The use of pulse amplitude modulated fluorescence techniques for metal toxicity assessment in fluvial biofilms

Metal pollution in rivers is in great concern with human activities in the fluvial watershed. This thesis aims to investigate the potential use of chl-a fluorescence parameters as biomarkers of metal toxicity, and to find cause-effect relationships between metal exposures, other environmental factor (i.e. light), and functional and structural biofilm responses. This thesis demonstrates that the use of chl-a fluorescence parameters allows detect early effects on biofilms caused by zinc toxicity, both in the laboratory as in polluted rivers. In microcosm experiments, the use of chl-a fluorescence parameters allows evaluates structural changes on photosynthetic apparatus and in algal groups’ composition of biofilms long-term exposed to zinc. In order to evaluate the effects of chronic metal pollution in rivers, it is recommended the use of biofilm translocation experiments and the use of a multi-biomarker approach.

Estudi dels carotenoides en espècies marrons de bacteris verds del sofre: diversitat, eco-fisiologia i regulació

El present treball es centra en l'estudi a diferents nivells dels carotenoides de les espècies marrons de Bacteris Verds del Sofre (GSB, de l'anglès Green Sulfur Bacteria). L'objectiu global ha estat el d'esbrinar quina és la funció d'aquests pigments dins l'aparell fotosintètic d'aquests microorganismes i aprofundir en el coneixement de la seva estructura i interaccions amb els altres pigments de l'aparell fotosintètic. En primer lloc es va dissenyar un nou mètode de cromatografia líquida d'alta resolució (HPLC) per analitzar de manera més ràpida i precisa els carotenoides de diferents soques de GSB (Capítol 3). Aquest mètode es basa en una purificació prèvia dels extractes pigmentaris amb columnes d'alúmina per eliminar les bacterioclorofil·les (BCls). Això va permetre analitzar amb una elevada resolució i en tan sols 45 min de carrera cromatogràfica els diferents carotenoides i els seus precursors, així com les configuracions trans i cis dels seus isòmers. El segon mètode utilitzat va consistir en una modificació del mètode de Borrego i Garcia-Gil (1994) i va permetre la separació precisa de tot tipus de pigments, procedents tant de cultius purs com de mostres de caràcter complex. Un exemple concret foren uns paleosediments de la zona lacustre de Banyoles. En aquests sediments (0,7-1,5 milions d'anys d'antiguitat) es van detectar, entre d'altres pigments, carotenoides específics de les espècies marrons de GSB, la qual cosa va permetre confirmar la presència d'aquests bacteris a la zona lacustre de Banyoles ja des del Pleistocè inferior. En aquest primer capítol també es van analitzar els carotenoides de Chlorobium (Chl.) phaeobacteroides CL1401 mitjançant cromatografia líquida acoblada a espectrometria de masses (LC-MS/MS), amb l'objectiu de confirmar la seva identificació i el seu pes molecular. A més, també es va avaluar l'efecte de la temperatura, la llum i diferents agents oxidants i reductors en la composició quantitativa i qualitativa dels carotenoides i les BCls d'aquesta espècie. Això va permetre confirmar el caràcter fotosensible de les BCls i que els isòmers trans/cis dels diferents carotenoides no són artefactes produïts durant la manipulació de les mostres, sinó que són constitutius de l'aparell fotosintètic d'aquests microorganismes. El Capítol 4 inclou els experiments de fisiologia duts a terme amb algunes espècies de GSB, a partir dels quals es va intentar esbrinar la dinàmica de síntesi dels diferents pigments de l'aparell fotosintètic (BCl antena, BCl a i carotenoides) durant el creixement d'aquestes espècies. Aquestes investigacions van permetre monitoritzar també els canvis en el nombre de centres de reacció (CR) durant el procés d'adaptació lumínica. La determinació experimental del nombre de CR es va realitzar a partir de la quantificació de la BCl663, l'acceptor primari en la cadena de transport d'electrons dels GSB. L'estimació del nombre de CR/clorosoma es va realitzar tant a partir de dades estequiomètriques i biomètriques presents a la bibliografia, com a partir de les dades experimentals obtingudes en el present treball. El bon ajust obtingut entre les diferents estimacions va donar solidesa al valor estequiomètric calculat, que fou, com a promig, d'uns 70 CR per clorosoma. En aquest capítol de fisiologia també es van estudiar les variacions en les relacions trans/cis pels principals carotenoides de les espècies marrons de GSB. Aquestes es van determinar a partir de cultius purs de laboratori i de poblacions naturals de GSB. Pel que fa als valors trobats en cultius de laboratori no es van observar diferències destacades entre el valor calculat a alta intensitat de llum i el calculat a baixa intensitat, essent en ambdós casos proper a 2. En els clorosomes aïllats de diferents soques marrons aquest quocient prengué un valor similar tant pels isòmers de l'isorenieratè (Isr) com pels del -isorenieratè (-Isr). En poblacions naturals de Chl. phaeobacteroides aquesta relació va ser també de 2 isòmers trans per cada isòmer cis, mantenint-se constant tant en fondària com al llarg del temps. Finalment, en el Capítol 5 es presenta un marcador molecular que permet la identificació específica d'espècies marrons de GSB. Malgrat que inicialment aquest marcador fou dissenyat a partir d'un gen implicat en la síntesi de carotenoides (crtY, el qual codifica per a una licopè ciclasa) la seqüència final a partir de la qual s'han aconseguit els encebadors selectius està relacionada amb la família de proteïnes de les Policètid-ceto-sintases (PKT). Tot i així, l'eina dissenyada pot ser de gran utilitat per a la discriminació d'espècies marrons de GSB respecte les verdes en poblacions mixtes com les que es troben en ambients naturals i obre la porta a futurs experiments d'ecologia microbiana utilitzant tècniques com la PCR en temps real, que permetria la monitorització selectiva de les poblacions d'espècies marrons de GSB en ecosistemes naturals.

Der Einfluss von Seamounts auf die klein- und mesoskalige Verteilung des Phytoplanktons im zentralen, subtropischen Nordostatlantik

Thema dieser Arbeit war die Beschreibung des Einflusses von Seamounts auf die Verteilung und Zusammensetzung von Phytoplanktonpopulationen. Dazu wurden exemplarisch zwei verschiedene Seamounts während zweier multidisziplinärer Expeditionen im subtropischen Nordostatlantik ausgewählt. Diese waren der Ampere Seamount (35°05’N 012°55‘W) und die Große Meteorbank (30°00’N 028°30‘W). I. Der Ampere Seamount wurde vom 29.04.-09.05.1996 während der Forschungsreise POS 218 mit FS „Poseidon“ besucht. Dort wurde versucht, ausgehend von einer zentralen Position, entlang radialer Schnitte über den Seamount dessen Einfluss auf die Verteilung des Phytoplanktons zu erfassen. Durch direkte Messung bzw. Beprobung der Wassersäule war eine Charakterisierung der abiotischen Umweltparameter Temperatur, Salzgehalt, potentielle Dichte, gelöster Sauerstoff, Nährsalze und Lichttiefe möglich. Weiterhin wurden der Phytoplanktonbestand und die Zusammensetzung der Phytoplanktonpopulation anhand mehrerer Untersuchungsmethoden beschrieben. Diese waren Bestimmungen von partikulärem organischem Kohlenstoff und Stickstoff, Chlorophyll a-Messungen, HPLC-Pigmentanalysen, mikroskopische Zählungen sowie die Bestimmung von gesamter und größenfraktionierter Primärproduktion. Zwei exemplarische Schnitte in Nord-Süd- bzw. West-Ost-Ausrichtung wurden ausgewählt. Die Ergebnisse zeigten deutlich einen Einfluss des Seamounts auf die abiotischen Umweltparameter. So ließ sich ein Anstieg der Isopyknen um etwa 20-30 m über dem Gipfelbereich feststellen im Vergleich zu Stationen, welche weiter entfernt vom Gipfel waren. Nährsalze waren im Allgemeinen an der Oberfläche nur in sehr geringen Konzentrationen nachzuweisen. Ein deutlicher Konzentrationsanstieg erfolgte ab einer Tiefe von etwa 75 m. Eine Ausnahme stellte die Südflanke des Seamounts dar, wo etwas höhere Nährsalzkonzentrationen schon ab Wassertiefen von etwa 30 m festgestellt wurden. Dies kann vermutlich auf die hydrografischen Bedingungen an dieser Stelle zurückgeführt werden. Erste, vorläufige Modellberechnungen lassen auf einen Einfluss eines starken Einschnitts an der sehr steilen Südflanke des Seamounts auf eine Strömung schließen, welche kälteres, nährsalzreicheres Tiefenwasser nach oben bringt. Auch bei der Verteilung der biotischen Variablen machte sich der Einfluss dieser Strömung bemerkbar. Die POC-Konzentrationen lagen im Mittel bei etwa 75.5 μg/l mit einem Tiefenmaximum bei ca. 80 m. An der Südflanke wiederum zeigte sich eine heterogene Verteilung der POC-Konzentration ohne deutlich ausgebildetes Maximum. Ein deutlich ausgebildetes Tiefenchlorophyllmaximum (TCM) wurde unterhalb der Dichtesprungschicht in Wassertiefen zwischen 50 und 100 m beobachtet, wie es allgemein für subtropische Meeresgebiete typisch ist. Auch das TCM zeichnete sich durch einen Anstieg um ca. 25 m im Gipfelbereich aus. Weiterhin war auffällig, dass das Chl a- und das Nitritmaximum in der gleichen Tiefe lagen. Dies könnte evtl. durch erhöhte Fraßaktivitäten und nachfolgende Anhäufung von Exkretionsprodukten des Zooplanktons erklärt werden, wie schon bei anderen Seamounts nachgewiesen wurde. Die Primärproduktion erreichte Werte, wie sie für diese Meeresregion schon früher bestimmt wurden. Auffällig war bei der fraktionierten Produktionsmessung die Dominanz von Pico- und Nanoplankton. Ein etwas höherer Anteil von Mikrophytoplankton an einigen Stationen könnte mit dem Auftrieb von etwas nährsalzreicherem Wasser an der Südseite des Ampere Seamounts zusammenhängen. Die Pigmentanalysen zeigten, dass die Phytoplanktonpopulation von Picoplanktongruppen bestimmt war. Diese waren in erster Linie Cyanophyceen und Prochlorophyceen, welche bis zur Tiefe des TCM vorherrschten. Unterhalb des TCM nahm der Anteil dieser beiden Gruppen ab, während Chrysophyceen, Chlorophyceen und Prymnesiophyceen zunahmen. Die Gruppen des Mikroplanktons, Dinophyceen und Bacillariophyceen, spielten nur eine untergeordnete Rolle. II. Die Große Meteorbank wurde vom 25.08.-23.09.1998 während der Forschungsreise M 42/3 mit FS „Meteor“ besucht. Auch dort wurde versucht, entlang verschiedener Schnitte über den Seamount dessen Einfluss auf die Verteilung des Phytoplanktons zu erfassen. Ausser den schon beim Ampere Seamount beschriebenen Messungen und Beprobungen zur Erfassung der abiotischen Umweltparameter und biotischen Variablen bzw. des Phytoplanktonbestands und der Zusammensetzung der Phytoplanktonpopulation wurden noch Zählungen des Picoplanktons anhand der Durchflusszytometrie sowie rasterelektronenmikroskopische Beobachtung und Auszählung der Coccolithophoridenflora (Prymnesiophyceae) durchgeführt. An der Großen Meteorbank wurden keine Bestimmungen der Primärproduktion gemacht. Zwei exemplarische Schnitte in Nord-Süd- bzw. West-Ost-Ausrichtung wurden ausgewählt. Die Ergebnisse zeigten auch bei diesem Seamount einen deutlichen Einfluss auf die abiotischen Umweltparameter. Ein Anstieg der Isopyknen um 30 m konnte über dem Bankplateau nachgewiesen werden. Als herausragendes Merkmal war hier eine ringförmige Vertiefung der durchmischten Schicht über den Flanken zu verzeichnen, was zu einer Isolierung der Wassermassen innerhalb dieser Ringstruktur führte. Dies spiegelte sich in der Verteilung der meisten untersuchten Parameter wider. So folgten ein Großteil der biogeochemischen Variablen wie die Nährsalze und der Chlorophyll a-Gehalt dem Aufwölben der Isopyknen. Die Nährsalze waren, wie schon beim Ampere Seamount, in den Oberflächenschichten fast vollständig erschöpft. Ein deutlicher Konzentrationsanstieg war erst ab Tiefen zwischen 100 und 125 m zu verzeichnen. Dies könnte zum einen durch eine stabilere Schichtung der Wassersäule und zum anderen durch die ausgeprägte Isolierung der Wassermassen über dem Plateau erklärt werden. Die mittleren Konzentrationen von partikulärem organischem Kohlenstoff (50.7 μg/l), Stickstoff (9.8 μg/l), des Phytoplanktonkohlenstoffs (0.6 μg/l) und des Chlorophyll a (0.06 μg/l) lagen an der Großen Meteorbank unterhalb der am Ampere Seamount festgestellten Werte. Dies könnte ebenfalls auf die zuvor erwähnte Schichtung und Isolierung zurückgeführt werden. Das Tiefenchlorophyllmaximum war zwischen 75 und 125 m gemessen worden. Deutlich war hier der Einfluss der hydrografischen Bedingungen über dem Bankplateau auf das Verteilungsmuster des Chlorophyll a-Gehaltes zu sehen, insbesondere die geringen Chlorophyll a-Gehalte über den Flanken. Dies kann auf die Isolierung der Wassermasse über dem Plateau zurückgeführt werden. Noch klarer als am Ampere Seamount war an der Großen Meteorbank die Dominanz von Pico- und Nanoplankton anhand der Pigmentanalysen zu erkennen. So erreichte der mittlere Anteil der Prochlorophyceen bis zu 75 % der Phytoplanktonpopulation. Diese Ergebnisse wurden durch die Untersuchungen mit Hilfe der Durchflusszytometrie bestätigt. So überwogen in den Oberflächenschichten zunächst Zellen der Gattung Synechococcus. Diese wurden mit zunehmender Tiefe durch Prochlorococcus ersetzt. Einen zahlenmäßig geringeren Anteil erreichten eukaryotische Picoplanktonzellen. In Biomasse umgerechnet überwog diese letzte Gruppe die beiden vorherigen allerdings. Dies ist auf die größeren Zellen der Picoeukaryoten zurückzuführen und konnte auch durch die höheren Zahlen der kleineren Zellen nicht kompensiert werden. An der Großen Meteorbank wurde eine erwartungsgemäß hohe Diversität von Coccolithophoriden gefunden. In den beiden untersuchten Tiefenhorizonten (100 und 200 m) zeigte sich bei 100 m die höhere Artenvielfalt und Abundanz, während bei 200 m nur noch wenige unversehrte Zellen gefunden wurden. Dies könnte mit Wegfraß durch Zooplanktonorganismen erklärt werden. Weiterhin reichte die mittlere euphotische Zone (0.1 % Lichttiefe) nur bis etwa 130 m, sodass nicht mehr genügend Licht für die Photosynthese zur Verfügung stand. Die Dominanz von Pico- und Nanoplankton ist allgemein aus oligotrophen Meeresgebieten, um welche es sich auch bei dieser Untersuchung handelte, bekannt und wird mit Anpassungen an die etwas höheren Nährsalzkonzentrationen in größeren Tiefen und die gleichzeitig verringerten Lichtintensitäten erklärt. Im Gegensatz zu einigen anderen Untersuchungen konnte an beiden Seamounts keine Erhöhung der Biomasse festgestellt werden. Auch die Primärproduktion, die nur am Ampere Seamount gemessen wurde, war nicht erhöht. Die dargestellten Ergebnisse lassen dennoch für beide untersuchten Seamounts auf ein getrenntes Ökosystem schließen. An der Großen Meteorbank wird dies insbesondere durch die Isolierung von Wassermassen und den darin enthaltenen Planktonorganismen über dem Bankplateau deutlich.

Resistotipagem e transferência genética de plasmídios de resistência entre coliformes e vibrios potencialmente patogênicos para o homem isolados de camarão (litopenaeus vannamei) comercializado em Natal-Rio Grande do Norte

Cinquenta amostras de camarão fresco e refrigerado (Litopenaeus vannamei) foram coletadas em diferentes pontos de comercialização na cidade de Natal RN. As amostras foram maceradas em um gral estéril e 25 gramas semeadas em 225mL de APA contendo 1% de NaCl e 25g em 225mL de CL incubadas a 35ºC - 24 horas. O crescimento em APA foi semeado em placas de Ágar TCBS, incubadas a 35ºC-24h para isolamento de Vibrio e Aeromonas. O crescimento do CL foi semeado em Agar EAM, para isolamento de coliformes. Dos 102 isolados, 91 (89,2%) pertenciam ao gênero Vibrio e 11 (10,8%) ao gênero Aeromonas, com predominância de V. cholerae não O1/não O139, V. alginolyticus, V. carchariae e V. parahaemolyticus K- e A. veronii biogrupo sobria , A. jandaei, A. schubertii, A. veronii biogrupo veronii e A. hydrophila. A menor eficiência entre os antimicrobianos foi da AMP (57,8% de resistência) seguida da AMK (29,4%) e TCY (21,6%). As 39 cepas de Vibrio e Aeromonas multirresistentes se distribuíram em 10 perfis distintos, sendo que um revelou cinco marcos (AMP, CHL, NIT, SXT e TCY) em um isolado de V. carchariae de camarão, adquirido em supermercados. O índice MAR, nas 39 cepas variou de 0,28 a 0,42, sugerindo que são de risco na transferência e difusão da resistência na cadeia alimentar. Após a cura plasmidial pelo tratamento com AO de 24 cepas multirresistentes e com resistência intermediária de víbrio e aeromonas escolhidas aleatoriamente, 13 perderam totalmente a resistência e 7 perderam parcialmente, sendo que o maior percentual de perda da resistência ocorreu nas cepas de V. cholerae não O1 e não O139 (6 cepas), se concentrando nos marcos de resistência a AMP (13), AMK (11), TCY(8) e CIP(3). Os resultados da conjugação realizada entre amostras de Vibrio xvi curadas e a E. coli K12C600 demonstraram que 78,5% das culturas de Vibrio testadas revelaram capacidade de transferência para o gene que confere resistência a AMP e 28,5% para a TCY. Dos coliformes, E. coli foi a mais frequente, seguida de Citrobacter spp, isoladas em 40,3% e 27,5% das amostras respectivamente. AMP foi o antimicrobiano menos eficaz, seguido de TCY. As 11 cepas multirresistentes se distribuíram em 9 perfis distintos, um deles constituído de cinco marcos (AMP, NIT, TCY, CHL, SXT), albergados em uma cepa de Klebsiella spp, oriunda de camarão adquirido em supermercado, similar ao resultado obtido em V. carchariae. Conclui-se que, os camarões marinhos frescos e refrigerados, comercializados em Natal-RN evidenciaram contaminação com coliformes, víbrios e aeromonas multirresistentes a antimicrobianos comumente utilizados na terapia médica e veterinária, e que, possivelmente, a transferência de genes de resistência entre bactérias se constitui um sério problema de saúde pública

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.

Os reservatórios eutrofizados da região tropical semiárida atuam como emissores ou como sequestradores de dióxido de carbono?

The aquatic ecosystems can play a role as carbon-dioxide-source or carbon-dioxide-sink systems due to the high predominance of heterotrophic or autotrophic metabolism. The primary production can strongly affect the carbon balance (CO2) through the consumption of carbon dioxide in the photosynthesis, especially in eutrophic environment, acting as a carbon sink. The present study tested the hypothesis that the eutrophic reservoirs in tropical semi-arid region are carbon dioxide-sink systems due to the high primary productivity presented in these systems. Five Brazilian reservoirs from the semi-arid in the northeast region were monitored monthly during four years (2010 to 2013) with a prolonged drought event identified during the study. The results showed an increasing level of eutrophication over the period of prolonged drought, with the predominance of autotrophy. Significant negative correlations were observed between the partial pressure of CO2 (pCO2) (p<0,001) and chlorophyll-a in the Boqueirão, Passagem das Traíras, Dourado and Gargalheiras reservoirs, showing a pattern of the carbon dioxide-sink systems. However, this pattern was not found in Cruzeta reservoir. In summary, in the tropical semi-arid region, hydrological and morphometric variables can lead to different behaviors of the water-supply reservoirs on the carbon metabolism. The eutrophic reservoirs evaluated showed a negative relationship between pCO2 and Chl-a, which suggests that these water bodies show an autotrophic metabolism and behave as carbon dioxide- sink systems

Conductive hearing loss in children with bronchopulmonary dysplasia: A longitudinal follow-up study in children aged between 6 and 24 months

Aims: To determine the occurrence of isolated and recurrent episodes of conductive hearing loss (CHL) during the first two years of life in very low birth weight (VLBW) infants with and without bronchopulmonary dysplasia (BPD).Study design, subjects and outcome measures: In a longitudinal clinical study. 187 children were evaluated at 6, 9, 12,15 18 and 24 months of age by visual reinforcement audiometry, tympanometry and auditory brain response system.Results: of the children with BPD, 54.5% presented with episodes of CHL, as opposed to 34.7% of the children without BPD. This difference was found to be statistically significant. The recurrent or persistent episodes were more frequent among children with BPD (25.7%) than among those without BPD (8.3%). The independent variables that contributed to this finding were small for gestational age and a 5 min Apgar score.Conclusions: Recurrent CHL episodes are more frequent among VLBW infants with BPD than among VLBW infants without BPD. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Population biology of the freshwater anomuran Aegla longirostri (Aeglidae) from South Brazilian streams

This paper describes a population of Aegla longirostri from Ibicui-Mirim River, Itaara, Rio Grande do Sul State, Brazil, evaluating the size at onset of sexual maturity, relative growth, mean size, size-frequency distribution, sex ratio, ovigerous-rate, and recruitment. Samples were collected monthly from September 1996 to August 1997. Sex, carapace length (CL), cheliped length (ChL), abdomen width (AW), and front width (FW) were recorded for each crab. A total of 586 specimens were collected (277 males, 244 females, and 65 unsexed juveniles). The smallest specimen was 1.5 mm CL and the largest male was 23.8 mm CL. The relative growth analysis and the Mature software showed that the size at onset of sexual maturity was 13.7 mm CL in males and 10.7 mm CL in females. Females were smaller than males and were more abundant in adult classes, whereas males were more representative in juvenile classes. The sex ratio did not differ from 1:1 throughout the collecting period. Recruitment was observed throughout the entire sampling period, but it was higher in the winter months (from June to August). However, ovigerous females were present in spring and summer (from January to April). This population seemed to be at equilibrium during the study period. Recently, this area has been changed because of the construction of a reservoir, and a new study is required to evaluate the present condition of this population of A. longirostri.

Photosynthetic limitations caused by different rates of water-deficit induction in Glycine max and Vigna unguiculata

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

Assessing the role of vertical leaves within the photosynthetic function of Styrax camporum under drought conditions

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

Gas exchange in lisianthus plants (Eustoma grandiflorum) submitted to different doses of nitrogen

The effect of different doses of nitrogen (N) on gas exchange, relative chlorophyll (Chl) amount, and the content of N in the aerial biomass of lisianthus was evaluated. The treatments consisted of six different concentrations of N (50, 100, 150, 200, 250, and 300 g m(-3) noted as N-50, N-100, N-150, N-200, N-250, and N-300, respectively), applied through the fertirrigation technique. N-250 and N-300 induced increase in the contents of foliar Chl and N in the aerial biomass, that in turn contributed to an increase of photosynthetic activity in lisianthus.

Irradiance stress responses of gas exchange and antioxidant enzyme contents in pariparoba [Pothomorphe umbellata (L.) Miq.] plants

We evaluated the growth and development of the medicinal species Pothomorphe umbellata ( L.) Miq. under different shade levels ( full sun and 30, 50, and 70 % shade, marked as I(100), I(70), I(50), and I(30), respectively) and their effects on gas exchange and activities of antioxidant enzymes. Photosynthetically active radiation varied from 1 254 mu mol m(-2) s(-1) at I(100) to 285 mu mol m(-2) s(-1) at I(30). Stomatal conductance, net photosynthetic rate, and relative chlorophyll (Chl) content were maximal in I(70) plants. Plants grown under I(100) produced leaves with lower Chl content and signs of chlorosis and necrosis. These symptoms indicated Chl degradation induced by the generation of reactive oxygen species. Stress related antioxidant enzyme activities ( Mn-SOD, Fe-SOD, and Cu/Zn-SOD) were highest in I(100) plants, whereas catalase activity was the lowest. Hence P. umbellata is a shade species ( sciophyte), a feature that should be considered in reforestation programs or in field plantings for production of medicinal constituents.

The effect of chilling on the photosynthetic activity in coffee (Coffea arabica L.) seedlings. The protective action of chloroplastid pigments

Coffea arabica is considered to be sensitive to low temperatures, being affected throughout its entire life cycle. Injury caused by chilling (low temperatures above zero degree centigrade) is characterized primarily by inhibition of the photosynthetic process. The objective of this work was to evaluate the role of photosynthetic pigments in the tolerance of coffee (C. arabica L.) seedlings to chilling. The evaluation the photosynthetic activity was made by emission of Chl a fluorescence at room temperature (25°C) in vivo and in situ, using a portable fluorometer. The pigment content was obtained by extraction with 80% acetone, while estimation of membrane lipid peroxidation was determined by measuring the MDA content in leaf tissue extracts. The results indicated a generalized reduction in the quantum yield of PSII when the seedlings were maintained in the dark. The reduction occurred in the seedlings submitted to chilling treatment as well as in the control ones. This demonstrates that not only chilling acts to cause an alteration in PSII. It is possible that the tissue storage reserves had been totally exhausted, with the respiratory rate exceeding the photosynthetic rate; the later was nil, since the seedlings were kept in the dark. The efficiency in the capture, transfer and utilization of light energy in PS11 photochemical reactions requires a sequence of photochemical, biochemical and biophysical events which depend on the structural integrity of the photosynthetic apparatus. However, this efficiency was found to be related to the protective action of chloroplastid pigments, rather than to the concentration of these pigments.

Photosynthetic responses and proline content of mature and young leaves of sunflower plants under water deficit

In mature and young leaves of sunflower (Helianthus annuus L. cv. Catissol-01) plants grown in the greenhouse, photosynthetic rate, stomatal conductance, and transpiration rate declined during water stress independently of leaf age and recovered after 24-h rehydration. The intercellular CO 2 concentration, chlorophyll (Chl) content, and photochemical activity were not affected by water stress. However, non-photochemical quenching increased in mature stressed leaves. Rehydration recovered the levels of non-photochemical quenching and increased the F v/F m in young leaves. Drought did not alter the total Chl content. However, the accumulation of proline under drought was dependent on leaf age: higher content of proline was found in young leaves. After 24 h of rehydration the content of proline returned to the same contents as in control plants.

Phytoplankton primary productivity in an urban eutrophic reservoir (São Paulo, Brazil)

The aim of this study was to analyze temporal ..d vertical variation of the biomass and of phytoplankton primary productivity in an urban eutrophic reservoir, in relation to the physical and chemical characteristics of the water. The physical and chemical variables of the water were defined in the limnetic region of the reservoir, at depths of 0.0; 0.5; 1.0; 2.0; 3.0 and 4.0 meters. Three samples were taken to define both the physical and chemical variables, concomitantly with the biomass (chlorophyll-a and phaeophytin) and phytoplankton primary productivity (C-14 method). Based on data obtained on differences in depth of the mixture zone and the euphotic zone, it is hypothesised that, depending on the time of the year, phytoplankton is conditioned by differences in the light and nutrient regimes, which change according to the constant loads of nutrients thrown into the system. The highest concentration of chlorophyll-a in the photic zone of the limnetic region was observed in November 2000 (1,197.3 mg Chl L -1) and the lowest in November 1999 (94.0 mg ChI L -1), whereas the profiles of primary activity of phytoplankton presented the highest rates on the surface of the water column, with values varying from 84.7 (May 2000) to 1,376.7mg C m -3 h -1 (December 2000). Annual primary productivity was calculated at 1,567.0gC m -2y -1, considered euproductive. The primary productivity profiles reported in this study are typical of aquatic eutrophic systems, rich in plankton and with low light penetration. It can be stated that Garças Lake is a system that suffers from anthropogenic impact, through receiving large loads of organic pollution, reflecting on the physical and chemical characteristics of the water and on the high values of biomass and primary phytoplankton activity. © National Institute of Ecology, New Delhi.