exposure of ozone (r(2) = 0.89; p < 0.05). (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Invasive grasses and native Asteraceae in the Brazilian Cerrado

Anthropogenic disturbances frequently modify natural disturbance regimes and foster the invasion and spread of nonindigenous species. However, there is some dispute about whether disturbance events or invasive plants themselves are the major factors promoting the local extinction of native plant species. Here, we used a set of savanna remnants comprising a gradient of invasive grass cover to evaluate whether the species richness of Asteraceae, a major component of the Brazilian Cerrado, is affected by invasive grass cover, or alternatively, whether variation in richness can be directly ascribed to disturbance-related variables. Furthermore, we evaluate whether habitat-specialist Asteraceae differ from habitat generalist species in their responses to grass invasion. Abundance and species richness showed unimodal variation along the invasive grass gradient for both total Asteraceae and habitat-generalists. The cerrado-specialist species, however, showed no clear variation from low-to-intermediate levels of grass cover, but declined monotonically from intermediate-to-higher levels. Through a structural equation model, we found that only invasive grass cover had significant effects on both abundance and species density of Asteraceae. The effect of invasive grass cover was especially high on the cerrado-specialist species, whose proportion declined consistently with increasing invasive dominance. Our results support the prediction that invasive grasses reduce the floristic uniqueness of pristine vegetation physiognomies.