An embryo-rescue protocol for Vigna interspecific hybrids

A successful embryo-rescue and culture protocol was developed for use with several indigenous Vigna species and mungbean cultivars grown in Australia. Germination of Vigna immature embryos and their subsequent development into plants was influenced by the time at which the embryos were isolated and by which medium additives were placed in the embryo-rescue medium. A medium containing MS basal nutrients with sucrose (88 mM), casein hydrolysate (500 mg L-1) and agar (8 g L-1) but devoid of plant-growth regulators was found to be the best for germination of immature embryos for all four Vigna species investigated. The protocol for successful germination of non-hybrid immature embryos was applied to the recovery of interspecific hybrids involving mungbean and five native Vigna species that had previously been found difficult to hybridise. Several putative hybrid plants were obtained including a confirmed interspecific cross between V. luteola (Jacq.) Benth and V. marina (Burm.) Merrill.

Spondylostrobus F. Mueller: operculate fruits of an extinct dicotyledon from the mid-Tertiary of Australia

Spondylostrobus F. Mueller, which accommodates operculate fruit-stones reported only from the mid-Tertiary of Australia, is redefined on the basis of type and other specimens of the type species, S. smythii F. Mueller, and of specimens included in S. rozefeldsii sp. nov. The globose to ellipsoidal fruits have 3-6 locules symmetrically disposed around a massive fibrous axis. Each locule has a single anatropous ovule, axile placentation, and a dorsal germination operculum that extends from near the base to the apex. In possessing these characters Spondylostrobus more closely resembles operculate fruits within the tribe Spondiadeae (Anacardiaceae) than operculate fruits of other dicotyledonous families. Spondylostrobus has widespread distribution in Oligocene-Miocene sediments of eastern Australia. At many localities it is associated with fruit-stones having affinities with extant taxa that now occur in rainforests, monsoonal forests, and fringing communities of northern Australia. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Evaluation of potential biocontrol agents against Claviceps africana in vitro and in vivo

Undiluted culture filtrates of two commercial products of Trichoderma spp., Trichopel and Trichoflow, and two isolates of Penicillium citrinum completely inhibited the conidial germination of macroconidia of Claviceps africana , the cause of ergot or sugary disease of sorghum (Sorghum bicolor) in vitro . Similarly, Pseudomonas aeruginosa and Burkholderia cepacia completely inhibited macroconidial germination, with the former being more effective at high dilutions. In contrast, these bacterial isolates failed to inhibit infection in vivo in glasshouse tests with ergot-inoculated sorghum, but all fungal biocontrol agents (including an isolate of Epicoccum nigrum) reduced the severity of disease (percentage of infected spikelets per panicle), in some cases completely inhibiting the development of ergot. In a second glasshouse trial, optimum control was achieved when the biocontrol agents were applied 3-7 days before inoculation with conidia of C. africana .

Influence of planting date, method of handling and seed size on supersweet sweet corn seed quality

A supersweet sweet corn hybrid, Pacific H5, was planted at weekly intervals (P-1 to P-5) in spring in South-Eastern Queensland. All plantings were harvested at the same time resulting in immature seed for the last planting (P-5). The seed was handled by three methods: manual harvest and processing (M-1), manual harvest and mechanical processing (M-2) and mechanical harvest and processing (M-3), and later graded into three sizes (small, medium and large). After eight months storage at 12-14degreesC, seed was maintained at 30degreesC with bimonthly monitoring of germination for fourteen months and seed damage at the end of this period. Seed quality was greatest for M-1 and was reduced by mechanical processing but not by mechanical harvesting. Large and medium seed had higher germination due to greater storage reserves but also more seed damage during mechanical processing. Immature seed from premature harvest (P-5) had poor quality especially when processed mechanically and reinforced the need for harvested seed to be physiologically mature.

Low temperature induced spikelet sterility in rice. II. Effects of panicle and root temperatures

Low temperatures impose restrictions on rice (Oryza sativa L.) production at high latitudes. This study is related to low temperature damage that can arise mid-season during the panicle development phase. The objective of this study was to determine whether low temperature experienced by the root, panicle, or foliage is responsible for increased spikelet sterility. In temperature-controlled glasshouse experiments, water depth, and water and air temperatures, were changed independently to investigate the effects of low temperature in the root, panicle, and foliage during microspore development on spikelet sterility. The total number of pollen and number of engorged pollen grains per anther, and the number of intercepted and germinated pollen grains per stigma, were measured. Spikelet sterility was then analysed in relation to the total number of pollen grains per spikelet and the efficiency with which these pollen grains became engorged, were intercepted by the stigma, germinated, and were involved in fertilisation. There was a significant combined effect of average minimum panicle and root temperatures on spikelet sterility that accounted for 86% of the variation in spikelet sterility. Total number of pollen grains per anther was reduced by low panicle temperature, but not by low root temperature. Whereas engorgement efficiency ( the percentage of pollen grains that were engorged) was determined by both root and panicle temperature, germination efficiency (the percentage of germinated pollen grains relative to the number of engorged pollen grains intercepted by the stigma) was determined only by root temperature. Interception efficiency (i.e. percentage of engorged pollen grains intercepted by the stigma), however, was not affected by either root or panicle temperature. Engorgement efficiency was the dominant factor explaining the variation in spikelet sterility. It is concluded that both panicle and root temperature affect spikelet sterility in rice when the plant encounters low temperatures during the microspore development stage.

Crescimento, teores e acúmulo de nutrientes em plantas de milho fertirrigadas com água residuária do beneficiamento de frutos de café

A cultura do cafeeiro sempre ocupou lugar de destaque na economia do país, dada sua importância na área econômica e social, buscando cada vez mais, um mercado diferenciado, com novas tecnologias para a melhoria da qualidade da bebida. A atividade de lavagem e despolpa de frutos do cafeeiro, necessária para a redução do custo de secagem e a melhoria da qualidade de bebida, é geradora de grandes volumes de resíduos sólidos e líquidos, ricos em material orgânico e inorgânico. A água residuária da atividade de beneficiamento do café (ARC) é gerada anualmente em grande volume no Espírito Santo, e aliado aos nutrientes existentes nesse efluente indica a sua viabilidade de reaproveitamento na fertirrigação de culturas agrícolas. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito de diferentes doses de água residuária de café no crescimento, na absorção e interação entre nutrientes e no estado nutricional do milho. Para tanto, foi conduzido um experimento em casa de vegetação utilizando-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, onde foram aplicadas 7 doses de ARC, com 3 repetições, em unidades experimentais constituídas por vasos com 2 dm³ de solo. As doses foram equivalentes a 0,00, 15,17, 30,35, 45,52, 60,70, 75,87 e 91,05 litros de ARC por m² de solo. Realizou-se a semeadura de cinco sementes de milho híbrido BR 206 por vaso e cinco dias após a germinação das plantas foi feito o desbaste, mantendo-se três plantas por vaso. Aos trinta dias após a germinação determinou-se o diâmetro do caule (DC), área foliar (AF), matéria seca da parte aérea (MSPA), matéria seca do sistema radicular (MSR), relação parte aérea/raiz (MSPA/MSR), razão massa radicular (matéria seca raiz/matéria seca total) e razão área foliar (área foliar/matéria seca total). Na parte aérea das plantas foi determinado os teores dos macronutrientes (N, P, K, Ca, Mg e S). Os dados foram submetidos a análise de variância e as variáveis em função das doses de ARC submetidas a análise de regressão. Para as variáveis dependentes foi calculado o coeficiente de correlação linear de Pearson. A ARC serviu como fonte de nutrientes para as plantas de milho, aumentou o rendimento da maioria das variáveis de crescimento e os teores de N, K e S. Porém diminuiu o teor de Ca, Mg e P da parte aérea das plantas além de indicar que altas doses promovem desbalanceamento na relação entre nutrientes.

Qualidade fisiológica de sementes e diversidade genética de maracujazeiros cultivados em diferentes altitudes no Espírito Santo

O maracujazeiro pertence à família Passifloraceae e ao gênero Passiflora que é o mais importante economicamente. Altitudes entre 100 a 900 m são indicadas para o plantio do maracujazeiro e estudos sobre localizações geográficas distintas possibilitam expressões do genótipo, influenciadas pelas condições ambientais. O gradiente altitudinal influencia a distribuição da variação genética dentro e entre populações de plantas e a diversidade genética muda com a altitude. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade fisiológica de sementes e a diversidade genética de maracujazeiros cultivados em diferentes altitudes do Espírito Santo. Para avaliação da qualidade fisiológica das sementes, os frutos de Passiflora spp. maduros foram colhidos em pomares localizados em altitudes baixa (0-100 m), média (>100 até 600 m) e alta (>600 m) de diferentes municípios do Espírito Santo. Os tratamentos pré-germinativos nas sementes foram: T1- escarificação física, feita manualmente com lixa d´água nº 120; T2- tratamento com ácido giberélico (GA3) na concentração de 500 mg L-1 com embebição por 24 horas e T3- sementes sem escarificação realizados nas sementes em laboratório e em casa de vegetação. Foi avaliado o envelhecimento acelerado tradicional, envelhecimento acelerado com saturação salina e deterioração controlada em sementes de maracujá amarelo sem escarificação localizado em alta altitude e as condições que apresentaram menor deterioração das sementes para aplicação às demais espécies e altitudes com os respectivos tratamentos pré-germinativos que apresentaram maiores valores de germinação e vigor em laboratório e em casa de vegetação. Assim, para as sementes do maracujá amarelo utilizou-se o tratamento sem escarificação, para sementes de maracujá roxo, a escarificação física e para as sementes de maracujá doce, o tratamento com ácido giberélico. O teste de envelhecimento acelerado com saturação salina a 43 ºC por 72 horas e deterioração controlada a 25% de umidade expostas por 24 horas diferencia as espécies nas diferentes altitudes. Sementes de maracujá amarelo e sementes localizadas em alta altitude apresentam qualidade fisiológica superior. Para a avaliação da diversidade genética foram utilizadas folhas jovens de cinco plantas matrizes de Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Degener, P. edulis Sims e P. alata Curtis cultivadas em três altitudes (baixa, média e alta) do Espírito Santo. Para SSR foi encontrado baixo número de alelos, alta heterozigosidade esperada e altos valores de PIC e para a análise ISSR detectou um elevado número de bandas por primer e alto polimorfismo. Há maior similaridade genética entre P. edulis f. flavicarpa Deg. e P. edulis. Passiflora alata apresenta maior distância genética em relação às espécies. As populações de baixa altitude se diferenciam das demais independente da espécie e do marcador utilizado.

Prospecção de toxicidade de fungicidas por análises macroscópicas, microscópicas e moleculares em Allium cepa

Apesar dos benefícios econômicos dos agrotóxicos para a agricultura, os efeitos negativos à saúde humana e ao meio ambiente são questionados. Dentre os agroquímicos que são usados na agricultura, destacam-se os fungicidas, que são utilizados em grande quantidade nas lavouras para controle de doenças. Com intuito de verificar os danos ocasionados por esses compostos, diversos métodos de avaliação têm sido utilizados na análise de toxicidade e mutagenicidade dos agrotóxicos. As análises macroscópicas (germinação e crescimento radicular) e microscópicas (índice mitótico, aberrações cromossômicas e nucleares) são importantes na determinação da toxicidade de compostos lançados ao meio ambiente, porque permite averiguar danos na germinação, no desenvolvimento da plântula e no ciclo celular. No entanto, para melhor compreensão dos mecanismos moleculares da mutação e de seus efeitos sobre a população exposta à contaminação ambiental, os marcadores moleculares oferecem perspectivas, por medir o efeito direto da exposição sobre o DNA. O objetivo do trabalho foi avaliar o potencial tóxico dos fungicidas por análises macroscópicas, microscópicas e moleculares em Allium cepa. Os resultados indicam redução nos parâmetros de germinação, crescimento radicular e índice mitótico nas maiores concentrações para os princípios ativos difenoconazol, tebuconazol, procimidona e iprodiona, quando comparados ao controle negativo, mostrando que os princípios apresentaram efeito genotóxico, citotóxico, fitotóxico para as raízes de Allium cepa pela alta frequência de aberrações cromossômicas, nucleares e redução do índice mitótico. Os resultados moleculares indicaram mudança no perfil de amplificação dos primers SSR (Sequência Simples Repetitiva) e o ISSR (Inter Sequência Simples Repetitiva), após a exposição do Allium cepa aos princípios ativos, incluindo alterações na perda, ganho e mudança na intensidade de banda. A perda e o ganho de bandas aconteceram à medida que aumentou a concentração dos princípios ativos. O método de agrupamento e as distâncias e dissimilaridades mostraram relação de dose-dependência, pois conseguiu separar as maiores concentrações do controle negativo para os princípios ativos no ISSR e SSR, com exceção dos princípios procimidona e iprodiona no SSR. Esses dados indicam que possui relação entre as análises utilizadas, sendo indicadores confiáveis para detectar alterações por substâncias químicas. Os marcadores moleculares ISSR e SSR são ferramentas eficientes em avaliar alterações ocasionadas no DNA por fungicidas podendo ser utilizada em estudos de toxicidade.

Cultivo in vitro de Crambe abyssinica Hochst. : germinação, micropropagação, estabilidade genética e anatomia foliar

Crambe (Crambe abyssinica) pertence à família Brassicaceae, originário da Etiópia e principalmente destinado à produção de forragem (30 a 32% de proteína bruta). Atualmente, tem sido bastante cultivado visando à extração de óleo vegetal. Com os atuais incentivos à busca de fontes de energias renováveis, o cultivo de crambe vem ganhando papel de destaque na produção de biodiesel por suas diversas vantagens, como: (a) rápido ciclo de vida (colhida em torno de 90 dias); (b) alta produção de biomassa; (c) alta produtividade de sementes (1000 e 1500 kg ha-1); (d) menor custo de produção em relação a outras fontes oleaginosas, como, canola, girassol e soja; (e) um percentual de óleo total na semente entre 32 e 38%, superando, por exemplo, a soja; (f) potencial de fitorremediação, eficiente na descontaminação de arsênio, cromo e outros metais pesados; e (g) elevado percentual de ácido erúcico (50 a 60%) sendo útil na indústria de plástico e lubrificante. Devido aos poucos trabalhos realizados com crambe, abre-se um vasto campo de investigações científicas que tenham como objetivo desenvolver as potencialidades dessa cultura e, consequentemente, melhorar os aspectos agronômicos e tecnológicos para seu emprego na indústria de biodiesel. Nesse contexto, as técnicas de cultivo in vitro foram importantes tanto para a propagação massal, quanto como ferramenta para uma possível aplicação de outras técnicas biotecnológicas, contribuindo para uma produção homogênea, fiel e em larga escala. Portanto, este trabalho teve como objetivo geral avaliar as condições mais favoráveis à germinação, estabelecimento in vitro e micropropagação de Crambe abyssinica Hochst., além de verificar possíveis alterações genéticas e anatômicas, possibilitando a regeneração e produção de plântulas viáveis. Para a germinação e estabecimento in vitro de crambe, as condições mais favoráveis foram em meio B5 ou WPM, na presença ou ausência de pericarpo e na presença de luz. Na micropropagação dessa espécie, uma frequência satisfatória de regeneração de brotos foi obtida a partir de segmentos apicais utilizados como explante em meio contendo 5 μM de BAP (6- benzilaminopurina), e o alongamento foi satisfatório com 1 μM de GA3 (ácido giberélico). Os marcadores moleculares ISSR (Inter-Simples Sequence Repeats) utilizados para a análise da estabilidade genética indicaram que o segmento apical de crambe é um explante confiável para a micropropagação de plantas geneticamente verdadeiras (true-to-tipe), ou seja, mantém a estabilidade genética. As diversas fontes de citocininas e concentrações utilizadas neste trabalho não promoveram mudanças, no sentido de alterar a organização e/ou a espessura em relação ao controle, e as alterações observadas na estrutura e espessura das folhas dos tratamentos de aclimatização prejudicaram o processo de estabelecimento da plântula ex vitro. Contudo, existe a necessidade de um enraizamento e aclimatização eficiente para completa propagação in vitro de crambe. Portanto, este protocolo de regeneração de plantas in vitro de crambe pode ser útil no processo de criação e desenvolvimento de novas cultivares em um tempo mais curto e no melhoramento genético usando explantes apicais.

Influence of the N/K ratio on the production and quality of cucumber in hydroponic system

The objective of this work was to evaluate the quality of fruits and the nutritional status of cucumber CV. Aodai cultivated in nutrient solutions with different N:K ratios. The hydroponic cultivation was initially performed, during the vegetative growth, in nutrient solution with 1:2.0 mmol L-1 N:K, and, later, during fruit setting, in four different nutrient solutions with N:K (w/w) at the ratios 1:1.4, 1:1.7, 1:2.0 and 1:2.5. An additional treatment with a nutrient solution containing the ratio 1:2.2 (w/w) N:K during the vegetative growth and N:K 1:1.4 (w/w) during fruit setting, both with 10% ammonium (NH4+) was included. The treatments were arranged in a randomized design with six replicates. Irrigation was carried out with deionized water until seed germination, and then with nutrient solution until 30 days after germination, when plants were transplanted. Plants in the hydroponic growing beds were irrigated with the solutions for vegetative growth, and, after 21 days, the solutions were replaced by solutions for fruit setting. At 45 and 60 days after transplanting, the fresh weight, length, diameter, volume and firmness of the fruit were evaluated, and, at 45 days after transplanting, the macronutrient concentrations in the leaves were determined. The use of different N:K ratios during fruit setting influenced the cucumber production. The ratio of 1.0:1.7 N: K (w/w), with 10% of N in the form of ammonia, is recommended for the whole cycle.

Lignification of the plant and seed quality of RR soybeans sprayed with herbicide glyphosate

Differences in levels of lignin in the plant between conventional and transgenic cultivars RR has been reported by several authors, however, there are few studies evaluating the influence of spraying of glyphosate on the lignin in the plant and RR soybean seeds. The aim of this study was to evaluate the physiological quality of RR transgenic soybean seeds and the lignin contents of plants sprayed with the herbicide glyphosate. The assays were conducted both in greenhouse and field in the municipality of Lavras, MG, in the agricultural year 2007/08. The experiment was arranged in a splitplot design with four replicates, considering the treatments hand weeding and herbicide glyphosate as plots, and five RR soybean cultivars (BRS 245 RR, BRS 247 RR, Valiosa RR, Silvânia RR and Baliza RR) as splitplots. In the greenhouse, the cultivars tested were BRS 245 RR and Valiosa RR in a randomized block design with four replicates. The sprayings were carried out at stages V3, V7 and early R5 (3L/ha). The 1000 seed weight, mechanical injury, germination and germination velocity index, emergence velocity index, accelerated aging, electrical conductivity and water soaking seed test, lignin content in the seed coat, in the stem and legumes were determined. The spraying of glyphosate herbicide, in greenhouse and field, did not alter the physiological quality of seeds and the lignin contents in the plant.

Effect of acetic acid on rice seeds coated with rice husk ash

Flooded rice cultivation promotes anaerobic conditions, favoring the formation of short chain organic acids such as acetic acid, which may be toxic to the crop. The objective of this study was to evaluate the effect of acetic acid on rice seeds coated with rice husk ash. The experiment was arranged in a 2 x 5 x 5 factorial randomized design, with two cultivars (IRGA 424 and BRS Querência), five doses of coating material (0, 2, 3,4 e 5 g kg-1 seed) and five concentrations of acetic acid (0, 3, 6, 9 and 12 mM), with 4 replications, totaling 50 treatments. The variables first count of germination, germination, shoot and root length, dry weight of shoots and roots were recorded. The results showed that coating rice seeds with rice husk ash up to 5 g kg-1 seed does not influence the performance of rice seeds of cultivars IRGA 424 and BRS Querência when exposed to concentrations of 12 mM acetic acid. The presence of acetic acid in the substrates used for seed germination reduced the vigor and viability of seeds of cultivars IRGA 424 and BRS Querência, as well as seedling development, affecting mainly the roots of BRS Querência.

Chemical treatment of papaya seeds aiming at long-term storage and control of damping off

Damping off is a nursery disease of great economic importance in papaya and seed treatment may be an effective measure to control. The aim of this work was to evaluate the quality of papaya seeds treated with fungicides and stored under two environmental and packaging conditions. Additionally, the efficiency of fungicide treatments in the control of damping-off caused by Rhizoctonia solani was evaluated. Papaya seeds were treated with the fungicides Captan, Tolylfluanid and the mixture Tolylfluanid + Captan (all commercial wettable powder formulations). Seeds of the control group were not treated. The seeds were stored for nine months in two conditions: packed in aluminum coated paper and kept at 7 ± 1ºC and in permeable kraft paper and kept in non-controlled environment. At the beginning of the storage and every three months the seed quality (germination and vigor tests), emergence rate index, height, dry mass and damping of plants in pre and post-emergence (in contaminated substrate and mycelia-free substrate) were analyzed. Both storage conditions as well as the fungicide treatments preserved the germination and seed vigor. In the infested substrate, seedling emergence was favored by fungicides, but in post-emergence, fungicides alone did not control the damping off caused by R. solani. Symptoms of damping off were not observed in the clean substrate. The results showed that the fungicide treatments may be used to pretreat papaya seed for long-term storage and commercialization.

Herbicidal activity of volatiles from coriander, winter savory, cotton lavender, and thyme isolated by hydrodistillation and supercritical fluid extraction

The volatiles from Coriandrum sativum L., Satureja montana L., Santolina chamaecyparissus L., and Thymus vulgaris L. were isolated by hydrodistillation (essential oil) and supercritical fluid extraction (volatile oil). Their effect on seed germination and root and shoot growth of the surviving seedlings of four crops (Zea mays L., Triticum durum L., Pisum sativum L., and Lactuca sativa L.) and two weeds (Portulaca oleracea L. and Vicia sativa L.) was investigated and compared with those of two synthetic herbicides, Agrocide and Prowl. The volatile oils of thyme and cotton lavender seemed to be promising alternatives to the synthetic herbicides because they were the least injurious to the crop species. The essential oil of winter savory, on the other hand, affected both crop and weeds and can be appropriate for uncultivated fields.

Avaliação ecotoxicológica de lixiviados de lamas provenientes de estações de tratamento de águas. Capacidade de germinação de sementes de alface (lactuca sativa)

A água superficial para posterior consumo humano, tem de passar por diversas etapas de tratamento, de forma a dar cumprimento aos requisitos da legislação vigente, decreto-Lei n.º 306/2007 de 27 de Agosto. Como resultado do referido tratamento produzem-se resíduos, nomeadamente, as lamas de clarificação de água. De acordo com a estratégia da União Europeia, a deposição em aterro destas lamas apenas deverá ser efectuada em situações excepcionais ou temporárias. A procura de uma solução ambientalmente mais aceitável para o destino final a atribuir a estas lamas de clarificação de água deverá ser, um dos objectivos das empresas abastecedoras de água para consumo humano. Com o intuito de verificar a possibilidade de utilização das lamas produzidas nas Estações de Tratamento de Água (ETA) em solos agrícolas, realizaram-se testes ecotoxicológicos para avaliar a capacidade de germinação de sementes de alface (Lactuca sativa). Foram igualmente realizadas determinações de alguns metais nos lixiviados, por espectrofotometria de absorção atómica com atomização por chama e por Câmara de grafite. O cádmio e o chumbo por imposição da legislação aplicável aos géneros alimentícios, Regulamento (CE) 1881/2006 de 19 de Dezembro e o alumínio e o ferro por estarem presentes nos tratamentos de algumas das águas superficiais em estudo. As lamas estudadas eram provenientes de ETA com captação de água superficial em rios e albufeiras distintos do norte de Portugal, com utilização de tratamentos também diferentes. Os resultados obtidos com os lixiviados das lamas provenientes das ETA com captações dos rios Ferreira, Ferro e Vizela e Tâmega, evidenciaram inibição da germinação para algumas das diluições testadas. No entanto, não se observou qualquer efeito tóxico para as lamas das ETA com captações da albufeira do Alto Rabagão e dos rios Rabaçal, Douro e Paiva. Dos metais alumínio, cádmio, ferro e chumbo determinados nos lixiviados, apenas o alumínio estava acima do limite de detecção. No entanto, não foi possível estabelecer qualquer correlação entre o tratamento aplicado à água superficial nas várias ETA com a concentração do alumínio nem com os resultados dos ensaios ecotoxicológicos. Não obstante, parece haver relação entre a proximidade geográfica do local de captação de água e os resultados dos bioensaios.