Fotossíntese e potencial hídrico foliar de plantas jovens de andiroba submetidas à deficiência hídrica e à reidratação

O objetivo deste trabalho foi investigar o desempenho fotossintético de plantas jovens de andiroba (Carapa guianensis), submetidas à deficiência hídrica e à reidratação. As plantas foram irrigadas diariamente, em casa de vegetação, durante 15 dias. Após aclimatação, as plantas foram separadas em dois tratamentos: plantas irrigadas e não irrigadas. Quando a resposta fotossintética das plantas não irrigadas alcançou valores próximos a zero, as plantas foram reidratadas. A cada sete dias, durante 21 dias, foram realizadas as determinações das trocas gasosas e da fluorescência da clorofila a. O potencial hídrico foliar foi determinado no início e no fim do experimento. As taxas de fotossíntese líquida, condutância estomática e transpiração se reduziram em 88, 89 e 89%, respectivamente, após 21 dias de supressão da irrigação. Quanto às variáveis da fluorescência da clorofila a, observaram-se reduções de 27 a 58%. O potencial hídrico foliar das plantas foi reduzido em mais de quatro vezes, após 21 dias de deficiência hídrica. De quatro a oito dias após a reidratação, as plantas recuperaram as características fotossintéticas e o potencial hídrico foliar, o que indica que plantas jovens de andiroba apresentaram alta plasticidade fisiológica em relação ao estresse hídrico.

Aclimatação de mudas de acariquara à alta irradiância

O objetivo deste trabalho foi determinar as mudanças fisiológicas que ocorrem em acariquara (Minquartia guianensis) durante o processo de aclimatação à alta irradiância, bem como a estratégia de aclimatação dessa espécie. Plantas mantidas em baixa irradiância foram transferidas para alta irradiância por 290 dias. Durante esse período, foi medida a relação entre fluorescência variável e máxima (Fv/Fm), em folhas desenvolvidas à sombra e, após a senescência prematura por foto-oxidação, em folhas aclimatadas ao sol. Ao final do experimento, foram determinadas as características fotossintéticas e anatômicas da folha. A exposição à alta irradiância causou, logo após a transferência, forte fotoinibição e foto-oxidação parcial da folhagem, mas não provocou a morte da planta. Folhas produzidas no ambiente ensolarado apresentaram valores de Fv/Fm similares aos do controle. A fotossíntese saturada por luz e a fotossíntese saturada por CO2 foram 90 e 50% maiores em plantas aclimatadas à alta irradiância. A velocidade máxima de carboxilação da rubisco e a taxa máxima de regeneração da ribulose bisfosfato seguiram a mesma tendência. Folhas produzidas ao sol apresentaram maior densidade estomática e maior espessura foliar. A produção de folhas novas é a principal estratégia de aclimatação da acariquara à alta irradiância.

Variação da temperatura do substrato e fotossíntese em mudas de laranjeira 'Valência'

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da temperatura do substrato nas trocas gasosas, atividade fotoquímica e relações hídricas, em plantas jovens de laranjeira 'Valência' enxertadas sobre limoeiro 'Cravo'. Foram utilizadas mudas com seis meses de idade. O experimento foi conduzido em câmara de crescimento, em que o substrato foi mantido a 10, 20 (controle) ou 30oC, e a temperatura do ar variou de 25 a 20oC entre o dia e a noite, com fotoperíodo de 12 horas e densidade de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos de 800 µmol m-2 s-1. Mediu-se, em cada tratamento, a assimilação de CO2 em resposta à concentração de CO2 no mesofilo, a fluorescência da clorofila a e o potencial da água na folha às 6 e às 13h. A temperatura de 30oC promoveu aumento na assimilação de CO2, em razão de fatores difusivos e metabólicos, tendo-se observado aumento na eficiência máxima de carboxilação (Vc, máx), na regeneração da ribulose-1,5-bisfosfato, (Jmáx) e nas condutâncias estomática (gs) e do mesofilo (gi), em relação à temperatura controle. A menor temperatura causou aumento do dreno alternativo de elétrons e queda da assimilação de CO2, em consequência de limitações difusivas e metabólicas, evidenciadas por decréscimos em gs, gi, Vc, máx e Jmáx.

Desenvolvimento de tubos polínicos em cruzamentos entre cultivares brasileiras de macieira

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento do tubo polínico em cruzamentos entre cultivares brasileiras de macieira. Realizou-se a polinização dirigida entre cultivares com mesma época de floração (34 cruzamentos). As polinizações foram realizadas em três estigmas de cada uma das dez flores emasculadas por cruzamento. O crescimento dos tubos polínicos foi avaliado por meio da técnica da fluorescência, em flores coletadas 120 horas após a polinização. Na grande maioria das polinizações cruzadas, houve alta percentagem de tubos polínicos que cresceram até o ovário. O acompanhamento do crescimento do tubo polínico pela técnica de fluorescência permite separar cruzamentos compatíveis ou parcialmente compatíveis dos incompatíveis.

Fotossíntese e acúmulo de solutos em feijoeiro caupi submetido à salinidade

O objetivo deste trabalho foi determinar as respostas fotossintéticas e a acumulação de carboidratos, íons salinos e prolina em feijoeiro caupi (Vigna unguiculata) submetido à salinidade. As plantas foram submetidas à quatro tratamentos, dos 28 aos 35 dias de idade: 0, 50, 100 e 200 mmol L-1 de NaCl. Avaliaramse as trocas gasosas, a emissão de fluorescência pela clorofila a, o potencial hídrico foliar, e as concentrações de carboidratos, Na+, Cl- e prolina nas folhas. Os tratamentos não tiveram efeito sobre a eficiência quântica potencial do fotossistema II, mas causaram leve diminuição na eficiência quântica efetiva e maior dissipação do excesso de energia de excitação por processos não fotoquímicos. As concentrações foliares de amido diminuíram, e as de sacarose e prolina aumentaram nas maiores concentrações de NaCl. Ocorreu exclusão do Na+ e acúmulo do Cl- nas folhas, e as relações hídricas das folhas foram pouco afetadas, exceto no tratamento mais severo. O acúmulo de Cl- esteve envolvido na redução da assimilação de CO2, decorrente da queda na condutância estomática e na eficiência de carboxilação da Rubisco. O feijoeiro caupi apresenta características fisiológicas que favorecem a manutenção da atividade fotossintética sob curta exposição à salinidade.

Aplicación de la técnica de espectrometría de fluorescencia de rayos-X en el estudio de la dispersión de metales en áreas mineras

One critical factor for success in characterizing metals polluting mining environments so as to be able to eliminate them and subsequently recover these areas depends upon a speedy and correct response in the analysis of samples. Rapid, simultaneous, multi-element analysis can be undertaken using X-ray fluorescence spectrometry, a versatile, non-destructive analytical technique commonly employed to identify both major and minor elements in samples related to environmental studies. An additional advantage of this technique is the possibility of conducting the analysis directly on solid samples, which is extremely convenient when dealing with environmental samples that are difficult to dissolve, such as soils, sediments and mining wastes. Moreover, in recent years the development of spectrometers equipped with digital-signal processors combined with enlarged X-ray production, using better designs for excitation-detection, has contributed to an improvement in instrumental sensitivity, thus allowing us to detect important polluting elements such as Cd and Pb at trace levels. In this paper the authors describe, on the basis of their own experience, some interesting applications of XRF spectrometry for the analysis of several types of environmental samples related to the study of the dispersion of metals within mining environments: (A) analysis of mining wastes, soils and sediments; (B) analysis of samples of vegetation used as bioindicators or related to phytoremediation studies; and (C) analysis of water samples related to mining operations

Self-Organising Maps and Correlation Analysis as a Tool to Explore Patterns in Excitation-Emission Matrix Data Sets and to Discriminate Dissolved Organic Matter Fluorescence Components

Dissolved organic matter (DOM) is a complex mixture of organic compounds, ubiquitous in marine and freshwater systems. Fluorescence spectroscopy, by means of Excitation-Emission Matrices (EEM), has become an indispensable tool to study DOM sources, transport and fate in aquatic ecosystems. However the statistical treatment of large and heterogeneous EEM data sets still represents an important challenge for biogeochemists. Recently, Self-Organising Maps (SOM) has been proposed as a tool to explore patterns in large EEM data sets. SOM is a pattern recognition method which clusterizes and reduces the dimensionality of input EEMs without relying on any assumption about the data structure. In this paper, we show how SOM, coupled with a correlation analysis of the component planes, can be used both to explore patterns among samples, as well as to identify individual fluorescence components. We analysed a large and heterogeneous EEM data set, including samples from a river catchment collected under a range of hydrological conditions, along a 60-km downstream gradient, and under the influence of different degrees of anthropogenic impact. According to our results, chemical industry effluents appeared to have unique and distinctive spectral characteristics. On the other hand, river samples collected under flash flood conditions showed homogeneous EEM shapes. The correlation analysis of the component planes suggested the presence of four fluorescence components, consistent with DOM components previously described in the literature. A remarkable strength of this methodology was that outlier samples appeared naturally integrated in the analysis. We conclude that SOM coupled with a correlation analysis procedure is a promising tool for studying large and heterogeneous EEM data sets.

Viabilidade do pólen e desenvolvimento do tubo polínico em macieira (Malus spp.)

No presente trabalho, estudaram-se características associadas à germinação in vitro e ao desenvolvimento in vivo do tubo polínico em seis variedades-copa e de porta-enxertos de macieira como subsídios para o estabelecimento de programas de melhoramento genético. Utilizou-se de pólen de seis cultivares de macieira inoculado em meio de cultura com ágar (10 g.L-1) em água destilada, combinados com concentrações de sacarose (0; 10; 20; 30; 40 e 50%) e ácido bórico (0 e 40 mg.L-1). Para o estudo do desenvolvimento do tubo polínico, realizou-se coleta das flores em quatro períodos (6; 12; 24 e 48 horas após as polinizações) em M9 x Marubakaido e a autofecundação em M9, sendo os tubos polínicos analisados em coloração de azul de anilina acidificada/carmim acético e em fluorescência. A sacarose, em concentrações entre 15% a 25%, pode ser empregada com sucesso para a germinação in vitro de grãos de pólen da macieira. O ácido bórico não teve efeito positivo para esta característica. Na ausência do ácido bórico e na presença de 15% de sacarose, observaram-se os maiores percentuais de germinação: Fuji (51,1%), Imperatriz (31,7%), M.9 (20,8%), Catarina (19,2%), Gala (13,7%) e Marubakaido (6,1%). Quanto ao desenvolvimento do tubo polínico, com 12 horas da polinização, iniciou-se a germinação no pólen, no estigma, no cruzamento M.9 x Marubakaido, e após 24 horas da polinização observou-se 83% de germinação. As técnicas de coloração com azul de anilina acidificada com carmim acético e de visualização em fluorescência foram eficientes na visualização e coloração dos grãos de pólen e do desenvolvimento dos tubos polínicos.

Evidência da atuação do sistema de auto-incompatibilidade tardia em Acca Sellowiana (berg) burret. (Myrtaceae)

Acca sellowiana (Myrtaceae) é uma frutífera nativa da região Sul do Brasil e nordeste do Uruguai, que vem despertando grande interesse devido ao alto potencial organoléptico de seus frutos. Neste trabalho, teve-se como objetivo a caracterização do tipo de sistema de incompatibilidade atuante em A. sellowiana, através da avaliação do desenvolvimento dos tubos polínicos. Utilizaram-se dois acessos: 458, sendo autocompatível, e 101, auto-incompatível. A maior porcentagem de germinação de grãos de pólen foi observada no acesso 101, com 68,8% de grãos de pólen germinados. Não foram observadas diferenças no crescimento dos tubos polínicos em pistilos autopolinizados ou de polinização cruzada, em ambos os acessos. O crescimento completo do tubo polínico até o ovário ocorreu em pistilos coletados 96 horas após a polinização, independentemente do tratamento aplicado. Sugere-se a ocorrência de auto-esterilidade ou auto-incompatibilidade tardia ou pós-zigótica, considerando que o abortamento dos frutos de A. sellowiana é uniforme e ocorre num prazo curto, por volta de 20 a 30 dias após a fertilização das flores.

Efeito da baixa temperatura noturna e do porta-enxerto na variação diurna das trocas gasosas e na atividade fotoquímica de laranjeira 'Valência'

A redução da fotossíntese durante o inverno pode ser induzida por noites frias, mesmo quando as condições durante o dia não são limitantes. Laranjais são formados com plantas enxertadas, sendo o porta-enxerto citrumeleiro 'Swingle' recomendado em áreas onde há ocorrência de baixas temperaturas. Todavia, os mecanismos fisiológicos pelos quais as plantas apresentam melhor crescimento e produção são pouco conhecidos. O objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o efeito da baixa temperatura noturna na fotossíntese de laranjeiras é dependente do porta-enxerto utilizado, com o citrumeleiro 'Swingle' (Citrus paradisi x Poncirus trifoliata) induzindo maior tolerância ao frio noturno se comparado ao limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia). Laranjeiras 'Valência' (Citrus sinensis) com seis meses, cultivadas em sacolas plásticas (5 L), foram expostas por 12 h à temperatura noturna de 20 e 8 ºC. O tratamento térmico foi realizado em câmara de crescimento, sendo apenas a parte aérea das plantas expostas às distintas temperaturas. Medidas do curso diurno das trocas gasosas e da atividade fotoquímica foram realizadas em condições ambientais naturais. O resfriamento noturno causou maior redução da assimilação de CO², da condutância estomática e da transpiração em laranjeira 'Valência' sobre limoeiro 'Cravo' quando comparado às plantas sobre 'Swingle'. Após o tratamento de frio, as eficiências máxima (Fv/Fm) e operacional (Fq'/Fm') do fotossistema II diminuíram nas plantas sobre 'Cravo' e mantiveram-se praticamente inalteradas nas plantas enxertadas em 'Swingle'. Portanto, o porta-enxerto 'Swingle' induziu maior eficiência fotossintética em condições de frio noturno às plantas de laranjeira 'Valência' quando comparado ao porta-enxerto 'Cravo'. A queda da assimilação de CO² em plantas resfriadas foi devida à menor condutância estomática e menor eficiência aparente de carboxilação, ou seja, resultante de limitações difusivas e metabólicas. Embora, Fv/Fm e Fq'/Fm' em laranjeira 'Valência' sobre 'Cravo' tenham sido mais afetados pelo resfriamento em comparação às laranjeiras sobre 'Swingle', esses não contribuíram para a redução da assimilação de CO² (A). Porém, o frio noturno causou aumento da atividade dos drenos alternativos de elétrons (aumento da relação entre o transporte aparente de elétrons e a assimilação de CO²), reduzindo a eficiência aparente de carboxilação de forma mais significante em 'Valência' sobre 'Cravo' do que sobre 'Swingle'. Estes resultados confirmam a hipótese de que a ocorrência de frio noturno afeta a fotossíntese de laranjeira 'Valência' sendo os efeitos do resfriamento dependentes do porta-enxerto.

Technical Note: Dissolved organic matter fluorescence a finite mixture approach to deconvolve excitation-emission matrices

The analysis of the shape of excitation-emission matrices (EEMs) is a relevant tool for exploring the origin, transport and fate of dissolved organic matter (DOM) in aquatic ecosystems. Within this context, the decomposition of EEMs is acquiring a notable relevance. A simple mathematical algorithm that automatically deconvolves individual EEMs is described, creating new possibilities for the comparison of DOM fluorescence properties and EEMs that are very different from each other. A mixture model approach is adopted to decompose complex surfaces into sub-peaks. The laplacian operator and the Nelder-Mead optimisation algorithm are implemented to individuate and automatically locate potential peaks in the EEM landscape. The EEMs of a simple artificial mixture of fluorophores and DOM samples collected in a Mediterranean river are used to describe the model application and to illustrate a strategy that optimises the search for the optimal output.

Caracterizació arqueomètrica de les ceràmiques tardanes de la plaça del Rei de Barcelona

Un total de 40 ceràmiques tardanes, en la majoria de casos grolleres, que procedeixen de contextos de la segona meitat del segle VI-segle VII de les excavacions de la plaça del Rei de Barcelona, han estat caracteritzades arqueomètricament mitjançant fluorescència de raigs X (FRX), difracció de raigs X (DRX) i microscòpia òptica de làmina prima (MO). A la mostra estudiada, els resultats han permès establir l"existència de fins a 10 grups diferents, alguns dels quals clarament heterogenis, la qual cosa permet pensar que l"anàlisi d"un nombre més elevat de mostres hauria revelat un nombre encara més gran de produccions en el jaciment. Entre les produccions caracteritzades se n"ha identificat una de ceràmica comuna fina de producció local o regional, així com nou de ceràmiques grolleres tant importades com locals i/o regionals.

Eficiência fotoquímica em folhas do mamoeiro (Carica papaya L.) cv. Golden durante o estádio reprodutivo e caracterização da ontogenia dos frutos

Considerando que a fisiologia do amadurecimento dos frutos do mamoeiro envolve desde a produção de fotoassimilados, para a sua formação e desenvolvimento, até as enzimas que degradarão a parede celular, promovendo o amolecimento da polpa, o objetivo deste trabalho foi avaliar a cinética da emissão da fluorescência da clorofila a em folhas do mamoeiro (Carica papaya L.) cv. Golden durante o período reprodutivo e avaliar os teores de sólidos solúveis (SS), acidez titulável (AT) e atividade da pectinametilesterase (PME) durante a ontogenia dos frutos. Os maiores índices de desempenho fotoquímico (PItotal) foram verificados nos estádios de formação e crescimento dos frutos, devido ao melhor desempenho das reações de oxirredução do fotossistema I [δR0/(1-δR0)]. Maior eficiência fotoquímica das plantas neste período possibilita maior demanda pelo carbono fixado para a síntese de compostos para o metabolismo celular. Em geral, os fotoassimilados são direcionados para os drenos fortes mais próximos, entretanto as sementes têm prioridade, portanto os teores de SS, AT e a atividade da PME na polpa dos frutos permaneceram constantes durante o desenvolvimento dos mesmos, sendo verificadas alterações nestas características somente no estádio de colheita. Estes resultados confirmam a participação da PME como enzima que prepara o substrato para que as demais enzimas pectinolíticas atuem, disponibilizando os ácidos orgânicos desmetilados e o início da degradação dos polissacarídeos da parece celular antes mesmo da colheita.

Anàlisi arqueològica de tres alambins procedents del quarter de Sant Pere de Barcelona

Durant les excavacions de l"avinguda de Cambó dutes a terme el 1986 es van recuperar, entre d"altres, diversos elements identificats com a alambins, que han estat relacionats amb la tècnica d"aplicació d"or al foc sobre objectes metàl·lics, activitat que podria haver tingut lloc en un dels àmbits identificats en el quarter de Sant Pere en època medieval.Amb l"objectiu de comprovar si els alambins recuperats són, d"una banda, de producció local i, d"una altra, si presenten evidències que puguin corroborar el seu ús en aquesta tècnica, es va procedir a la caracterització arqueomètrica de tres d"aquests objectes (BCN224, BCN225 i BCN226), de manera que la seva composicióquímica s"ha determinat per fluorescència de raigs X (FRX) i la composició mineralògica a través de la difracció de raigs X (DRX). Per a l"estudi de la microestructura i estadi de sinterització de la matriu i del vidriat, s"han dut a terme observacions i microanàlisis per microscòpia electrònica de rastreig (MER) utilitzant un microscopi Jeol JSM-840 equipat amb un detector de dispersió d"energies de raigs X (EDX). A més, amb la finalitat de fixarles característiques macroscòpiques dels individus es van realitzar observacions a partir de fractures fresques emprant una lupa binocular Olympus SZX10, amb una font d"il·luminació de llum freda Olympus KL 1500 LCD equipada amb filtre de llum de dia i una càmera digital de microfotografia Olympus DP25, amb el software Cell"A. La lupa binocular està equipada amb un objectiu de 1X i oculars de 10X, amb un zoom continuat, amb posicions fixes, que permet fer observacions de 6.3X a 63X, però que s"han estandarditzat a 10X i 25X.

Self-Organising Maps and Correlation Analysis as a Tool to Explore Patterns in Excitation-Emission Matrix Data Sets and to Discriminate Dissolved Organic Matter Fluorescence Components

Dissolved organic matter (DOM) is a complex mixture of organic compounds, ubiquitous in marine and freshwater systems. Fluorescence spectroscopy, by means of Excitation-Emission Matrices (EEM), has become an indispensable tool to study DOM sources, transport and fate in aquatic ecosystems. However the statistical treatment of large and heterogeneous EEM data sets still represents an important challenge for biogeochemists. Recently, Self-Organising Maps (SOM) has been proposed as a tool to explore patterns in large EEM data sets. SOM is a pattern recognition method which clusterizes and reduces the dimensionality of input EEMs without relying on any assumption about the data structure. In this paper, we show how SOM, coupled with a correlation analysis of the component planes, can be used both to explore patterns among samples, as well as to identify individual fluorescence components. We analysed a large and heterogeneous EEM data set, including samples from a river catchment collected under a range of hydrological conditions, along a 60-km downstream gradient, and under the influence of different degrees of anthropogenic impact. According to our results, chemical industry effluents appeared to have unique and distinctive spectral characteristics. On the other hand, river samples collected under flash flood conditions showed homogeneous EEM shapes. The correlation analysis of the component planes suggested the presence of four fluorescence components, consistent with DOM components previously described in the literature. A remarkable strength of this methodology was that outlier samples appeared naturally integrated in the analysis. We conclude that SOM coupled with a correlation analysis procedure is a promising tool for studying large and heterogeneous EEM data sets.