Ethyl glucuronide in plant extracts :O16

Introduction: The specificity of ethyl glucuronide (EtG) in hair as marker of alcohol consumption exceeds by far those of fatty acid ethyl esters. False positive cases are therefore very rare but not excluded as recent publications have shown. Especially, the use of plant extracts containing high percentages of ethanol can lead to EtG hair concentrations typically found in cases of chronic alcohol consumption. As proposed by Baumgartner et al., a nucleohilic substitution could most likely explain this phenomenon. Fresh and dried plants as well as commercial hair lotions based on plants extracts have been analysed for EtG presence or EtG formation. Methods: Urtica dioica, Plantago lanceolata, Cortex Quercus, Sempervivum, Armoracia rusticana, Juniperus communis, Brassica alba, Thymian vulgaris, Salvia officinalis, Majorana hortensis, Aloe vera, birch gingko and green tea leafs, ginger, lemon grass were extracted in water, water/ethanol (50/50) and ethanol (100%). The extracts as well as diluted hair lotions were measured by immunological test (Microgenics DRI® EtG assay) and by LC-MS/MS on Shimadzu Nexera UHPLC coupled with an AB Sciex 4500 QTrap. Results: EtG could not be detected in water extracts of all tested plants. However, DRI® EtG assay indicated the presence of EtG in 66% of the tested ethanolic plant extracts. That could only be confirmed by mass spectrometry in the cases of fresh thyme as well as in dried birch, oak and plantain extracts where EtG concentrations between of 0.25 and 2,09 mg/l were measured. In one hair lotion, the EtG concentration was 0,76 mg/l. Conclusion: Ethanolic plant extracts represents a non-negligible risk for false positive EtG hair tests, especially when applied as lotion without following washing out. The use of hair care products must therefore be evaluated at every hair sampling. In case of doubt, the product should be analysed by mass spectrometric methods since the presence of EtG can't be proven by use of the DRI® EtG assay, only. Our results support Baumgartner's assumption of a nucleophilic substitution in presence of ethanol because EtG was only measured in the ethanolic extracts.

Impact of unusual fatty acid synthesis on futile cycling through beta-oxidation and on gene expression in transgenic plants.

Arabidopsis expressing the castor bean (Ricinus communis) oleate 12-hydroxylase or the Crepis palaestina linoleate 12-epoxygenase in developing seeds typically accumulate low levels of ricinoleic acid and vernolic acid, respectively. We have examined the presence of a futile cycle of fatty acid degradation in developing seeds using the synthesis of polyhydroxyalkanoate (PHA) from the intermediates of the peroxisomal beta-oxidation cycle. Both the quantity and monomer composition of the PHA synthesized in transgenic plants expressing the 12-epoxygenase and 12-hydroxylase in developing seeds revealed the presence of a futile cycle of degradation of the corresponding unusual fatty acids, indicating a limitation in their stable integration into lipids. The expression profile of nearly 200 genes involved in fatty acid biosynthesis and degradation has been analyzed through microarray. No significant changes in gene expression have been detected as a consequence of the activity of the 12-epoxygenase or the 12-hydroxylase in developing siliques. Similar results have also been obtained for transgenic plants expressing the Cuphea lanceolata caproyl-acyl carrier protein thioesterase and accumulating high amounts of caproic acid. Only in developing siliques of the tag1 mutant, deficient in the accumulation of triacylglycerols and shown to have a substantial futile cycling of fatty acids toward beta-oxidation, have some changes in gene expression been detected, notably the induction of the isocitrate lyase gene. These results indicate that analysis of peroxisomal PHA is a better indicator of the flux of fatty acid through beta-oxidation than the expression profile of genes involved in lipid metabolism.

Estrutura do componente arbustivo-arbóreo de dois estádios sucessionais de floresta estacional semidecidual na Reserva Florestal Mata do Paraíso, Viçosa, MG, Brasil

Realizou-se o estudo das variações estruturais do componente arbustivo- arbóreo em dois estádios sucessionais - inicial e madura - de Floresta Estacional Semidecidual, na Reserva Florestal Mata do Paraíso, em Viçosa, MG, Brasil. A Reserva Florestal está situada nas coordenadas 20º45'S e 42º55'W e a uma altitude média de 689 m. O clima da região é classificado como Cwb pelo sistema de Köppen. As espécies arbustivo-arbóreas foram amostradas dentro de 20 parcelas de 10 x 30 m, sendo 10 parcelas em cada estádio sucessional, sendo considerados apenas os indivíduos com diâmetro a 1,30 m do solo (DAP) > 4,8 cm. Na floresta inicial foram amostrados 399 indivíduos, distribuídos em 27 famílias e 55 espécies. As espécies com maior valor de importância (VI) foram Piptadenia gonoacantha, Vernonanthura diffusa, Miconia cinnamomifolia, Piptocarpha macropoda e Luehea grandiflora. O índice de diversidade de Shannon (H') foi de 3,31 nat.ind.-1 e a equabilidade de Pielou (J'), igual a 0,83. No estádio floresta madura foram amostrados 623 indivíduos, distribuídos em 31 famílias e 78 espécies. As espécies com maior valor de importância (VI) foram Euterpe edulis, Piptadenia gonoacantha, Nectandra lanceolata, Myrcia sphaerocarpa e Guapira opposita. O índice de diversidade de Shannon (H') foi de 3,46 nat.ind.-1 e a equabilidade de Pielou (J'), igual a 0,79. As distribuições diamétricas das quatro espécies mais abundantes em cada estádio sucessional apresentaram padrões distintos, aparentemente relacionados ao estádio sucessional.

Contribuição ao manejo sustentável do complexo ferruginoso nectandra na floresta nacional de Ibirama, SC

Diante do mercado aberto para a produção de madeiras tropicais, o complexo ferruginoso Nectandra (CFN), formado pelo grupo de espécies Nectandra lanceolata, N. oppositifolia e N. rigida (canelas-ferrugem), possui aspectos promissores, pois apresenta madeira de alto valor mercadológico e com potencial silvicultural. Esse grupo de espécies é de difícil distinção em campo, justificando-se o manejo do complexo em conjunto. Essas são as primeiras espécies madeireiras a se tornarem abundantes em florestas secundárias na Região Sul do país, favorecidas pela abertura de pequenas clareiras. Realizaram-se estudos demográficos desse grupo, na FLONA de Ibirama, SC, objetivando alicerçar o manejo sustentável de madeira para serraria. Numa Floresta Ombrófila Densa de 38 ha, foram inventariados todos os indivíduos do CFN presentes em 14 parcelas aleatórias de 40 x 40 m. Caracterizou-se a distribuição espacial das árvores, bem como a produção de madeira. A população apresentou distribuição espacial aleatória, sendo 58% de toras de boa qualidade. Ocorreram 43 indivíduos/ha na regeneração, o que caracteriza a formação de banco de plântulas. Foi possível explorar 11 árvores/ha (com DAP > 16 cm), o que representaria 3,5 m³ de madeira/ha. Um ciclo de corte de 20 anos renderia quase 7 m³ de madeira de alta qualidade ao ano. Dez por cento das árvores adultas apresentaram três rebrotas/indivíduo, estabelecendo o potencial de segunda rotação. As árvores classificadas como toras de "baixa qualidade" (32% do total) e com DAP > 40 cm podem ser deixadas como porta-sementes. Recomendam-se estudos mais detalhados de demografias espacial e temporal, autoecologia e análise econômica para alicerçar o manejo sustentável.

CRESCIMENTO E SOBREVIVÊNCIA DE ESPÉCIES ARBÓREAS EM DIFERENTES MODELOS DE PLANTIO NA RECUPERAÇÃO DE ÁREA DEGRADADA POR DISPOSIÇÃO DE RESÍDUOS SÓLIDOS URBANOS1

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o desenvolvimento silvicultural e a sobrevivência das espécies em diferentes modelos de plantio de mudas para recuperação da área do lixão de Inconfidentes – Sul de Minas Gerais/Brasil, a qual se encontra com deficiência de vegetação, o que proporciona impactos visual e ambiental, com o intuito de indicar diferentes espécies vegetais que possam ser ideais para serem utilizadas na requalificação dos lixões. O experimento foi instalado no delineamento estatístico inteiramente casualizado com quatro modelos de plantio envolvendo mudas de 11 espécies arbóreas nativas e da gramínea Chrysopogon zizanioides (M1- Leguminosas; M2- Leguminosas + Chrysopogon zizanioides; M3- nativas e M4- Eremanthus erytropappus e Nectandra lanceolata) e três repetições. As parcelas de 3 x 5 m de cada tratamento foram compostas por 15 mudas arbóreas, sendo acrescidas em cada modelo de plantio M2 oito mudas da gramínea Vetiver (C. Zizanioides). Foram avaliados ao longo de 20 meses a altura das plantas, o diâmetro do caule ao nível do solo, a área de copa e a sobrevivência, em intervalos de 30 dias. Os dados do crescimento silvicultural e sobrevivência entre os tratamentos e entre as espécies foram submetidos à análise de variância e as médias, comparadas pelo teste de Scott Knott a 5% de probabilidade. A partir da análise dos resultados da recuperação da área do desativado Lixão de Inconfidentes – Sul de Minas Gerais/Brasil, conclui-se que o modelo de plantio M2 e as espécies Bauhinia forficata, Eritrina falcata, Senna multijuga, Schizolobium parahyba e Schinus terebinthifoliussão as mais indicadas para recuperação da área.

Levantamento da infestação de plantas aquáticas em Porto Primavera antes do enchimento final do reservatório

O objetivo deste trabalho foi identificar as plantas aquáticas e os níveis de infestação de cada espécie em Porto Primavera antes do enchimento final do reservatório. Foram avaliados todos os focos de vegetação aquática no reservatório (72 pontos), sendo os pontos demarcados com um aparelho de GPS. As espécies foram identificadas e estimouse visualmente (tamanho da área) a distribuição proporcional das plantas no foco de infestação. Após a identificação, foram encontradas 18 espécies de plantas aquáticas vegetando no reservatório, das quais foram determinadas a frequência de espécie de planta aquática e a distribuição dentro do sistema de geração de energia. As espécies encontradas no reservatório foram: Eichhornia crassipes, Eichhornia azurea, Pistia stratiotes, Paspalum repens, Cyperus brevifolius, Paspalum conspersum, Echinochloa polystachya, Egeria densa, Egeria najas, Polygonum hidropiperoides, Polygonum lapathifolium, Alternanthera philoxeroides, Eleocharis sellowiana, Nymphaea ampla, Pontederia cordata, Salvinia auriculata, Salvinia rotundifolia e Typha angustifolia. As maiores frequências relativas foram observadas em: E. azurea (36,11%), E. crassipes (16,67%), P. stratiotes (13,89%), S. auriculata (13,89%), C. brevifolius (11,11%) e P. lapathifolium (6,94%).

Estrutura de uma comunidade arbustiva da restinga de Barra de Maricá - RJ

Uma comunidade arbustiva fechada, localizada no cordão arenoso interno da restinga de Barra de Maricá (22°53'S e 42°50'W) foi descrita utilizando-se o método de intercepção por linha. Foram amostrados, em 350 m de linha, 398 indivíduos lenhosos com altura superior a 50 cm, distribuídos em 42 espécies. As famílias mais importantes floristicamente foram Myrtaceae (nove espécies) e Leguminosae (cinco espécies). Quanto à estrutura da vegetação, Myrtaceae apresentou o maior número de indivíduos e o maior valor de importância. As espécies que obtiveram os maiores valores de importância foram: Clusia lanceolata Cambess. (Guttiferae), Maytenus obtusifolia Mart. (Celastraceae), Myrrhinium atropurpureum Schott (Myrtaceae) e o gênero Guapira (Nyctaginaceae), representado por três espécies. O percentual de espécies raras (38%) é superior e a diversidade específica (H' = 2,84 nats/ind.) semelhante aos valores observados em outras comunidades de restinga da região Sudeste. A comunidade analisada foi identificada como arbustiva fechada de Myrtaceae.

Estudo polínico em plantas de restinga do Estado do Rio de Janeiro: Clusiaceae Lindl.

Este trabalho trata da palinologia de oito espécies de Clusiaceae: Calophyllum brasiliense Cambess., Clusia criuva Cambess., C. hilariana Schltdl., C. lanceolata Cambess., C. parviflora (Sald.) Engl., Garcinia brasiliensis Mart., Kielmeyera membranacea Casar. e Symphonia globulifera L.f. Os grãos de pólen foram acetolisados, medidos, descritos e ilustrados sob microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Foram estudadas as principais características dos grãos de pólen como forma, tamanho, constituição da exina e aberturas. Constatou-se que os grãos de pólen foram pequenos, médios ou grandes, suboblatos, oblato-esferoidais, prolato-esferoidais ou subprolatos, isopolares, porados (3-6) ou 3-colporados, área polar muito pequena, pequena ou grande, exina rugulada ou reticulada. Os autores concluem que os gêneros e as espécies podem ser separados, palinologicamente, tratando-se portanto, de um grupo euripolínico.

Fenologia da floração, morfologia floral e sistema de incompatibilidade em espécies distílicas de Rubiaceae em fragmento florestal do Sudeste brasileiro

O estudo foi conduzido na Estação de Pesquisa, Treinamento e Educação Ambiental Mata do Paraíso, localizada em Viçosa, Estado de Minas Gerais. Trata-se de fragmento florestal, inserido nos domínios de Floresta Atlântica. Objetivou-se analisar a fenologia da floração, a morfologia e biologia floral e o sistema de incompatibilidade de espécies distílicas de Rubiaceae: Palicourea longepedunculata Gardner, P. marcgravii A. St.-Hil., Psychotria conjugens Müll. Arg., P. hastisepala Müll. Arg., P. hygrophiloides Benth., P. nuda (Cham. & Schltdl.) Wawra, P. sessilis Vell. and Rudgea lanceolata Nutt. Além disso, foi verificado se a razão entre os indivíduos dos dois morfos florais dessas espécies encontra-se em equilíbrio. As florações de Psychotria conjugens, P. hastisepala, P. hygrophiloides e P. sessilis foram seqüenciais e ocorreram durante a estação chuvosa (setembro a março). Foram registradas diferenças significativas entre alturas de estames e de estilete, entre flores brevistilas e longistilas, exceto em P. hygrophiloides; nessa espécie foram observadas apenas flores brevistilas. Além disso, constatou-se dimorfismo no comprimento dos lobos estigmáticos, da corola, dos lobos da corola e das anteras. As flores abriram-se pela manhã e duraram cerca de 24 horas, exceto as de P. nuda (48 horas). As espécies apresentaram razão equilibrada entre os morfos florais, exceto P. marcgravii, P. conjugens e P. hygrophiloides. Houve auto-incompatibilidade heteromórfica e a inibição do crescimento dos tubos polínicos incompatíveis ocorreu no estigma em todas as espécies analisadas, exceto nas formas longistilas de P. longepedunculata e P. hastisepala, nas quais a inibição dos tubos ocorreu no estilete.

Ouratea lancifolia R. G. Chacon & K. Yamam. (Ochnaceae), uma nova espécie do Cerrado, Brasil

A nova espécie Ouratea lancifolia R. G. Chacon & K. Yamam. é descrita. Ela compreende arbustos pequenos de savana gramíneo-lenhosa e se caracteriza pelas lâminas foliares lanceoladas de base cordada e margens serreadas. São apresentados descrição, ilustração e comentários ecológicos. São analisadas as diferenças em relação às duas espécies mais próximas, O. lanceolata (Pohl) Engl. e O. floribunda (A. St.-Hil.) Engl., também ocorrentes no bioma Cerrado.

Classificação de sementes de espécies florestais dos gêneros Nectandra e Ocotea (Lauraceae) quanto ao comportamento no armazenamento

O conhecimento do comportamento das sementes no armazenamento permite a utilização de condições adequadas para a manutenção de sua viabilidade, o planejamento de programas de produção de mudas e a conservação ex situ. O objetivo deste estudo foi o de classificar sementes de cinco espécies de Lauraceae de ocorrência no sul de Minas Gerais, Brasil, quanto ao comportamento no armazenamento. Sementes de Nectandra grandiflora, Nectandra lanceolata, Nectandra oppositifolia, Ocotea corymbosa e Ocotea pulchella foram submetidas à avaliação da germinação e do grau de umidade antes e após a secagem artificial. As sementes apresentam comportamento recalcitrante, devido à sensibilidade à secagem.

Utilização do teste de raios X na avaliação da qualidade de sementes de espécies florestais de Lauraceae

O teste de raios X é uma técnica importante para a avaliação da qualidade de sementes, principalmente por ser um método não destrutivo. O objetivo deste trabalho foi verificar a ocorrência de alterações morfológicas internas por meio de raios X e os efeitos dessas alterações na qualidade de sementes de seis espécies de Lauraceae encontradas no sul de Minas Gerais. As sementes foram expostas a diferentes tempos e intensidades de radiação com a utilização do aparelho de raios X. A potência de 25kV durante dois minutos possibilita a visualização nítida de alterações morfológicas internas em sementes de Ocotea pulchella e Persea pyrifolia. Já para sementes de Nectandra grandiflora, Nectandra lanceolata e Nectandra nitidula, a intensidade de 30kV durante dois minutos proporciona resultados superiores. Danos internos, independentemente da causa, afetam a viabilidade das sementes, com exceção daqueles danos de menores dimensões, distantes do eixo embrionário.

Detecting local adaptation in widespread grassland species - the importance of scale and local plant community

1 Adaptation of plant populations to local environments has been shown in many species but local adaptation is not always apparent and spatial scales of differentiation are not well known. In a reciprocal transplant experiment we tested whether: (i) three widespread grassland species are locally adapted at a European scale; (ii) detection of local adaptation depends on competition with the local plant community; and (iii) local differentiation between neighbouring populations from contrasting habitats can be stronger than differentiation at a European scale. 2 Seeds of Holcus lanatus, Lotus corniculatus and Plantago lanceolata from a Swiss, Czech and UK population were sown in a reciprocal transplant experiment at fields that exhibit environmental conditions similar to the source sites. Seedling emergence, survival, growth and reproduction were recorded for two consecutive years. 3 The effect of competition was tested by comparing individuals in weeded monocultures with plants sown together with species from the local grassland community. To compare large-scale vs. small-scale differentiation, a neighbouring population from a contrasting habitat (wet-dry contrast) was compared with the 'home' and 'foreign' populations. 4 In P. lanceolata and H. lanatus, a significant home-site advantage was detected in fitness-related traits, thus indicating local adaptation. In L. corniculatus, an overall superiority of one provenance was found. 5 The detection of local adaptation depended on competition with the local plant community. In the absence of competition the home-site advantage was underestimated in P. lanceolata and overestimated in H. lanatus. 6 A significant population differentiation between contrasting local habitats was found. In some traits, this small-scale was greater than large-scale differentiation between countries. 7 Our results indicate that local adaptation in real plant communities cannot necessarily be predicted from plants grown in weeded monocultures and that tests on the relationship between fitness and geographical distance have to account for habitat-dependent small-scale differentiation. Considering the strong small-scale differentiation, a local provenance from a different habitat may not be the best choice in ecological restoration if distant populations from a more similar habitat are available.

Potential contribution of natural enemies to patterns of local adaptation in plants

Genetic differentiation among plant populations and adaptation to local environmental conditions are well documented. However, few studies have examined the potential contribution of plant antagonists, such as insect herbivores and pathogens, to the pattern of local adaptation. Here, a reciprocal transplant experiment was set up at three sites across Europe using two common plant species, Holcus lanatus and Plantago lanceolata. The amount of damage by the main above-ground plant antagonists was measured: a rust fungus infecting Holcus and a specialist beetle feeding on Plantago, both in low-density monoculture plots and in competition with interspecific neighbours. Strong genetic differentiation among provenances in the amount of damage by antagonists in both species was found. Local provenances of Holcus had significantly higher amounts of rust infection than foreign provenances, whereas local provenances of Plantago were significantly less damaged by the specialist beetle than the foreign provenances. The presence of surrounding vegetation affected the amount of damage but had little influence on the ranking of plant provenances. The opposite pattern of population differentiation in resistance to local antagonists in the two species suggests that it will be difficult to predict the consequences of plant translocations for interactions with organisms of higher trophic levels.

The inclusion of forage mixtures in the diet of growing dairy heifers: impacts on digestion, energy utilisation, and methane emissions

Intensive farming focusing on monoculture grass species to maximise forage production has led to a reduction in the extent and diversity of species-rich grasslands. However, plant communities with higher species number (richness) are a potential strategy for more sustainable production and mitigation of greenhouse gas (GHG) emissions. Research has indicated the need to understand opportunities that forage mixtures can offer sustainable ruminant production systems. The objective of the two experiments reported here were to evaluate multiple species forage mixtures in comparison to ryegrass-dominant pasture, when conserved or grazed, on digestion, energy utilisation, N excretion, and methane emissions by growing 10–15 month old heifers. Experiment 1 was a 4 × 4 Latin square design with five week periods. Four forage treatments of: (1) ryegrass (control); permanent pasture with perennial ryegrass (Lolium perenne); (2) clover; a ryegrass:red clover (Trifolium pratense) mixture; (3) trefoil; a ryegrass:birdsfoot trefoil (Lotus corniculatus) mixture; and (4) flowers; a ryegrass:wild flower mixture of predominately sorrel (Rumex acetosa), ox-eye daisy (Leucanthemum vulgare), yarrow (Achillea millefolium), knapweed (Centaurea nigra) and ribwort plantain (Plantago lanceolata), were fed as haylages to four dairy heifers. Measurements included digestibility, N excretion, and energy utilisation (including methane emissions measured in respiration chambers). Experiment 2 used 12 different dairy heifers grazing three of the same forage treatments used to make haylage in experiment 1 (ryegrass, clover and flowers) and methane emissions were estimated using the sulphur hexafluoride (SF6) tracer technique. Distribution of ryegrass to other species (dry matter (DM) basis) was approximately 70:30 (clover), 80:20 (trefoil), and 40:60 (flowers) for experiment 1. During the first and second grazing rotations (respectively) in experiment 2, perennial ryegrass accounted for 95 and 98% of DM in ryegrass, and 84 and 52% of DM in clover, with red clover accounting for almost all of the remainder. In the flowers mixture, perennial ryegrass was 52% of the DM in the first grazing rotation and only 30% in the second, with a variety of other flower species occupying the remainder. Across both experiments, compared to the forage mixtures (clover, trefoil and flowers), ryegrass had a higher crude protein (CP) content (P < 0.001, 187 vs. 115 g kg −1 DM) and DM intake (P < 0.05, 9.0 vs. 8.1 kg day −1). Heifers in experiment 1 fed ryegrass, compared to the forage mixtures, had greater total tract digestibility (g kg −1) of DM (DMD; P < 0.008, 713 vs. 641) and CP (CPD, P < 0.001, 699 vs. 475), and used more intake energy (%) for body tissue deposition (P < 0.05, 2.6 vs. −4.9). For both experiments, heifers fed flowers differed the most compared to the ryegrass control for a number of measurements. Compared to ryegrass, flowers had 40% lower CP content (P < 0.001, 113 vs. 187 g kg −1), 18% lower DMD (P < 0.01, 585 vs. 713 g kg −1), 42% lower CPD (P < 0.001, 407 vs. 699 g kg −1), and 10% lower methane yield (P < 0.05, 22.6 vs. 25.1 g kg −1 DM intake). This study has shown inclusion of flowers in forage mixtures resulted in a lower CP concentration, digestibility and intake. These differences were due in part to sward management and maturity at harvest. Further research is needed to determine how best to exploit the potential environmental benefits of forage mixtures in sustainable ruminant production systems.