1000 resultados para Leguminosae Mimosoideae


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Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

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Ce mémoire porte sur les relations phylogénétiques, géographiques et historiques du genre afro-malgache Delonix qui contient onze espèces et des genres monospécifiques et endémiques Colvillea et Lemuropisum. Les relations intergénériques et interspécifiques entre les espèces de ces trois genres ne sont pas résolues ce qui limite la vérification d’hypothèses taxonomiques, mais également biogéographiques concernant la dispersion de plantes depuis ou vers Madagascar. Une meilleure compréhension des relations évolutives et biogéographiques entre ces espèces menacées d’extinction permettrait une plus grande efficacité quant à leur conservation. L’objectif de ce mémoire est de reconstruire la phylogénie des espèces à l’aide de régions moléculaires des génomes chloroplastique et nucléaire, d’identifier les temps de divergences entre les espèces et de reconstruire l’aire géographique ancestrale pour chacun des groupes. Ce projet démontre que le genre Delonix n’est pas soutenu comme étant monophylétique et qu’une révision taxonomique s’impose. Les relations intergénériques demeurent floues quant à la position phylogénétique de Colvillea et nos résultats suggèrent de l’hybridation ou un assortiment incomplet de cette lignée. Les espèces sont apparues et se sont diversifiées au Miocène à partir d’un ancêtre commun du sud de Madagascar. La phylogénie montre deux clades associés aux aires géographiques de répartition des espèces opposant les espèces largement répandues à celles majoritairement restreintes au fourré aride. Différentes hypothèses afin d’expliquer la dispersion des Delonix africains au Miocène à partir de Madagascar sont discutées. Un point de mire sur les interactions biotiques et abiotiques, passées et présentes, dans le fourré aride de Madagascar est recommandé en terme de conservation.

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Bauhinia s.l. est le plus vaste genre de la tribu des Cercideae (Ceasalpinioideae, Leguminoseae), avec plus de 300 espèces. Il présente une distribution pantropicale et une grande variabilité morphologique. Ces deux caractéristiques ont limité les études taxonomiques sur le genre complet, résultant en plusieurs études taxonomiques de certains groupes seulement. En 1987, Wunderlin et al. proposent une vaste révision taxonomique de la tribu des Cercideae, basée sur des données morphologiques, et divisent le genre Bauhinia en quatre sous-genres. En 2005, Lewis et Forest publient une nouvelle classification préliminaire basée sur des données moléculaires, mais sur un échantillonnage taxonomique restreint. Leurs conclusions remettent en question le monophylétisme du genre Bauhinia et suggèrent plutôt la reconnaissance de huit genres au sein du grade Bauhinia s.l. Afin de vérifier les hypothèses de Lewis et Forest, et obtenir une vision plus claire de l’histroire de Bauhinia s.l., nous avons séquencé deux régions chloroplastiques (trnL-trnF et matK-trnK) et deux régions nucléaires (Leafy et Legcyc) pour un vaste échantillonnage représentatif des Cercideae. Une première phylogénie de la tribu a tout d’abord été réalisée à partir des séquences de trnL-trnF seulement et a confirmé le non-monoplylétisme de Bauhinia s.l., avec l’inclusion du genre Brenierea, traditionnellement reconnu comme genre frère de Bauhinia s.l. Afin de ne pas limiter notre vision de l’histoire évolutive des Cercideae à un seul type de données moléculaires et à une seule région, une nouvelle série d’analyse a été effectuée, incluant toutes les séquences chloroplastiques et nucléaires. Une phylogénie individuelle a été reconstruite pour chacune des régions du génome, et un arbre d’espèce ainsi qu’un arbre de supermatrice ont été reconstruits. Bien que certaines contradictions apparaissent entre les phylogénies, les grandes lignes de l’histoire des Cercideae ont été résolues. Bauhinia s.l. est divisée en deux lignées : les groupes Phanera et Bauhinia. Le groupe Bauhinia est constitué des genres Bauhinia s.s., Piliostigma et Brenierea. Le groupe Phanera est constitué des genres Gigasiphon, Tylosema, Lysiphyllum, Barklya, Phanera et Schnella. Les genres Cercis, Adenolobus et Griffonia sont les groupes-frères du clade Bauhinia s.l. Au minimum un événement de duplication de Legcyc a été mis en évidence pour la totalité de la tribu des Cercideae, excepté Cercis, mais plusieurs évènements sont suggérés à la fois par Legcyc et Leafy. Finalement, la datation et la reconstruction des aires ancestrales de la tribu ont été effectuées. La tribu est datée de 49,7 Ma et est originaire des régions tempérées de l’hémisphère nord, probablement autour de la mer de Thétys. La tribu s’est ensuite dispersée vers les régions tropicales sèches de l’Afrique, où la séparation des groupes Bauhinia et Phanera a eu lieu. Ces deux groupes se sont ensuite dispersés en parallèle vers l’Asie du sud-est au début du Miocène. À la même période, une dispersion depuis l’Afrique de Bauhinia s.s. a permis la diversification des espèces américaines de ce genre, alors que le genre Schnella (seul genre américain du groupe Phanera) est passé par l’Australie afin de rejoindre le continent américain. Cette dispersion vers l’Australie sera également à l’origine des genres Lysiphyllum et Barklya

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Parmi les lignées des Caesalpinioideae (dans la famille des Leguminosae), l’un des groupes importants au sein duquel les relations phylogénétiques demeurent nébuleuses est le « groupe Caesalpinia », un clade de plus de 205 espèces, réparties présentement entre 14 à 21 genres. La complexité taxonomique du groupe Caesalpinia provient du fait qu’on n’arrive pas à résoudre les questions de délimitations génériques de Caesalpinia sensu lato (s.l.), un regroupement de 150 espèces qui sont provisoirement classées en huit genres. Afin d’arriver à une classification générique stable, des analyses phylogénétiques de cinq loci chloroplastiques et de la région nucléaire ITS ont été effectuées sur une matrice comportant un échantillonnage taxonomique du groupe sans précédent (~84% des espèces du groupe) et couvrant la quasi-totalité de la variation morphologique et géographique du groupe Caesalpinia. Ces analyses ont permis de déterminer que plusieurs genres du groupe Caesalpinia, tels que présentement définis, sont polyphylétiques ou paraphylétiques. Nous considérons que 26 clades bien résolus représentent des genres, et une nouvelle classification générique du groupe Caesalpinia est proposée : elle inclut une clé des genres, une description des 26 genres et des espèces acceptées au sein de ces groupes. Cette nouvelle classification maintient l’inclusion de douze genres (Balsamocarpon, Cordeauxia, Guilandina, Haematoxylum, Hoffmanseggia, Lophocarpinia, Mezoneuron, Pomaria, Pterolobium, Stenodrepanum, Stuhlmannia, Zuccagnia) et en abolit deux (Stahlia et Poincianella). Elle propose aussi de réinstaurer deux genres (Biancaea et Denisophytum), de reconnaître cinq nouveaux genres (Arquita, Gelrebia, Hererolandia, Hultholia et Paubrasilia), et d’amender la description de sept genres (Caesalpinia, Cenostigma, Coulteria, Erythrostemon, Libidibia, Moullava, Tara). Les résultats indiquent qu’il y aurait possiblement aussi une 27e lignée qui correspondrait au genre Ticanto, mais un échantillonage taxonomique plus important serait nécéssaire pour éclaircir ce problème. Les espèces du groupe Caesalpinia ont une répartition pantropicale qui correspond presque parfaitement aux aires du biome succulent, mais se retrouvent aussi dans les déserts, les prairies, les savanes et les forêts tropicales humides. À l’échelle planétaire, le biome succulent consiste en une série d’habitats arides ou semi-arides hautement fragmentés et caractérisés par l’absence de feu, et abrite souvent des espèces végétales grasses, comme les Cactacées dans les néo-tropiques et les Euphorbiacées en Afrique. L’histoire biogéographique du groupe Caesalpinia a été reconstruite afin de mieux comprendre l’évolution de la flore au sein de ce biome succulent. Ce portrait biogéographique a été obtenu grâce à des analyses de datations moléculaires et des changements de taux de diversification, à une reconstruction des aires ancestrales utilisant le modèle de dispersion-extinction-cladogenèse, et à la reconstruction de l’évolution des biomes et du port des plantes sur la phylogénie du groupe Caesalpinia. Ces analyses démontrent que les disjonctions trans-continentales entre espèces sœurs qui appartiennent au même biome sont plus fréquentes que le nombre total de changements de biomes à travers la phylogénie, suggérant qu’il y a une forte conservation de niches, et qu’il est plus facile de bouger que de changer et d’évoluer au sein d’un biome différent. Par ailleurs, contrairement à nos hypothèses initiales, aucun changement de taux de diversification n’est détecté dans la phylogénie, même lorsque les espèces évoluent dans des biomes différents ou qu’il y a changement de port de la plante, et qu’elle se transforme, par exemple, en liane ou herbacée. Nous suggérons que même lorsqu’ils habitent des biomes très différents, tels que les savanes ou les forêts tropicales humides, les membres du groupe Caesalpinia se retrouvent néanmoins dans des conditions écologiques locales qui rappellent celles du biome succulent. Finalement, bien que la diversité des espèces du biome succulent ne se compare pas à celle retrouvée dans les forêts tropicales humides, ce milieu se distingue par un haut taux d’espèces endémiques, réparties dans des aires disjointes. Cette diversité spécifique est probablement sous-estimée et mérite d’être évaluée attentivement, comme en témoigne la découverte de plusieurs nouvelles espèces d’arbres et arbustes de légumineuses dans la dernière décennie. Le dernier objectif de cette thèse consiste à examiner les limites au niveau spécifique du complexe C. trichocarpa, un arbuste des Andes ayant une population disjointe au Pérou qui représente potentiellement une nouvelle espèce. Des analyses morphologiques et moléculaires sur les populations présentes à travers les Andes permettent de conclure que les populations au Pérou représentent une nouvelle espèce, qui est génétiquement distincte et comporte des caractéristiques morphologiques subtiles permettant de la distinguer des populations retrouvées en Argentine et en Bolivie. Nous décrivons cette nouvelle espèce, Arquita grandiflora, dans le cadre d’une révision taxonomique du genre Arquita, un clade de cinq espèces retrouvées exclusivement dans les vallées andines.

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Background and Aims: Molecular phylogenies have suggested a new circumscription for Fabales to include Leguminosae, Quillajaceae, Surianaceae and Polygalaceae. However, recent attempts to reconstruct the interfamilial relationships of the order have resulted in several alternative hypotheses, including a sister relationship between Quillajaceae and Surianaceae, the two species-poor families of Fabales. Here, floral morphology and ontogeny of these two families are investigated to explore evidence of a potential relationship between them. Floral traits are discussed with respect to early radiation in the order. Methods: Floral buds of representatives of Quillajaceae and Surianaceae were dissected and observed using light microscopy and scanning electron microscopy. Key Results Quillajaceae and Surianaceae possess some common traits, such as inflorescence morphology and perianth initiation, but development and organization of their reproductive whorls differ. In Quillaja, initiation of the diplostemonous androecium is unidirectional, overlapping with the petal primordia. In contrast, Suriana is obdiplostemonous, and floral organ initiation is simultaneous. Independent initiation of five carpels is common to both Quillaja and Suriana, but subsequent development differs; the antesepalous carpels of Quillaja become fused proximally and exhibit two rows of ovules, and in Suriana the gynoecium is apocarpous, gynobasic, with antepetalous biovulate carpels. Conclusions: Differences in the reproductive development and organization of Quillajaceae and Surianaceae cast doubt on their potential sister relationship. Instead, Quillaja resembles Leguminosae in some floral traits, a hypothesis not suggested by molecular-based phylogenies. Despite implicit associations of zygomorphy with species-rich clades and actinomorphy with species-poor families in Fabales, this correlation sometimes fails due to high variation in floral symmetry. Studies considering specific derived clades and reproductive biology could address more precise hypotheses of key innovation and differential diversification in the order.

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The monophyly of the Peltophorum group, one of nine informal groups recognized by Polhill in the Caesalpinieae, was tested using sequence data from the trnL-F, rbcL, and rps16 regions of the chloroplast genome. Exemplars were included from all 16 genera of the Peltophorum group, and from 15 genera representing seven of the other eight informal groups in the tribe. The data were analyzed separately and in combined analyses using parsimony and Bayesian methods. The analysis method had little effect on the topology of well-supported relationships. The molecular data recovered a generally well-supported phylogeny with many intergeneric relationships resolved. Results show that the Peltophorum group as currently delimited is polyphyletic, but that eight genera plus one undescribed genus form a core Peltophorum group, which is referred to here as the Peltophorum group sensu stricto. These genera are Bussea, Conzattia, Colvillea, Delonix, Heteroflorum (inedit.), Lemuropisum, Parkinsonia, Peltophorum, and Schizolobium. The remaining eight genera of the Peltophorum group s.l. are distributed across the Caesalpinieae. Morphological support for the redelimited Peltophorum group and the other recovered clades was assessed, and no unique synapomorphy was found for the Peltophorum group s.s. A proposal for the reclassification of the Peltophorum group s.l. is presented.

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Apuleia Mart., a genus of the Leguminosae native to South America, is revised. Species limits within the genus were tested using morphometrics and shape analysis of leaflets and fruits. Morphological evidence indicates that although there is great variation in Apuleia, the genus cannot be reliably separated into different species or infraspecific taxa. Apuleia is monospecific, comprising the single species A. leiocarpa (Vogel) J. F. Macbr.

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Endospermic legumes are abundant in tropical forests and their establishment is closely related to the mobilization of cell-wall storage polysaccharides. Endosperm cells also store large numbers of protein bodies that play an important role as a nitrogen reserve in this seed. In this work, a systems approach was adopted to evaluate some of the changes in carbohydrates and hormones during the development of seedlings of the rain forest tree Sesbania virgata during the period of establishment. Seeds imbibed abscisic acid (ABA), glucose and sucrose in an atmosphere of ethylene, and the effects of these compounds on the protein contents, alpha-galactosidase activity and endogenous production of ABA and ethylene by the seeds were observed. The presence of exogenous ABA retarded the degradation of storage protein in the endosperm and decreased alpha-galactosidase activity in the same tissue during galactomannan degradation, suggesting that ABA represses enzyme action. On the other hand, exogenous ethylene increased alpha-galactosidase activity in both the endosperm and testa during galactomannan degradation, suggesting an inducing effect of this hormone on the hydrolytic enzymes. Furthermore, the detection of endogenous ABA and ethylene production during the period of storage mobilization and the changes observed in the production of these endogenous hormones in the presence of glucose and sucrose, suggested a correlation between the signalling pathway of these hormones and the sugars. These findings suggest that ABA, ethylene and sugars play a role in the control of the hydrolytic enzyme activities in seeds of S. virgata, controlling the process of storage degradation. This is thought to ensure a balanced flow of the carbon and nitrogen for seedling development.

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The endosperm of seeds of Sesbania virgata (Cav.) Pers. accumulates galactomannan as a cell wall storage polysaccharide. It is hydrolysed by three enzymes, one of them being alpha-galactosidase. A great amount of protein bodies is found in the cytoplasm of endospermic cells, which are thought to play the major role as a nitrogen reserve in this seed. The present work aimed at understanding how the production of enzymes that degrade storage compounds is controlled. We performed experiments with addition of inhibitors of transcription (actinomycin-d and alpha-amanitin) and translation (cycloheximide) during and after germination. In order to follow the performance of storage mobilisation, we measured fresh mass, protein contents and alpha-galactosidase activity. All the inhibitors tested had little effect on seed germination and seedling development. Actinomycin-d and cycloheximide provoked a slight inhibition of the storage protein degradation and concomitantly lead to an elevation of the alpha-galactosidase activity. Although alpha-amanitin showed some effect on seedling development at latter stages, it presented the former effect and did not change galactomannan degradation performance. Our data suggest that some of the proteases may be synthesised de novo, whereas alpha-galactosidase seems to be present in the endosperm cells probably as an inactive polypeptide in the protein bodies, being probably activated by proteolysis when the latter organelle is disassembled. These evidences suggest the existence of a connection between storage proteins and carbohydrates mobilisation in seeds of S. virgata, which would play a role by assuring a balanced afflux of the carbon and nitrogen to the seedling development.

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The fractionation through bioguided antileishmanial activity of the dichloromethane extract of Cassia fistula fruits (Leguminosae) led to the isolation of the active isoflavone biochanin A, identified by spectroscopic methods. This compound showed 50% effective concentration (EC(50)) value of 18.96 mu g/mL against promastigotes of Leishmania (L.) chagasi. The cytotoxicity of this substance against peritoneal macrophages resulted in an EC(50) value of 42.58 mu g/mL. Additionally, biochanin A presented an anti-Trypanosoma-cruzi activity, resulting in an EC(50) value of 18.32 mu g/mL and a 2.4-fold more effectiveness than benznidazole. These results contribute with novel antiprotozoal compounds for future drug design studies.

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Flavonóides são compostos fenólicos de ampla ocorrência na natureza exercendo diversas funções fisiológicas nos vegetais. Na família Leguminosae estes metabólitos secundários exercem o papel de antimicrobianos (fitoalexina e/ou fitoanticipinas) e como moléculas sinalizadoras, na simbiose com bactérias do solo no processo de fixação biológica do Nitrogênio. O gênero Lupinus, pertencente a esta família, é encontrado em todas as regiões fisiográficas do estado do Rio Grande do Sul. Entretanto, não existem relatos de estudos químicos ou microbiológicos. Neste trabalho, foi analisado o perfil químico de folhas, flores, raízes, nódulos e legumes da espécie Lupinus lanatus. Foram isolados oito compostos fenólicos, dois deles não foram identificados devido ao baixo rendimento, um derivado do ácido cafeico isolado a partir das raízes teve sua estrutura parcialmente identificada. Quatro flavonóides tiveram suas estruturas elucidadas por métodos espectroscópicos e espectrométricos; três flavonas-C-glicosiladas: citisosídeo a partir das flores e folhas, ramnosil-O-vitexina e ramnosil-O-citisosídeo, a partir das folhas; e a isoflavona angustona A, a partir dos nódulos. Foi analisada a atividade antimicrobiana das flavonas pelo método da bioautografia frente a Bradyrhizobium sp. e Agrobacterium sp., microrganismos simbionte e patógeno, respectivamente, sendo que nenhum metabólito obteve resultado positivo, entretanto quando analisados pelo mesmo método frente a Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae e Escherichia coli o resultado foi positivo para ramnosil-O-vitexina. Foi avaliada a atividade antioxidante pelo método da DPPH para as flavonas, onde citisosídeo obteve resultado positivo.

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Este trabalho trata do estudo taxonômico da tribo Dalbergieae no estado de Santa Catarina, Brasil. Foram reconhecidos seis gêneros e 17 espécies nativas: Andira Lam. (A. fraxinifolia Benth.); Centrolobium Mart. ex Benth. [C. microchaete (Mart. ex Benth.) Lima]; Dalbergia L.f. [D. brasiliensis (Vell.) Britt., D. ecastaphyllum (L.) Taub., D. ernest-ulei Hoehne, D. frutescens (Vell.) Britt., D. lateriflora Benth.]; Machaerium Pers.[M. dimorphandrum Hoehne, M. hatschbachii Rudd, M. hirtum (Vell.) Stellfeld, M. nyctitans (Vell.) Benth., M. paraguariense Hassl., M. stipitatum Vogel, M. uncinatum (Vell.) Benth., M. vestitum Vogel]; Platymiscium Vogel (P. floribundum Vogel); Pterocarpus Jacq. (P. rohrii Vahl). São fornecidos chaves analíticas para identificação de gêneros e de espécies, descrições, ilustrações, dados e mapas de distribuição geográfica, dados sobre floração, frutificação e utilidades e observações ecológicas.