New wild Brassica oleracea L. germplasm at its western distribution limit in the Iberian Peninsula

An exploration and collection mission for wild Brassica oleracea populations was carried out in spring and summer of 2013. The aim of this collection was to expand the number of accessions of wild Brassica oleracea available for basic and applied research in plant breeding. In this paper we report a new accession of wild Brassica oleracea in an unexplored coastal area of Galicia, NW Iberian Peninsula. Details of population ecology and vegetation, soil, climate and geographic data were recorded for this population. The “Endangered” threat category for the region is proposed, and actions for in situ and ex situ conservation are proposed. Seeds will be added to the germplasm collections of University of Santiago de Compostela and Misión Biológica de Galicia (CSIC) for further research on diverse aspects of the dynamics and ecophysiology of the population along with characterization and evaluation of useful traits.

Onset of germinability, desiccation tolerance and hardseededness in developing seeds of Peltophorum pterocarpum (DC) K. Heyne (Caesalpinioideae)

In the hot and dry conditions in which seeds of the tree legume Peltophorum pterocarpum develop and mature in Vietnam, seed moisture content declined rapidly on the mother plant from 87% at 42 d after flowering (DAF) to 15% at 70 DAF. Dry weight of the pods attained a maximum value at about 42 DAF, but seed mass maturity (i.e. the end of the seed-filling phase) occurred at about 62 DAF, at which time seed moisture content was about 45-48%. The onset of the ability of freshly collected seeds to germinate (in 63-d tests at 28-34degreesC) occurred at 42 DAF, i.e. about 20 d before mass maturity. Full germination (98%) was attained at 70 DAF, i.e. at about 8 d after mass maturity. Thereafter, germination of fresh seeds declined, due to the imposition of a hard seed coat. Tolerance of desiccation to 10% moisture content was first detected at 56 DAF and was complete within the seed population by 84 DAF, i.e. about 22 d after mass maturity. Hardseededness began to be induced when seeds were dried to about 15% moisture content and below, with a negative logarithmic relation between hardseededness and moisture content below this value.

Prediction of cottonseed longevity

The objective of this work was to determine the viability equation constants for cottonseed and to detect the occurrence and depletion of hardseededness. Three seedlots of Brazilian cultivars IAC-19 and IAC-20 were tested, using 12 moisture content levels, ranging from 2.2 to 21.7% and three storage temperatures, 40, 50 and 65 degrees C. Seed moisture content level was reached from the initial value (around 8.8%) either by rehydration, in a closed container, or by drying in desiccators containing silica gel, both at 20 degrees C. Twelve seed subsamples for each moisture content/temperature treatment were sealed in laminated aluminium-foil packets and stored in incubators at those temperatures, until complete survival curves were obtained. Seed equilibrium relative humidity was recorded. Hardseededness was detected at moisture content levels below 6% and its releasing was achieved either naturally, during storage period, or artificially through seed coat removal. The viability equation quantified the response of seed longevity to storage environment well with K-E = 9.240, C-W = 5.190, C-H = 0.03965 and C-Q = 0.000426. The lower limit estimated for application of this equation at 65 degrees C was 3.6% moisture content.

Pseudomonas syringae pv. phaseolicola: from ‘has bean’ to supermodel

Pseudomonas syringae pv. phaseolicola causes halo blight of the common bean, Phaseolus vulgaris, worldwide and remains difficult to control. Races of the pathogen cause either disease symptoms or a resistant hypersensitive response on a series of differentially reacting bean cultivars. The molecular genetics of the interaction between P. syringae pv. phaseolicola and bean, and the evolution of bacterial virulence, have been investigated in depth and this research has led to important discoveries in the field of plant-microbe interactions. In this review, we discuss several of the areas of study that chart the rise of P. syringae pv. phaseolicola from a common pathogen of bean plants to a molecular plant-pathogen supermodel bacterium. Taxonomy: Bacteria; Proteobacteria, gamma subdivision; order Pseudomonadales; family Pseudomonadaceae; genus Pseudomonas; species Pseudomonas syringae; Genomospecies 2; pathogenic variety phaseolicola. Microbiological properties: Gram-negative, aerobic, motile, rod-shaped, 1.5 µm long, 0.7-1.2 µm in diameter, at least one polar flagellum, optimal temperatures for growth of 25-30 °C, oxidase negative, arginine dihydrolase negative, levan positive and elicits the hypersensitive response on tobacco. Host range: Major bacterial disease of common bean (Phaseolus vulgaris) in temperate regions and above medium altitudes in the tropics. Natural infections have been recorded on several other legume species, including all members of the tribe Phaseoleae with the exception of Desmodium spp. and Pisum sativum. Disease symptoms: Water-soaked lesions on leaves, pods, stems or petioles, that quickly develop greenish-yellow haloes on leaves at temperatures of less than 23 °C. Infected seeds may be symptomless, or have wrinkled or buttery-yellow patches on the seed coat. Seedling infection is recognized by general chlorosis, stunting and distortion of growth. Epidemiology: Seed borne and disseminated from exudation by water-splash and wind occurring during rainfall. Bacteria invade through wounds and natural openings (notably stomata). Weedy and cultivated alternative hosts may also harbour the bacterium. Disease control: Some measure of control is achieved with copper formulations and streptomycin. Pathogen-free seed and resistant cultivars are recommended. Useful websites: Pseudomonas-plant interaction http://www.pseudomonas-syringae.org/; PseudoDB http://xbase.bham.ac.uk/pseudodb/; Plant Associated and Environmental Microbes Database (PAMDB) http://genome.ppws.vt.edu/cgi-bin/MLST/home.pl; PseudoMLSA Database http://www.uib.es/microbiologiaBD/Welcome.html.

Removal of metal ions from aqueous solution by chelating polymeric hydrogel

Polysaccharide natural seed coat from the tree Magonia pubescens, in the form of hydrogel was used to remove metals in aqueous solution. Swelling tests indicate that seed coat presents hydrogel behavior, with maximum water absorption of 292 g water/g. Adsorption experiments performed using Na(+), Mg(2+), K(+), Ca(2+), Cr(3+), Fe(3+) and Zn(2+) demonstrated that the polysaccharide structure has a high capacity to extract these ions from the aqueous solution. Scanning electron microscopy revealed significant morphological changes of the material before and after water contact. Differential scanning calorimetry measurements indicate a signal shift of the water evaporation temperature in the material with adsorbed zinc. X-ray photoelectron spectroscopy analysis combined with theoretical studies by the density functional theory and on Hartree-Fock (HF) level evidence that the metallic ions were adsorbed through coordination with hydroxyl groups of polysaccharide. In the case of Zn(2+) the lowest HF energy was observed for the tetracoordination mode, where Zn(2+) is coordinated by two hydroxyl groups and two water molecules.

Effect of storage on the biochemical and processing quality of Adzuki Bean (Vigna angularis)

Storage of adzuki beans and other pulse grains causes biochemical and physical changes that affect the hydration properties of the beans. This affects the quality of products made from the beans such as the Japanese bean paste “ann.” Storage, particularly under unfavourable conditions, leads to the “hard shell” phenomenon, where beans fail to imbibe water when soaked and remain hard, and the “hard-to-cook” phenomenon where the seeds hydrate normally, but the cotyledon fails to hydrate and soften during cooking. The hard shell phenomenon is attributable to impermeability of the seed coat to water, which is due to biochemical changes in the seed coat, such as the formation of protein-tannin complexes, and biophysical changes such as reduction in size or closure of the straphiole aperture in the hilum area—the main area for water entry into the adzuki bean. The hard-to-cook phenomenon is due to changes in the cotyledon tissue, which include formation of insoluble pectinates, lignification of the cell wall and middle lamella, interaction of condensed tannins with proteins and starch, and changes to the structure and functionality of the cellular proteins and starch.

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.

Superação de dormência de sementes de Piptadenia moniliformis Benth

O angico-de-bezerro (Piptadenia moniliformis Benth.) é uma espécie arbórea melífera, de crescimento rápido, característica da caatinga do nordeste brasileiro, onde é muito abundante e com dispersão contígua e irregular. Seus ramos finos, junto com as folhas, servem como alimento para animais. Como suas sementes apresentam dormência por impermeabilidade do tegumento à água, objetivou-se neste trabalho avaliar a eficiência de tratamentos pré-germinativos para superar a dormência de suas sementes visando maximizar e uniformizar o processo de germinação. Foram estudados 28 tratamentos pré-germinativos: imersão em água a 70, 80, 90 ºC e fervente por 1, 2, 3, 4 e 5 minutos e imersão em ácido sulfúrico concentrado por 1, 5, 10, 15, 20, 25 e 30 minutos, além da testemunha. A semeadura foi realizada sobre papel em temperatura alternada de 20-30 ºC, utilizando-se quatro repetições de 25 sementes. Foram avaliadas as porcentagens de germinação das sementes considerando a protrusão da raiz primária, de plântulas normais e de sementes duras e o índice de velocidade de germinação. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado e as médias comparadas pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. Os tratamentos de imersão em água, independentemente da temperatura e do período de imersão, aumentaram a porcentagem de germinação das sementes, comparativamente ao tratamento controle, mas foram menos eficientes que os tratamentos em ácido sulfúrico nos maiores períodos de imersão. Desta forma, a imersão por 20, 25 e 30 minutos em ácido sulfúrico é recomendada para a superação da dormência de sementes de Piptadenia moniliformis Benth.

Influência do envelhecimento acelerado na anatomia da testa de sementes de soja, cv. Monsoy 8400

Durante o processo de envelhecimento, as sementes sofrem alterações degenerativas que influenciam o seu potencial fisiológico. Entre estas alterações podem estar as modificações anatômicas nas camadas celulares da testa da semente. Objetivou-se, com este trabalho, verificar a relação entre a anatomia da testa de sementes de soja, cultivar Monsoy 8400 e a germinação, após o envelhecimento acelerado, pelo fato da testa apresentar um papel fundamental na conservação do potencial fisiológico das sementes. As sementes foram envelhecidas a 42ºC e 100% UR do ar por períodos de zero, 24, 48, 72 e 96 horas. Avaliaram-se os teores de água e a germinação, posteriormente à secagem, seções transversais da testa de 10 sementes de cada tratamento foram eletromicrografadas, com microscópio eletrônico de varredura,,observando-se as camadas das células paliçádicas, ampulhetas e parenquimáticas A germinação declinou com o aumento dos períodos de envelhecimento. Houve redução da espessura das camadas da testa nos períodos de 48, 72 e 96 horas deste processo. Observou-se que, principalmente, para os períodos de envelhecimento de 72 e 96 horas, que as células da camada hipodérmica apresentaram um aspecto de colapso, sendo este acentuado para o período de 96 horas. A redução da espessura das camadas sugere a ocorrência de um colapso das células que compõem tais camadas, sendo um fator causador da redução do potencial germinativo.

Optimising tetrazolium test procedures to evaluate the physiological potential of peanut seeds

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

Método de colheita e superação de dormência na qualidade fisiológica de sementes de Cassia ferruginea

The harvesting method of fruits of tree species should be adequate to obtain seeds of maximum physiological quality. When present, the dormancy of Cassia ferruginea seeds is due to seed coat impermeability to water. This research work viewed to find the best methods both for the harvesting and for the breaking of dormancy of seeds of that species. The experiment was conducted during two years. In the first, fruits shed from the mother plant and laying on the ground were picked and their seeds submitted to the following treatments: 1. control, 2. mechanical scarification of the seeds with sandpaper no. 220, 3. hot water for 5 minutes (initial and final temperatures of 82 and 69 degrees C, respectively), 4. hot water for 15 minutes (initial and final temperatures of 82 and 51 degrees C, respectively), 5. chemical scarification with H2SO4 (95%) for 20, 30, 40, 50, 60, 70, and 80 minutes. In the second year, seeds were submitted to treatments 2, 3, and 4 whereas acid scarification was applied for 30, 45, and 60 minutes. The results showed that seeds picked from the ground and those taken directly from the mother plant differ in their response to the dormancy breaking procedure. The results also showed that the seeds picked from the ground are better than those harvested directly from the plant and that, when dormant, the best results are attained when seeds are either submitted to mechanical scarification or chemical scarification with sulfuric acid for periods between 30 and 60 minutes.

Desenvolvimento inicial e crescimento in vitro de Cattleya violacea (Kunth) Rolfe em diferentes concentrações de sacarose

O presente estudo teve por objetivo analisar os aspectos da germinação e avaliar o efeito de concentrações de sacarose no crescimento in vitro de Cattleya violacea. Sementes provenientes de cápsulas fechadas foram semeadas em meio de cultura Murashige e Skoog (MS) e a morfologia externa da semente à plântula foi fotodocumentada em estereomicroscópio e microscópio eletrônico de varredura. Plântulas com 90 dias após a semeadura foram repicadas em meio de cultura ½ MS (com metade da concentração de macronutrientes) com diferentes concentrações de sacarose (0, 10, 20, 30 e 40 g L-1), incubadas nas mesmas condições in vitro por mais 150 dias e em seguida as plântulas foram avaliadas quanto ao número de raízes, comprimento da maior raiz, número de folhas, comprimento da parte aérea, massa fresca e seca total. Os dados biométricos foram submetidos à análise estatística e a eles ajustadas curvas de regressão. As sementes apresentaram testa reticulada com uma extremidade micropilar (aberta) e calazal (fechada); o embrião originou uma estrutura tuberiforme clorofilada denominada protocormo que pode apresentar rizóides, folíolos e quando provido de raiz é considerado plântula. A ausência de açúcar ou a maior concentração avaliada de sacarose foram prejudiciais ao crescimento da planta. A concentração de 27 g L-1 proporcionou maior crescimento in vitro possibilitando maior eficiência para a propagação massal dessa espécie de elevado potencial ornamental.

Pré-condicionamento das sementes de mamoneira para o teste de tetrazólio

Preconditioning of castor bean seeds for the tetrazolium test. This research had the objective of standardizing the methodology for preconditioning of castor bean (Ricinus communis L.) seeds for the evaluation of their physiological potential by the tetrazolium test. The evaluated seed preconditioning methods were: seeds with coat between moist paper towel at 30, 35 and 40 degrees C for 6, 8, 10, 12, 14, 16 and 18 hours; and seeds without coat between moist paper towel; and seeds with coat immersed in water, at 25, 30, 35 and 40 degrees C for 1, 2, 3, 4, 5 and 6 hours. After preconditioning, the seed coat was removed, the seeds were cut lengthwise, and immersed in tetrazolium solution at a concentration of 0.2% for 120 minutes at 35 degrees C. The seeds' germination percentage, moisture content before and after preconditioning, and staining uniformity after the tetrazolium were evaluated. The statistical design was completely randomized, and the means comparisons were accomplished by the Tukey test at 0.05 level of probability. It was concluded that castor bean seeds should be preconditioned with coat between moist paper towel at 35 degrees C for 12 hours, so that the results of the tetrazolium test will be similar to those obtained in the germination test.

Método de preparo das sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) para o teste de tetrazólio

O teste de tetrazólio é um método rápido e eficaz para avaliar a viabilidade e o vigor de sementes. O presente trabalho teve por objetivo padronizar o método de preparo das sementes de mamoneira (Ricinus communis L.) para a avaliação do potencial fisiológico pelo teste de tetrazólio. Foram testados os seguintes métodos de preparo das sementes: corte longitudinal mediano através do tegumento, endosperma e embrião; corte longitudinal diagonal sem atingir o eixo embrionário; remoção do tegumento; remoção do tegumento com corte longitudinal mediano através do endosperma e embrião; e remoção do tegumento com corte longitudinal mediano, paralelo aos cotilédones, através do endosperma e embrião. Antes dos preparos, as sementes foram pré-condicionadas entre papel toalha umedecido por 18 horas a 30ºC, e após os preparos, as sementes foram imersas na solução de tetrazólio na concentração de 0,5% e mantidas em câmara escura a 35ºC para o desenvolvimento da coloração. Avaliou-se a uniformidade da coloração das sementes após cada preparo, por meio da comparação entre eles. Para a avaliação do potencial fisiológico das sementes de mamoneira pelo teste de tetrazólio o método indicado de preparo é a remoção do tegumento, com posterior corte longitudinal e mediano, no sentido do comprimento, através do endosperma e embrião.

Velocidade de hidratação em função de características do tegumento de sementes de soja de diferentes cultivares e localidades

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)