Análises morfológicas e moleculares dos gêneros Galium L.e Relbunium (Endl.)Hook.f. (RUbieae-Rubiaceae)no estado do Rio Grande do Sul-Brasil

Desde o início da história taxonômica de Relbunium, muitos foram os trabalhos que enfatizaram sua autonomia e posição taxonômica. Atualmente, alguns estudos sugerem que as espécies pertencentes a Relbunium devam ser incluídas em uma seção do gênero Galium. Porém, recentes estudos moleculares na tribo Rubieae, destacam Galium como um grupo parafilético, e Relbunium como um gênero independente e monofilético. O problema taxonômico referente a Galium e Relbunium é de difícil solução, devido à ausência de estudos que integrem caracteres morfológicos, ecológicos e moleculares. No presente trabalho objetivou-se adicionar informações para o conhecimento básico das espécies de Relbunium e Galium para o sul do Brasil, a partir de caracteres morfológicos e moleculares, buscando responder a seguinte questão: “Relbunium pode ser considerado um gênero ou apenas uma seção dentro de Galium?”. Para atingir os objetivos, foi analisada a morfologia das espécies, com ênfase nas folhas, flores e frutos para duas espécies de Galium e treze de Relbunium: G. latoramosum, G. uruguayense, R. equisetoides, R. gracillimum, R. hirtum, R. humile, R. humilioides, R. hypocarpium, R. longipedunculatum, R. mazocarpum, R. megapotamicum, R. nigro-ramosum, R. ostenianum, R. richardianum e R. valantioides. Chaves de identificação foram geradas a partir dos resultados das análises morfológicas. As folhas foram analisadas quanto à forma, ápice, padrão de venação, tricomas, estômatos, distribuição de idioblastos secretores e vascularização do hidatódio. Esses caracteres não evidenciaram a separação entre os gêneros, auxiliando apenas na individualização das espécies. A morfologia das flores e frutos auxiliou na diferenciação dos gêneros e espécies estudadas. As flores são comumente bispóricas, a exceção de G. latoramosum. Brácteas involucrais, ausentes em Galium, estão presentes nas espécies de Relbunium, de duas a quatro; nesse gênero há presença de antopódio, ausente em Galium. A corola possui tricomas glandulares unicelulares na face adaxial, e na face abaxial os tricomas, quando presentes, são simples e idioblastos secretores estão presentes apenas em R. gracillimum. O androceu tem quatro estames alternipétalos e exsertos, com anteras dorsifixas e tetrasporangiadas, de deiscência longitudinal. O ovário é ínfero, bicarpelar, bilocular, com um rudimento seminal anátropo e unitegumentado por lóculo. O desenvolvimento dos frutos, a estrutura do pericarpo e da testa foram descritos. Os frutos são do tipo baga, em R. gracillimum e R. hypocarpium, ou esquizocarpo, nas demais espécies. A consistência do pericarpo pode variar de carnosa, nos frutos do tipo baga, a levemente seca, nos frutos esquizocarpos. Entre as espécies, observou-se uma variação com relação ao exocarpo, que pode ser liso, piloso ou com idioblastos secretores. A testa é constituída por apenas uma camada de células, que em R. hypocarpium mostra-se descontínua. Além das descrições morfológicas, foram realizados estudos moleculares das espécies, através do seqüenciamento de fragmentos do DNA nuclear (ITS) e plastidial (trnL-F). A partir dos resultados obtidos formam elaborados cladogramas com base nos dados morfológicos e moleculares. O cladograma construído a partir dos dados morfológicos (vegetativos e reprodutivos) evidenciou a distinção dos dois gêneros, ou seja, sustenta Relbunium como táxon independente. Nesse cladograma observa-se que a VI presença ou ausência de brácteas foi determinante, e proporcionou a separação dos gêneros. A uniformidade dos caracteres morfológicos vegetativos entre as espécies auxiliou apenas na distinção das espécies de Relbunium. Com relação aos dados moleculares, os fragmentos de DNA utilizados mostraram-se pouco informativos. A análise do fragmento ITS, em especial, contribuiu para confirmação da relação entre algumas espécies (R. hirtum e R. ostenianum, e R. humile e R. mazocarpum). A análise combinada dos dados morfológicos e moleculares não caracterizou Relbunium como um clado monofilético, sendo sua manutenção não sustentada, isso, principalmente, devido à falta de diferenças moleculares entre as espécies. Conclui-se que para o grupo em questão as análises morfológicas, das folhas, flores e frutos, foram suficientes para destacar Relbunium como um gênero autônomo e monofilético na tribo Rubieae.

The Effects of Nectar-Robbing on Fruit Production in Sparattosperma leucanthum (Bignoniaceae)

Many animals behave as robbers or thieves of floral resources, causing damage to floral tissues or consuming resources used to attract pollinators, or producing effects similar to emasculation by reducing the pollen load in the anthers (which generally results in losses in terms of sexual reproduction). The present work examined the direct and indirect impacts caused by nectar-robbing on the reproductive success of Sparattosperma leucanthum. Different manipulations of the flowers were tested to determine if fruit production was influenced by the perforations made in the floral tissues (direct damage), and if there were changes in visitation frequencies or in the behaviors of effective pollinators (indirect damage). Perforations made by nectar robbers did not lower the reproductive success of the plant species studied. The bee Trigona spinipes was the most frequent visitor and caused the largest perforations in the calyx and corolla of S. leucanthum. Additionally, we noted the occurrence of pollen theft by this same bee in flowers that had been protected against nectar-robbing. These results suggest that if S. leucanthum had developed a mechanism of resistance to robbery by T spinipes it would probably have experienced even lower pollination levels as a result of reductions in the quantities of pollen available for transfer by effective pollinators. We were not able to evaluate if nectar depletion through robbery modified the behavior of the effective pollinators (bumblebees of the genus Bombus).

Anther development, microsporogenesis and microgametogenesis in Heliconia (Heliconiaceae, Zingiberales)

Anther development, micro sporogenesis and microgametogenesis in several species of Heliconia were investigated as part of a complementary embryological study of the Heliconiaceae. All studied Heliconia species present bithecate and tetrasporangiate anthers with fertile pollen grains; only H. rivularis, a natural hybrid, presented sterile pollen grains of variable size and no content. The anther wall has an uniseriate epidermis and endothecium, the latter with helicoidal thickenings, although some cells of the middle layers also showed thickenings; the biseriate tapetum is of amoeboid non-syncytial type, since the tapetum cells did not fuse together forming a true plasmodium. The microsporogenesis is successive leading to isobilateral tetrads. The inaperturate pollen grains had a very reduced exine consisting of a thin, more or less continuous layer with small spines upon; the pollen grain shape is variable among the species, all of them presenting heteropolar pollen, except H. angusta with isopolar ones. Most of these characteristics were shared with other studied Zingiberales, although more studies need to be done. (c) 2006 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Anther and pollen development in some species of Poaceae (Poales)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Biologia floral e sistema de reprodução de Merostachys riedeliana (Poaceae: Bambusoideae)

Merostachys riedeliana Rupr. é uma espécie monocárpica com floração cíclica e muito freqüente em sub-bosques de fragmentos florestais do sul do estado de Minas Gerais, Brasil. Sua biologia floral e seu sistema de reprodução foram estudados e comparados com os de outros bambus. Devido ao complexo sistema de rizomas, formam touceiras vigorosas no interior da floresta, ocorrendo a interrupção na produção de novos colmos meses antes do aparecimento das primeiras inflorescências. O início da floração maciça e da morte da população ocorreu em outubro de 1998 e maio de 1999, respectivamente, com pico de floração durante a estação quente e chuvosa (dezembro e janeiro). As inflorescências espiciformes possuem, em média, 29 espiguetas. Estas são hermafroditas com três anteras poricidas e dois estigmas plumosos que se expõem durante a antese. O pólen é abundante e facilmente liberado das anteras pelo vento ou pelos visitantes. Apis mellifera L. e Trigona spinipes (F.) foram os visitantes mais freqüentes, atuando como pilhadores de pólen e, ocasionalmente, através de movimentos vibratórios, como elementos auxiliares para a dispersão do pólen. A alta pluviosidade durante a floração e a escassez de vento no sub-bosque da floresta, podem diminuir a efetividade da anemofilia. No entanto, vários caracteres morfológicos das espiguetas, queda de folhas e o hábito espacialmente agrupado, apontam para uma polinização pelo vento. Testes de polinização controlada, mostraram que M. riedeliana é autocompatível (ISI 0,99). A auto-incompatibilidade não favorece a formação de frutos em clones vegetais, ao passo que a autocompatibilidade poderia resultar em uma elevada produção de sementes. Assim, a possível ocorrência de clones de M. riedeliana nos fragmentos florestais, originados pelo crescimento vegetativo durante os intervalos reprodutivos de 30-32 anos, poderiam explicar o alto investimento na produção de espiguetas e a formação de frutos provenientes da autocompatibilidade.

Evidence of pseudomonad pollen formation in Hypolytrum (Mapanioideae, Cyperaceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Flower morpho-anatomy in Epiphyllum phyllanthus (Cactaceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Microsporogenesis is simultaneous in the early-divergent grass Streptochaeta, but successive in the closest grass relative, Ecdeiocolea

Simultaneous microsporogenesis is described for the first time in a grass, Streptochaeta spicata Schrad., a tropical Brazilian species that belongs in the early-divergent subfamily Anomochlooideae. Microsporogenesis is successive in all other Poaceae examined so far, and most other members of the order Poales, to which grasses belong. The only other reports of simultaneous microsporogenesis in Poales are in Rapateaceae and some members of the cyperid clade (Juncaceae, Cyperaceae, Prionium and Thurnia). Among the graminids, Ecdeiocolea (the putative closest relative to Poaceae) is successive, as are Joinvillea, Flagellaria and all other Poaceae, indicating that the simultaneous condition is autapomorphic in Streptochaeta, though Anomochloa has yet to be examined. Anther wall development in Streptochaeta is of the reduced type, as also in another early-divergent grass Pharus, though most other Poales, including most grasses, have the monocot type. In Streptochaeta, as in Pharus, the endothecium lacks thickenings, unlike other grasses that have a persistent endothecium with thickenings. The centrifixed anthers and nonplumose stigmas of Streptochaeta suggest entomophily.

The Importance of Bees for Eggplant Cultivations (Hymenoptera: Apidae, Andrenidae, Halictidae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Polimorfismo floral em Valeriana scandens L. (Valerianaceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Polinização entomófila em pessegueiro (Prunus persica L.)

Este experimento, realizado na região de Jaboticabal (SP), utilizou uma cultura de pêssego (Prunus persica L.), durante a sua florada com a finalidade de verificar a atuação dos insetos visitantes nas flores na produção de frutos. A concentração média de açucares no néctar e a quantidade média produzida por dia de néctar é de 27,9% e de 3,2 mg, respectivamente. O peso médio das anteras por flor foi de 1,59 mg. A abelha Apis mellifera (73%) foi o principal inseto visitante seguida da Trigona spinipes (17%) e Xylocopa sp (4%). Observou-se a presença de beija-flores (6%), coletando néctar. A freqüência máxima das abelhas A. mellifera, para coleta de néctar e pólen, ocorreu as 12 horas. O número de frutos resultantes do tratamento em que as flores recebiam as visitas foi 14% maior que no tratamento em as flores não eram visitadas. do total de frutos colhidos no tratamento coberto (sem visitas), 82% apresentaram-se perfeitos, com boa formação e simetria. No tratamento descoberto, 90,2% apresentaram-se com boa formação, havendo diferença estatística entre os dois tratamentos.

Floral development and embryology in the early-divergent grass Pharus

A detailed study of floral ontogeny, anatomy, and embryology in two (of six) species of Pharus is presented as part of a series of comparative investigations on early-divergent grasses. Pharus is a taxonomically isolated genus belonging to the earliest-diverging grass lineage with a true grass spikelet. It is unusual in possessing remarkably dimorphic florets: male florets possess two lodicules, six stamens, and a pistillode, whereas female florets lack lodicules entirely but possess six staminodes and a tricarpellary ovary with three stigmas. The rudimentary lodicules in male florets are initiated after the stamen whorls. There are most commonly six androecial organs, but in some florets, a five-staminate condition was observed, resulting from suppression of the abaxial stamen from the inner whorl, or even a four-staminate condition resulting from subsequent fusion of the two adaxial outer stamens (i.e., elements of both whorls). Thus, the pattern of floral zygomorphy in Pharus differs from that of many other grasses. Centrifixed anther attachment is reported for the first time in Pharus, resembling the condition in another early-divergent grass, Anomochloa, though anthers are introrse in Anomochloa compared with latrorse in Pharus. Anther wall development is of the reduced type in Pharus, in contrast to most other monocots. Microsporogenesis is of the successive type, as in many other monocots. The ovary develops from three distinct primordia and is unilocular with a single ovule and a pronounced ovary beak that is highly characteristic of Pharus. There is a hollow style, in contrast to the solid styles that are common in many other grasses. The embryo is highly differentiated, as in other grasses, with a distinct epiblast and a small cleft between the scutellum and the coleorhiza.

NtWBC1, an ABC transporter gene specifically expressed in tobacco reproductive organs

To identify genes specifically or predominantly expressed in the stigmas/styles and to establish their possible function in the reproductive process of plants, a tobacco stigma/style cDNA library was constructed and differentially screened, resulting in the isolation of several cDNA clones. The molecular characterization of one of these clones is described here. After sequencing the cDNA and the isolated genomic clone, it was determined that the corresponding gene encodes a protein containing an ATP-binding cassette, characteristic of ABC transporters. This gene, designated as NtWBC1 (Nicotiana tabacum ABC transporter of the White-Brown Complex subfamily), encodes a protein that contains the typical structure of the 'half-transporters' of the White subfamily. To establish the spatial expression pattern of the NtWBC1 gene, northern blot and real-time RT-PCR analyses with total RNA from roots, stems, leaves, sepals, petals, stamens, stigmas/styles, ovaries, and seeds were performed. The result revealed a transcript of 2.5 kb present at high levels in stigmas and styles and a smaller transcript (2.3 kb) present at a lower level in stamens. NtWBC1 expression is developmentally regulated in stigmas/styles, with mRNA accumulation increasing toward anthesis. In situ hybridization experiments demonstrated that NtWBC1 is expressed in the stigmatic secretory zone and in anthers, at the stomium region and at the vascular bundle. NtWBC1 is the first ABC transporter gene with specific expression in plant reproductive organs to be identified and its expression pattern suggests important role(s) in the reproductive process.

Estrutura de guildas de polinizacao de Solanum aculeatissimum Jacq. e S. variabile Mart. (Solanaceae)

Some aspects of the reproductive biology of Solanum aculeatissimum and S. variabile (Solanaceae) were considered in this study with special reference to floral visitants and their behavior. The most frequent Solanum visitors are bees of the genus Centris, Epicharis, Bombus, Oxaea and Xylocopa that collect pollen from the anthers by means of body vibration. The behavior of those bees on the flowers and their flight distances makes them important pollinators mainly to Solanum aculeatissimum that bears cross-pollination. The guild of pollination of Solanum aculeatissimum and S. variable is composed by bees of the cited genus and by bees of the genus Thygather, Pseudaugochloropsis and Euglossa.

Chionanthus greenii (Oleaceae), a new species from Minas Gerais, Brazil

Chionanthus greenii Lombardi, a new species of Oleaceae, is described and illustrated. It is distinguished by the unique combination of strigose indument, short congested inflorescences, small corolla lobes and reniform anthers, which do not match any described South American species. © The Board of Trustees of the Royal Botanic Gardens, 2006.