Caracterização anatômica e química da folha e do sistema radicular de Hydrocotyle umbellata (Apiaceae)

A família Apiaceae (Umbelliferae), também denominada de pioneira das praias, é capaz de habitar locais de alto teor de salinidade, além de suportar a ação dos ventos e das ondas. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da anatomia foliar e radicular e analisar constituintes químicos das folhas e do sistema radicular, caracterizando grupos químicos biologicamente ativos presentes nesses órgãos que permitam aplicações farmacológicas. O material foi coletado na região de Proteção Ambiental Iguape, Cananéia, Peruíbe. As folhas são dorsiventrais, com epiderme unisseriada, bordo regular, parênquima paliçádico com duas a três camadas e parênquima lacunoso com oito e nove camadas de células. É anfiestomática, apresentando grandes câmaras subestomáticas com maior incidência de estômatos na epiderme abaxial. O feixe vascular é colateral apresentando células de esclerênquima em forma de meia lua ao redor do xilema e do floema. O pecíolo apresenta contorno irregular, está envolvido por colênquima em toda sua extensão e apresenta grande quantidade de canais secretores entre os feixes vasculares. O rizoma apresenta contorno irregular com variação de 10 a 15 camadas de células de parênquima constituindo o córtex. O cilindro central é constituído por feixes colaterais delimitados pela endoderme. O periciclo é sinuoso e envolve totalmente os feixes vasculares. Sob a epiderme há uma faixa contínua de colênquima. A medula é constituída de células de parênquima de parede fina. H. umbellata apresentou triterpenos, saponinas, flavonóides, compostos poliacetilênicos e leucoceramidas. Folhas e rizomas apresentaram constituintes químicos semelhantes, com diferenças apenas na intensidade dos picos, o que denota diferença quantitativa entre as substâncias presentes. O rendimento do extrato do rizoma é menor que o rendimento das folhas.

Essential oil of the Pothomorphe peltata (L.) Miq.

The essential oils of leaves of the Pothomorphe peltata (L.) Miq., collected in vegetative and reproductive periods, showed yields of 0.10-0.20%. Analysis of the oil by GC/MS revealed that the predominant components were those of the sesquiterpene class. The major constituents were beta-caryophyllene (39.5-68.0%), germacrene D (6.2-13.3%), (E)-nerolidol (4.8-11.1%) and alpha-humulene (2.1-6.5%).

Biosynthetic origins of the isoprene units of 4-nerolidylcatechol in Potomorphe umbellata

The biosynthetic origins of the isoprene units of 4-nerolidylcatechol (1), the major constituent of Potomorphe umbellata, have been studied through feeding experiments with [14C]- and [13C]-glucose, and with precursors of the mevalonic acid and triose/pyruvate pathways, namely, [2- 14C]-mevalonolactone and [U-14C]-glyceraldehyde-3- phosphate, respectively. The pattern of incorporation of label from [1- 13C]-glucose into 1 was determined by quantitative 13C NMR spectroscopy. The labelling pattern revealed that the additive was specifically incorporated, and that the isoprene units of the sesquiterpenoid moiety of 4-nerolidylcatechol were derived from both the mevalonic acid and the triose/pyruvate pathways. The results indicate that both plastidic and cytoplasmic pathways are able to provide isopentenyl diphosphate units for the biosynthesis of 1. ©2005 Sociedade Brasileira de Química.

Método para obtenção do extrato enzimático de potomorphe umbellata e uso do mesmo para obtenção de derivados de catecol

A presente invenção revela um método para obtenção de extrato enzimático de Potomorphe umbellata. Tal extrato é então usado para a produção in vitro de derivados de catecol, principalmente o 4-nerolidilcatecol, o qual é um derivado de catecol já largamente conhecido e empregado na indústria de cosméticos por possuir ação antioxidante e de proteção contra os raios UV. A produção de 4-nerolidilcatecol via extrato enzimático se faz em condições brandas, minimizando os efeitos de oxidação e decomposição do composto.

Biotransformation of 4-nerolidylcatechol by Heraclides brasiliensis (Lepidoptera: Papilionidae) reduces the toxicity of Piper umbellata (Piperaceae)

Heraclides brasiliensis (Lepidoptera: Papilionidae) larvae feed preferably on Piperaceae, foraging successfully on leaf tissues even though species of this contain high levels of secondary metabolites such as amides and lignans, associated with diverse biological activities including insecticidal properties. Studies examining the metabolism of chemical constituents in Piperaceae by insects are rare. In this study, we characterized the metabolites of 4-nerolidylcatechol (4-NC), the major constituent of Piper umbellata (Piperaceae), and E-2,3-dihydro-3-(3,4-dihydroxyphenyl)farnesoic acid, compounds from fecal material of H. brasiliensis larvae fed a diet containing only P. umbellata leaves. The biotransformed product was also detected in larval and pupal tissues. Moreover, we observed deactivation of the toxicity of P. umbellata leaves against brine shrimp after their metabolism in H. brasiliensis larvae from a LC50 of 523.3 to 3,460.7 mu g/mL. This deactivation is closely associated with the biotransformation of 4-NC to E-2,3-dihydro-3-(3,4-dihydroxyphenyl)farnesoic acid, which showed LC50 of 8.0 and >1,000 mu g/mL, respectively.

Baccharis umbellata (Asteraceae, Astereae): a new species endemic to the highest summits of Parana, Southern Brazil

Baccharis umbellata, a new species of Parana State, southern Brazil, is described. The new species, belonging to subgen. Baccharis sect. Agglomeratae, is easily recognized by the pedunculate heads arranged in an umbel-like capitulescence. Baccharis umbellata is a narrow endemic of the peaks of the southern range of Serra do Mar. It is morphologically most similar to the allopatric species B. platypoda, which mainly inhabits mountain summits in western and eastern South America. Illustrations, a distribution map, habitat information, and a conservation assessment are also provided for the new species.

An essay on the Arbutus uva ursi, and Pyrola umbellata & maculata of Linneus. [Inaugural dissertation.]

Mode of access: Internet.

Genomic consequences of mating system evolution in the Pacific coastal dune endemic, Abronia umbellata (Nyctaginaceae)

The advent of next-generation sequencing has significantly reduced the cost of obtaining large-scale genetic resources, opening the door for genomic studies of non-model but ecologically interesting species. The shift in mating system, from outcrossing to selfing, has occurred thousands of times in angiosperms and is accompanied by profound changes in the population genetics and ecology of a species. A large body of work has been devoted to understanding why the shift occurs and the impact of the shift on the genetics of the resulting selfing populations, however, the causes and consequences of the transition to selfing involve a complicated interaction of genetic and demographic factors which are difficult to untangle. Abronia umbellata is a Pacific coastal dune endemic which displays a striking shift in mating system across its geographic range, with large-flowered outcrossing populations south of San Francisco and small-flowered selfing populations to the north. Abronia umbellata is an attractive model system for the study of mating system transitions because the shift appears to be recent and therefore less obscured by post-shift processes, it has a near one-dimensional geographic range which simplifies analysis and interpretation, and demographic data has been collected for many of the populations. In this study, we generated transcriptome-level data for 12 plants including individuals from both subspecies, along with a resequencing study of 48 individuals from populations across the range. The genetic analysis revealed a recent transition to selfing involving a drastic reduction in genetic diversity in the selfing lineage, potentially indicative of a recent population bottleneck and a transition to selfing due to reproductive assurance. Interestingly, the genetic structure of the populations was not coincident with the current subspecies demarcation, and two large-flowered populations were classified with the selfing subspecies, suggesting a potential need for re-evaluation of the current subspecies classification. Our finding of low diversity in selfing populations may also have implications for the conservation value of the threatened selfing subspecies.

Diferenciação dos feixes vasculares e dos elementos traqueais no rizoma de algumas Cyperaceae

Foram analisados os rizomas de Bulbostylis paradoxa Ness, Cyperus giganteus Vahl, C. odoratus L., Fuirena umbellata Rottb. e Hypolytrum schraderianum Ness. O corpo primário é resultante da atividade dos meristemas apicais e do meristema de espessamento primário (MEP). Também ocorre crescimento em espessura, que é decorrente da atividade do meristema de espessamento secundário (MES). O procâmbio e o MEP originam feixes colaterais em H. schraderianum e feixes anfivasais nas demais espécies. Entretanto, todos os feixes que têm protofloema e protoxilema são de origem procambial. O MES produz floema e xilema constituindo um tecido vascular único. Elementos de vaso foram encontrados na maioria dos caules em estrutura primária e secundária, com exceção de H. schraderianum que, na estrutura secundária, contém apenas traqueídes, informação que respalda a ocorrência de crescimento secundário nas Cyperaceae. Os elementos de vaso apresentam grande variação morfológica; em estrutura primária, geralmente são mais alongados, com apêndices. Os elementos de vaso do crescimento secundário são relativamente mais curtos, apresentam apêndices e ramificações.

Morphoanatomy of the stem in Cyperaceae

Cyperaceae are usually perennial, with underground stems mainly rhizomatous, however, other stem types may also occur, such as corms and tubers. The underground stems of five Cyperaceae species were examined. Cyperus rotundus and Fuirena umbellata have plagiotropic rhizomes, while C. esculentus, C. odoratus, Hypolytrum schraderianum and Bulbostylis paradoxa have orthotropic rhizomes. Corms occur in C. rotundus and C. esculentus, and stolons in C. esculentus. The primary body originates from the activity of the apical meristem and later, from the primary thickening meristem (PTM). Secondary growth results from secondary thickening meristem (STM) activity, and occurs in rhizomes of H. schraderianum, B. paradoxa, C. odotarus and F. umbellata. The procambium and the PTM give rise to collateral bundles in H. schraderianum, and amphivasal bundles in the remaining species. The STM gives rise to the vascular system with the associated phloem and xylem. According to our results, the concept of stem type in Cyperaceae depends on external morphology, function, life phase, activity of the thickening meristems and the relative amount of parenchyma.

In vitro inhibition of Plasmodium falciparum by substances isolated from Amazonian antimalarial plants

In the present study, a quassinoid, neosergeolide, isolated from the roots and stems of Picrolemma sprucei (Simaroubaceae), the indole alkaloids ellipticine and aspidocarpine, isolated from the bark of Aspidosperma vargasii and A. desmanthum (Apocynaceae), respectively, and 4-nerolidylcatechol, isolated from the roots of Pothomorphe peltata (Piperaceae), all presented significant in vitro inhibition (more active than quinine and chloroquine) of the multi-drug resistant K1 strain of Plasmodium falciparum. Neosergeolide presented activity in the nanomolar range. This is the first report on the antimalarial activity of these known, natural compounds. This is also the first report on the isolation of aspidocarpine from A. desmanthum. These compounds are good candidates for pre-clinical tests as novel lead structures with the aim of finding new antimalarial prototypes and lend support to the traditional use of the plants from which these compounds are derived.

Mechanisms of Photoaging and Cutaneous Photocarcinogenesis, and Photoprotective Strategies with Phytochemicals.

Photoaging and photocarcinogenesis are primarily due to solar ultraviolet (UV) radiation, which alters DNA, cellular antioxidant balance, signal transduction pathways, immunology, and the extracellular matrix (ECM). The DNA alterations include UV radiation induced thymine-thymine dimers and loss of tumor suppressor gene p53. UV radiation reduces cellular antioxidant status by generating reactive oxygen species (ROS), and the resultant oxidative stress alters signal transduction pathways such as the mitogen-activated protein kinase (MAPK), the nuclear factor-kappa beta (NF-κB)/p65, the janus kinase (JAK), signal transduction and activation of transcription (STAT) and the nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (Nrf2). UV radiation induces pro-inflammatory genes and causes immunosuppression by depleting the number and activity of the epidermal Langerhans cells. Further, UV radiation remodels the ECM by increasing matrixmetalloproteinases (MMP) and reducing structural collagen and elastin. The photoprotective strategies to prevent/treat photoaging and photocarcinogenesis include oral or topical agents that act as sunscreens or counteract the effects of UV radiation on DNA, cellular antioxidant balance, signal transduction pathways, immunology and the ECM. Many of these agents are phytochemical derivatives and include polyphenols and non-polyphenols. The flavonoids are polyphenols and include catechins, isoflavones, proanthocyanidins, and anthocyanins, whereas the non-flavonoids comprise mono phenolic acids and stilbenes. The natural sources of polyphenols include tea, cocoa, grape/wine, soy, pomegranate, and Polypodium leucotomos. The non-phenolic phytochemicals include carotenoids, caffeine and sulphoraphance (SFN). In addition, there are other phytochemical derivatives or whole extracts such as baicalin, flavangenol, raspberry extract, and Photomorphe umbellata with photoprotective activity against UVB radiation, and thereby carcinogenesis.

Crescimento e teor de metais de mudas de espécies arbóreas cultivadas em solo contaminado com metais pesados

O objetivo do trabalho foi avaliar o teor de metais pesados e o crescimento de mudas de 20 espécies arbóreas tropicais em solo com elevado grau de contaminação com metais pesados. Em casa de vegetação, as mudas foram transplantadas para vasos contendo 3,3 kg de misturas com diferentes proporções (0, 20, 40 e 60% v/v) de solo contaminado. Verificou-se comportamento diferenciado das espécies quanto à inibição de crescimento e aos teores de metais na raiz e na parte aérea em decorrência da contaminação. Com base na produção de matéria seca da parte aérea, concluiu-se que apenas Myrsine umbellata, Cedrella fissilis, Tabebuia impetiginosa e Copaifera langsdorffii não foram afetadas pela contaminação, enquanto Hymenaea courbaril, Mimosa caesalpiniaefolia, Acacia mangium e Platypodium gonoacantha sofreram pequeno impacto. As demais espécies foram muito inibidas pela contaminação do solo, o que é causado pela absorção, na maioria dos casos, de Zn e Cd. Várias espécies apresentaram elevada capacidade de reter esses metais nas raízes, evitando sua translocação para a parte aérea.

Dinâmica da estrutura fitossociológica da regeneração natural em sub-bosque de Mimosa scabrella Bentham em área minerada, em Poços de Caldas, MG

Como estratégia de reabilitação de área minerada foram realizados, no ano agrícola 1982/1983, hidrossemeadura de gramíneas e leguminosa e o plantio puro de Mimosa scabrella Bentham em Poços de Caldas, MG. Em 1997 foi implantado um conjunto de 19 parcelas permanentes de 50 m² nessa área, para caracterização inicial do processo de regeneração natural. Em 2000, foi realizado o segundo inventário nas parcelas, para caracterização do processo de dinâmica da regeneração natural, que é o objeto deste trabalho. O processo de dinâmica da regeneração natural foi caracterizado mediante análises quantitativas e qualitativas da composição florística e da estrutura horizontal e vertical. O povoamento florestal do Retiro-Branco está sobre intensa atividade de estruturação, caracterizando o estágio inicial do processo de sucessão. O declínio do povoamento puro de Mimosa escabrella está modificando a ordem anteriormente estabelecida para o processo de sucessão da área, provocando a diversificação de condições de sítio e, assim, selecionando a ocupação deste em função dos grupos ecológicos, sendo as espécies pioneiras as mais favorecidas. As espécies secundárias são as de maior dominância nas maiores classes de altura e de diâmetro, sendo as principais responsáveis pela edificação do estrato superior, em especial a espécie Miconia sellowiana. As espécies que apresentaram melhor desempenho na colonização e estruturação da regeneração natural do Retiro-Branco, nos dois inventários, foram Miconia sellowiana, Psychotria sessilis, Leandra melastomoides, Clethra scabra, Myrsine umbellata, Miconia pepericarpa, Tibouchina candolleana, Cordia superba, Cestrum amictum, Alchornea triplinervia, Casearia sylvestris, Blepharocalyx salicifolius, Myrcia rostrata e Schinus terebinthifolius, sendo indicadas como espécies para uso nos programas de reabilitação de áreas mineradas em condições semelhantes sobre a estratégia sucessional.

Florística e estrutura do componete arbustivo-arbóreo de mata de restinga arenosa no Parque Estadual de Itapeva, Rio Grande do Sul

Para ampliar o conhecimento sobre as matas de Restinga arenosa no Rio Grande do Sul, foi realizado estudo florístico e fitossociológico do componente arbustivo-arbóreo de um capão de Restinga do Parque Estadual de Itapeva (PEVA). Neste estudo foi usado o método de parcelas, incluindo todos os indivíduos com DAS (diâmetro a altura do solo) mínimo de 2,5 cm e totalizando uma área de 0,5 ha. A composição florística resultou em riqueza total de 81 espécies. A densidade total arbustivo-arbórea no capão foi de 4.240 ind/ha. A família com maior riqueza específica foi Myrtaceae e, entre as espécies com maior valor de importância, estão Myrsine umbellata Mart. e Sorocea bonplandii (Baill.) W. C. Burger. Na regeneração natural as 10 primeiras espécies acumularam 54% da regeneração natural total, com índices que variaram de 13,5% a 0,2%. A elevada riqueza observada evidenciou a contribuição da "Porta de Torres" como importante corredor migratório das espécies atlânticas na vegetação do Rio Grande do Sul, agregando novas informações sobre a florística e estrutura comunitária da Restinga do Rio Grande do Sul. Os resultados apresentados contribuirão para posteriores estudos de dinâmica no PEVA e para programas de manejo, preservação e recuperação ambiental.