Development of a molecular test to determine the vitality status of Norway spruce (Picea abies) seedlings during frozen storage

In boreal forest regions, a great portion of forest tree seedlings are stored indoors in late autumn to prevent seedlings from outdoor winter damage. For seedlings to be able to survive in storage it is crucial that they store well and can cope with the dark and cold storage environment. The aim of this study was to search for genes that can determine the vitality status of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.) seedlings during frozen storage. Furthermore, the sensitivity of the ColdNSure (TM) test, a gene activity test that predicts storability was assessed. The storability of seedlings was tested biweekly by evaluating damage with the gene activity test and the electrolyte leakage test after freezing seedlings to -25 A degrees C (the SELdiff-25 method). In parallel, seedlings were frozen stored at -3 A degrees C. According to both methods, seedlings were considered storable from week 41. This also corresponded to the post storage results determined at the end of the storage period. In order to identify vitality indicators, Next Generation Sequencing (NGS) was performed on bud samples collected during storage. Comparing physiological post storage data to gene analysis data revealed numerous vitality related genes. To validate the results, a second trial was performed. In this trial, gene activity was better in predicting seedling storability than the conventional freezing test; this indicates a high sensitivity level of this molecular assay. For multiple indicators a clear switch between damaged and vital seedlings was observed. A collection of indicators will be used in the future development of a commercial vitality test.

Competition of sicklepod, cassia obtusifolia l., densities on soybean, glycine max (l.) merr., at variable row distance

Competition studies with soybeans, Glycine max (L.) Merr. "Bragg." and sicklepod, Cassia obtusifolia L., were conducted at the Agricultural Research and Education Center of the University of Florida in Quincy, Florida. Two field experiments were established, one on May 22, 1975. and the other four weeks later, on June 19, 1975, to determine the competitive effects of various sicklepod densities and the influences of soybean row distances on weed dry matter, soybear plant characteristics, yield components and seed yield, and on soil nutrient content. Control, low, medium, and high sicklepod densities in the first experiment were O, 25,000, 53,000, and 77,000 p1ants/ha, respectively; while the second experiment presented control, low, medium, and high sicklepod densities of O, 36,000, 68,000, and 122,000 plants/ha, respectively. Three soybean row distance treatments were tested using a constant pattern of 90-, 60-, and 45-cm widths throughout the growing season. Three other treatments, evaluated in a variable patern, were initially seeded in 30-cm row widths. Five weeks after planting, an appropriate number of soybean rows were harvested from the 30"cm pattern to establish row distances of 90, 60, and 30-60 cm for the remainder of the season. ln the greenhouse a test was conducted to evaluate the effects af those variables on seed germination and seedling vigor for the next soybean generation. As a result of full-season sicklepod competition, soybean plants were less branched, set fewer leaves, and presented thinner stems as compared to the control. However, height of soybean plants was not affected by the presence of sicklepod. ln one of the two experiments, number of nodes decreased for soybeans under weed campetition. The yield components--number of pods; number of seeds, and seed yield per soybean plant--were all similarly reduced due to weed competition. Seeds per pod were decreased to a lesser extent. Soybean seed yields per unit area were significantly diminished by increasing levels af sicklepod ínfestation. While the control produced 3120 kg/ha, the sicklepod densities of 25,000, 53,000, and 77,000 plants/ha reduced seed yíelds 47, 65, and 73%, respectively. As soybean row distances decreased, number of branches, number of leaves, and stem diameter of soybeans decreased. However, the height of soybean plants increased with narrwing of row width. The components of seed yield--number of pods, number of seeds, and seed yield per soybean plant--diminished as row spacing was reduced. Maximum difference between row distances for these attributes was attained for soybean plants under weed-free conditions. Generally, as row width decreased, soybean seed yield per unit area increased. Specifically, soybear.s in 90-cm rows, either in constant or variable row pattern, yielded less than soybeans in 60- and 30-60-cm rows in the variable pattern. Soil contents of phosphorus, potassium, calcium, and magnesium were not affected by the various levels of sicklepod and soybean populalions. Neither the sicklepod densities nor the soybean row distances influenced seed germination and seedling vigor in the next soybean generation. Sicklepod was a strong competitor with soybeans at all density ranges investigated. Because sicklepod grows taller than soybeans during the reproductive stages of the crop, limited success can be reached by varying row spacing alone. However, this practice is considered an integral measure to complement other methods of sicklepod control. Compared to constant rows, the soybean cropping system using variable row spacings presents the choice of planting soybeans at close row spacings to provide early competition with weeds and the possibility of obtaining a forage crop after the first month of growth, without any decreases on the final seed yields.

Avaliação de floresta nativa do bioma Mata Atlântica: uma aplicação da metodologia de custo de reposição

O presente trabalho investigou o valor de uma floresta nativa no bioma Mata Atlântica. Para isso, utilizou-se da metodologia de custo de reposição. Além disso, buscou-se explicitar os principais fatores determinantes desse valor, bem como seus impactos. Foram formuladas quatro hipóteses de pesquisa, a saber, i) o nível de degradação da área não influencia o custo total de reposição da floresta nativa; ii) relevos mais acidentados das áreas a serem restauradas não influenciam o custo total de reposição da floresta nativa; iii) a distância da área a ser restaurada em relação ao centro urbano mais próximo não influencia o custo total de reposição da floresta nativa; e iv) a distância da área a ser restaurada em relação ao viveiro produtor de mudas não influencia o custo total de reposição da floresta nativa. Para chegar aos resultados foram realizados testes simples de diferença de médias para as variáveis qualitativas. Os resultados encontrados foram de que pode-se rejeitar a hipótese de que relevos mais acidentados das áreas a serem restauradas não influenciam o custo total de reposição da floresta nativa. No entanto, não se rejeitam as hipóteses de que a distância da área a ser restaurada em relação ao centro urbano mais próximo não influencia o custo total de reposição da floresta nativa e de que a distância da área a ser restaurada em relação ao viveiro produtor de mudas não influencia o custo total de reposição da floresta nativa. Após essa primeira aproximação, é realizada uma série de regressões, utilizando o modelo clássico de mínimos quadrados ordinários (MQO). Fez-se uma análise de sensibilidade dos resultados obtidos. O levantamento de dados foi obtido por meio da realização de uma pesquisa (questionário) a uma série de entidades do setor. Foram testadas as quatro hipóteses. De acordo com os testes realizados, pode-se dizer que a hipótese 2 sobre o impacto de um relevo mais acidentado das áreas a serem restauradas no custo total de reposição da floresta nativa se mostrou não significativa em todos os modelos. No entanto, a hipótese 1 do impacto do nível de degradação sobre o valor do projeto foi rejeitada em todos os modelos. A hipótese 3 do impacto da localização da área em relação ao centro urbano sobre o valor do projeto foi rejeitada em dois modelos e a hipótese 4 de que a distância da área a ser restaurada em relação ao viveiro produtor de mudas não influencia o custo total de reposição da floresta nativa foi rejeitada em um modelo. Chegou-se ao resultado de R$22 mil/hectare para o custo de reposição de uma floresta nativa do bioma Mata Atlântica. Esse tipo de estudo foi contextualizado no desenvolvimento feito pela economia ambiental ao longo do tempo, ressaltando suas principais características. Nas conclusões destaca-se os principais pontos do trabalho e são discutidas uma série de implicações teóricas e gerenciais do presente estudo, bem como apresentadas sugestões para novos estudos nessa área.

Coordenação entre as respostas da catalase e da ascorbato peroxidade em folhas de feijão caupi submetidas a diferentes fontes de peróxido de hidrogênio

The plants are often exposed to variations in environmental conditions that may trigger metabolic disturbances leading to a consequent loss in productivity of crops. These stressful conditions usually induce an accumulation of reactive oxygen species (ROS) in the cell, a condition known how oxidative stress. Among these species, hydrogen peroxide (H2O2) is an important molecule involved in numerous signaling mechanisms. The present study aimed to understand the relationship between the different enzymatic mechanisms of elimination of H2O2 by catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) in leaf tissues of seedlings of the species Vigna unguiculata L. Walp, under conditions of oxidative stress induced by application of CAT inhibitor, 3-amino-1,2,4-triazole (3-AT), and H2O2 itself on the roots. Three experiments were conducted. The first experiment was performed applying the compound 3-AT (5 mM) during the time (hours). In the second experiment, seedlings were exposed to different concentrations of H2O2 (2.5, 5.0, 7.5, 10 mM) for 48 h. The third strategy included the pre-treatment with H2O2 (2.5 mM) for 24 h, followed by subsequent treatment with the inhibitor 3-AT and recovery control condition. Treatment with 3-AT causes a strong inhibition of CAT activity in leaf tissues accompanied by an increase of activity of APX. However a decrease in oxidative damage to lipids is not observed as indicated by TBARS. It was observed that activity of APX is directly linked to the content of peroxide. Inductions in the activities of CAT and APX were observed mainly in the seedlings treated with 2.5 mM H2O2. This can be associated with a decrease in oxidative damage to lipids. In contrast, one same tendency was not observed in treatments with higher concentrations of this ROS. These results suggest that the concentration of 2.5 mM H2O2 can induce responses antioxidants later in seedling cowpea. This concentration when applied as pre-treatment for 24 h promoted an induction systems removers CAT and APX, both in activity and in terms of gene expression. However this increment was not observed in the recovered plants and the plants subsequently subjected to 3-AT. Additionally, the pretreatment was not sufficient to attenuate the inhibition of CAT activity and oxidative damage to lipids caused by the subsequent application of this inhibitor. The results showed that the application of 3-AT and H2O2 in the root systems of seedlings of cowpea promote changes in the parameters analyzed in leaf tissues that indicate a direct response to the presence of these factors or systemic signaling mecanisms. H2O2 appears to activate the responses of two antioxidant systems in this study thar does not promote greater protection in case of additional treatment with 3-AT. This demonstrates the importance of the CAT system. In this work, complete results indicate that there is a difference between the signaling and the effects caused by exposure to H2O2 and by treatment with 3-AT

Influência do sistema anteoxidante da catalase no ciclo do glioxilato durante o estabelecimento pós-germinativo de cártamo (Carthamus tinctorius L.) e de girassol (Helianthus annuus L.)

Oilseeds are a high-value natural resource, due to its use as a substitute for petroleum. However, the storage time can reduce seed viability and oil quality. Therefore, scientific efforts have been made to provide a increment of storage time, germination rates and plant establishment of high-value oilseeds. The seedling establishment depends of the plant pass over the functional transition stage, characterized by a metabolic change from heterotrophic condition to autotrophic one. The storage oil mobilization is performed by β-oxidation process and the glyoxylate cycle. Also, the functional transition involves acclimation to photosynthetic condition, which generally includes the participation of antioxidant system and the reactive oxygen species, the latter are produced in various reactions of primary and secondary metabolism. In the present study, Catalase was inhibited during the functional transition of sunflower and safflower, after were performed many analyzes to elucidate the effects caused on the SOD and APX antioxidant systems. Also, were checked the changes in expression pattern of the glyoxylate cycle enzymes markers, ICL and MLS. It was observed that after CAT inhibition, the SOD and APX antioxidant systems allow the seedling establishment. Besides, was verified that both oilseeds can be accelerate the reverse mobilization and the photosynthetic establishment when Catalase activity has dramatically decreased

Germinação de sementes e otimização de técnicas de micropropagação de umbuzeiro (spondias tuberosa, arr.) anacardiaceae

The brazilian-plum (Spondias tuberosa, His) is a tropical fruit tree that has been consolidated in the market for agribusiness processing, due to its characteristic flavor of fruit. Accordingly, studies to optimize the propagation of plants are necessary for production of seedlings with agronomic and quality assurance measures. This study aimed at determining the efficient techniques for uniform seed germination, as brazilian-plum seed present mechanical dormancy, and establish optimal culture media for multiplication of shoots from the in vitro micropropagation. Firstly, in a greenhouse at the Universidade Federal do Rio Grande do Norte, was evaluated the influence of different methods of breaking dormancy in the emergence of seedlings of brazilian-plum and speed of germination (IVG) of seeds. After 60 days of cultivation, it was found that splay in the distal portion of the seed was the best treatment, with rates of 85.33% in germinability and 3.415 of IVG, compared with the treatment of seed-soaking in water for 12h + humus and the control group. Subsequently, new sources of seedling explants were obtained in studies of tissue culture. Laboratory of Plant Biotechnology that the university, was used stem apex, nodal segments and internodes in search of decontamination with various concentrations of calcium hypochlorite [Ca(OCl)2] and micropropagation, inoculating them in half WPM (1980) with various concentrations of 6-benzylaminopurine (BAP). We used 10 sample units with three replications for different concentrations of [Ca(OCl)2], BAP and explants type. After thirty days, which was observed for the control of contamination, during the establishment in vitro, concentrations of [Ca(OCl)2] between 0.5% and 2.0% were effective in combating exogenous contamination of the apex. In nodal segments and internodes, concentrations of [Ca(OCl)2] between 1.0% and 2.0% and 1.5% and 2.0% were respectively, sufficient to reduce the percentage of losses in these infestations explants. For micropropagation, the culture medium supplemented with 0.1 mg.L-1 BAP promotes better development of multiple shoots per explants from nodal segment. However, success does not get to shoot training in internodal segment

Allelopathic plants. 7. Sunflower (Helianthus annuus L.)

Sunflower is an annual dicotyledonous plant, herbaceous, erect and native of North America. It is thermo- and photo-insensitive, hence, can be grown round the year in sub-tropical and tropical countries. Only two spp. H. annuus and H. tuberosum are cultivated for food, remaining spp. are ornamentals, weeds and wild plants. However, H. annuus is allelopathic and inhibit the growth and development of other plants thus reducing their productivity. Much information is available about the allelopathic effects of sunflower crop on following crops in crop rotations. Although it is harmful to all crops, but, is less harmful to crops of Graminae family than other families. It seems that the harmful effects of sunflower in crop rotations are due to release and accumulation of root exudates during crop growth in soil. Soil incorporation of its fresh (green manure) or dry biomass in soil is inhibitory to both crops and weed spp. Several allelochemicals have been characterized from the H. annuus, which inhibit the seed germination and seedling growth of A. albus, A. viridis, Agropyron repens (Elymus repens), Ambrosia artemsiifolia, Avena fatua, Celosia crustata, Chenopodium album, Chloris barbara, Cynodon dactylon, D. sanguinalis, Dactyloctenium ageyptium, Digitaria ciliaris, Echinochloa crus-galli, Flaveria australasica, Parthenium hysterophorus, Portulaca oleracea, Sida spinosa, Trianthema portulacastrum, Veronica perisca the inhibitory effects of this crop may be used for weed management with less herbicides for sustainable agriculture.

A scanning electron microscopy study of the seed and post-seminal development in Angelonia salicariifolia Bonpl. (Scrophulariaceae)

The external morphology of seeds and post-germination developmental stages of Angelonia salicariifolia Bonpl. (Scrophulariaceae) were investigated using scanning electron microscopy. Some structural features of the seed exotesta and seedling in Angelonia are presented for the first time and are of potential taxonomic value for this neotropical genus. The seeds are very small (0.9-1.7 mm long and 0.5-0.9 mm wide), ovate, with a reticulate-crested exotesta, reticules arranged uniformly in longitudinal rows, with a high density of microcilia-like projections on the cell wall of the reticule base and on the edge of the crests. The hilum is located beside the micropyle at the narrow end of the seed. Germination is epigeal. During germination the radicle develops, followed by elongation of the hypocotyl and primary root. At this stage dense root hairs develop on the lower part of the hypocotyl. The apical bud-located between the cotyledons-begins to develop after the cotyledons have unfolded. The cotyledons are equal in size, sessile and ovate. The seedlings have two types of trichomes, one characteristic of the cotyledons and first pair of leaves (glandular, sessile, four-celled head with quadrangular shape) and the other characteristic of the hypocotyl and epicotyl (stalked, erect, elongate and three-celled with dome-shaped unicellular head). (C) 2001 Annals of Botany Company.

Efeitos da calagem do solo no crescimento inicial e absorção de macronutrientes por plantas de trapoeraba (Commelina benghalensis)

A presente pesquisa foi conduzida visando estudar os efeitos da calagem do solo sobre o crescimento inicial e absorção de macronutrientes por plantas de trapoeraba (Commelina benghalensis L.). A fase experimental foi conduzida em casa de vegetação, em vasos de cinco litros e o substrato foi coletado na camada arável de um Latossolo Vermelho Escuro, distrófico, classe textural franco-argilo-arenosa e valor original de pH igual a 3,8. O experimento foi instalado no delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições e os tratamentos constaram da incorporação de quantidades correspondentes às doses 0, I, 2, 3, 4 e 5 t/ha de calcário dolomítico calcinado. Foi efetuada uma incubação por 15 dias antes do plantio das mudas da trapoeraba. Os resultados foram avaliados 49 dias após o transplante. A planta daninha respondeu intensamente à calagem incrementando a área foliar e os acúmulos de matéria seca e de N, P, Ca, Mg e S. Os padrões de distribuição dos diferentes macronutrientes nas diversas estruturas morfológicas da planta foram alterados. O acúmulo de K cresceu até a dose de 2 t/ha de calcário e depois decresceu, possivelmente devido ao antagonismo com Mg, adicionado através do calcário.

Morfo-anatomia de plântulas e número cromossômico de Cybistax antisyphilitica (Mart.) Mart. (Bignoniaceae)

Plântulas de Cybistax antisyphilitica (ipê-verde), espécie arbórea que ocorre no Estado de São Paulo, Brasil, foram estudadas morfoanatomicamente e citogeneticamente. As plântulas são eudicotiledôneas, fanerocotiledonares e epigéias. Suas sementes apresentam alas hialinas, assimétricas e de textura papirácea. A raiz é axial com tecido epidérmico irregular. O hipocótilo é verde, glabro e apresenta os elementos do xilema em diferenciação. Os cotilédones são verdes, foliáceos, reniformes, com mesofilo heterogêneo, epiderme pilosa e feixes vasculares colaterais. Os eófilos são glabros, peciolados, de filotaxia oposta, dorsiventrais, hipoestomáticos e possuem mesofilo heterogêneo e assimétrico. Não há diferenças anatômicas significativas entre os eófilos e os metáfilos. O sistema vascular do pecíolo dos metáfilos dispõe-se em forma de ferradura. A espécie apresenta número cromossômico mitótico 2n = 40 com comprimento cromossômico geral médio de 1,042 µm ± 0,140 e amplitude variando de 0,58 µm até 1,60 µm.

Períodos de interferência de Commelina benghalensis na cultura do café recém-plantada

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Comunidade infestante e sua interferência no feijoeiro implantado sob plantio direto, na safra de primavera

O objetivo deste estudo foi determinar os períodos críticos de interferência das plantas daninhas no feijoeiro no sistema de plantio direto, na safra de primavera. A cultura antecessora ao feijoeiro foi a de milheto, que gerou 2 t ha-1 de massa seca. Os tratamentos foram constituídos por períodos crescentes (0, 10, 17, 24, 31, 45 e 66 dias após a emergência) de convivência ou de controle das plantas daninhas. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso, com os tratamentos dispostos no esquema fatorial 2 x 6, com quatro repetições, mais duas testemunhas: uma limpa durante todo o ciclo da cultura e outra suja, ausente de controle. A comunidade infestante foi composta por 16 espécies, sendo dez eudicotiledôneas. A espécie de maior importância foi a losna-branca (Parthenium hysterophorus). O período anterior à interferência (PAI) ocorreu até o estádio fenológico V2, e o período total de prevenção à interferência (PTPI), até o estádio V4; assim, o período crítico de prevenção à interferência (PCPI) ficou entre os estádios V2 e V4 do feijoeiro. A safra de primavera mostrou-se alternativa viável de produção. O acúmulo médio de massa e o número médio de indivíduos das plantas daninhas foram pequenos, ocasionando menor interferência na cultura e, consequentemente, um curto PCPI. Houve redução de 19% na produtividade média do feijoeiro quando a cultura conviveu durante todo o seu ciclo com a comunidade infestante.

Banco de sementes de plantas daninhas e sua correlação com a flora estabelecida no agroecossistema cana-crua

O conhecimento da composição específica do banco de sementes de plantas daninhas e a sua correlação com a flora estabelecida são importantes para nortear o manejo a ser adotado e a escolha dos herbicidas. A colheita mecanizada de cana-de-açúcar acarretou mudanças significativas na composição da flora infestante, quando proporcionou a manutenção de uma camada de palha, reduziu a movimentação do solo e dispensou a prática da queimada. Foram realizados levantamentos do banco de sementes e da flora de plantas daninhas que se estabeleceu em 28 talhões colhidos mecanicamente, sem queima prévia da palha. Com base nos dados de banco de sementes, efetuaram-se estudos fitossociológicos e de correlação entre a composição do banco de sementes e a flora emergida. As principais espécies presentes no banco de sementes foram as pertencentes à classe das dicotiledôneas anuais, com destaque para Amaranthus spp. e diversas espécies de Euphorbiaceae e Convolvulaceae. As sementes de gramíneas tradicionais da cultura tiveram pouca participação. O banco de sementes apresentou correlação não-significativa com a flora emergente, independentemente da época de colheita do talhão, da metodologia de quantificação do banco de sementes e das espécies de plantas daninhas.

Influência de extratos aquosos de sorgo sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja

Estudos conduzidos em laboratório ou em condições de campo demonstram o potencial alelopático da espécie Sorghum bicolor L., seja inibindo a germinação e o desenvolvimento de plantas daninhas ou até mesmo de plantas cultivadas em sucessão. Com o objetivo de avaliar os efeitos potencialmente alelopáticos de extratos aquosos das folhas, caules e raízes de cinco híbridos de sorgo (SARA, DKB860, DKB 599, XBG00478 e XBG06020), sobre a germinação e o desenvolvimento de plântulas de soja, cv. MG/BR 46 (Conquista), foram conduzidos dois bioensaios no período de março a junho de 2002. Foram estabelecidas como testemunhas: água destilada (com pH 8,0); água destilada com pH ajustado para 4,5; água destilada com pH ajustado para 6,0 e solução de polietilenoglicol (PEG) equivalente ao potencial osmótico de 0,1 MPa. Dentre as características avaliadas, houve efeito significativo apenas no comprimento de radícula das plântulas de soja, sendo que aquelas tratadas com os extratos de sorgo apresentaram menor radícula, diferindo significativamente das plântulas testemunhas. Observou-se que, com os extratos de raízes dos híbridos SARA, DKB860, XBG00478 e XBG06020 ocorreram os menores comprimentos de radículas de soja, diferindo do DKB 599. O extrato de folhas do XBG00478 resultou em menor média, não diferindo dos extratos de DKB860, DKB599 e XBG06020. No entanto, para o extrato de caule, o SARA resultou em menor radícula, diferindo apenas do XBG00478. Verificou-se, também, que, para os extratos de DKB860 e XBG00478, os extratos de folhas proporcionaram menor média, diferindo dos extratos de raiz e caule, enquanto para DKB599, XBG06020 e SARA, não houve diferença significativa entre os extratos de folha e caule.

Efeito da época sobre a emergência de Sida rhombifolia e Solanum viarum em diferentes profundidades de semeadura

O conhecimento da profundidade ideal de germinação de sementes de plantas daninhas é importante para o desenvolvimento de estratégias de manejo eficientes, seguras e econômicas. Com o objetivo de estudar a emergência de plântulas de Sida rhombifolia L. e Solanum viarum Dunal, em resposta à época (setembro de 2008 e janeiro de 2009) e às profundidades de semeadura (0, 1, 2, 3, 4 e 5 cm), foram realizados dois experimentos em casa de vegetação. Sida rhombifolia mostrou-se sensível às variações de temperatura, em decorrência das épocas de semeadura, e os maiores percentuais de emergência ocorreram nas profundidades entre 1 e 4 cm. Para S. viarum, observou-se forte influência da temperatura sobre a sua emergência, sendo, observado o máximo de emergência, nas profundidades de 1 a 5 cm e sua redução para as sementes locadas na superfície do solo.