Is GABA involved in regulating plant growth and development? /

Rapid and large accumulation of GABA (y-aminobutyric acid) in response to a number of plant stresses has been well documented. But the role(s) of GABA in plants is not well defined. In recent years, the possibility of GABA involvement in regulating plant growth and development has been raised. In the present study, this possibility was examined. First, to rapidly and accurately determine GABA levels in plant tissues, a spectrometric method for GABA determination was developed based on a commercially available enzyme Gabase. Seventy mM LaCb almost completely removed water-soluble pigments from plant tissues which greatly interfere with the absorbance reading at 340nm. Inactivation of GAD (glutamate decarboxylase) by immediately adding methanol to a frozen plant tissue powder was suggested to prevent GABA production during extraction. The recovery of GABA with this method was approximately 100%. Second, the relationship between GABA levels and hypocotyl elongation in soybean seedlings was analyzed using different approaches to regulate in vivo GABA levels and the elongation of hypocotyls. The following major observations were made. (1) Mechanical stimulation by stroking elevated GABA levels and concurrently induced a rapid and significant reduction in hypocotyl elongation. (2) External GABA was demonstrated to penetrate into the hypocotyls using '*C-GABA. Application of external GABA elevated in vivo GABA levels, but failed to inhibit hypocotyl elongation. (3) LaCla and blue light irradiation caused an inhibition in the elongation of dark-grown hypocotyls, whereas GABA levels were not significantly affected. (4) Ca^was suggested to be involved in the signal transduction pathway leading from mechanical stimulation to GABA production, as indicated by the ability of La'* to inhibit GABA production in stimulated hypocotyls. (5) Bicuculline, saclofen and baclofen (agonists and antagonists of GABA receptors in animals) had no effect on hypocotyl elongation. It might indicate that GABA-binding components which are structurally similar to animal GABA receptors and functionally capable of regulating plant growth may not exist in plants. Therefore, the conclusion was drawn that GABA alone is not sufficient to inhibit hypocotyl elongation. Third, chloride influx in isolated Asparagus cells was enhanced by lOmM GABA during a 3 hour incubation, but the effect was not specific for GABA. Chloride efflux was not influenced by GABA. Both influx and efflux of chloride were significantly inhibited by NPPB, a chloride channel blocker. These results suggest that GABA does not influence the activity of plant chloride channels.

Ethylene and polyamine production patterns during in vitro shoot organogenesis of two passion fruit species as affected by polyamines and their inhibitor

Levels of ethylene and polyamines (PAs) were measured during organogenesis of hypocotyl explants of two species of passion fruit (Passiflora cincinnata Masters and Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Degener `FB-100`) to better understand the relationships of these regulators and their influence on cell differentiation and morphogenesis. Moreover, histological investigation of shoot ontogenesis was conducted to characterize the different events involved in cell redifferentiation and regulation of PA and ethylene levels. A delay was observed in morphogenic responses of P. edulis f. flavicarpa as compared to P. cincinnata, and these changes coincided with production of elevated levels of polyamine and ethylene levels. During differentiation, cells showed high rates of expansion and elongation, and high ethylene levels were associated with high PA levels, suggesting that the two biosynthesis pathways were highly regulated. Moreover, their interaction might be an important factor for determining cell differentiation. The addition of PAs to the culture medium did not promote organogenesis; however, the incorporation of the PA inhibitor methylglyoxal bisguanylhydrazone in the culture medium reduced shoot bud differentiation, suggesting the need to maintaining a minimum level of PAs for morphogenic events to take place.

Expression pattern of four storage xyloglucan mobilization-related genes during seedling development of the rain forest tree Hymenaea courbaril L.

During seedling establishment, cotyledons of the rain forest tree Hymenaea courbaril mobilize storage cell wall xyloglucan to sustain growth. The polysaccharide is degraded and its products are transported to growing sink tissues. Auxin from the shoot controls the level of xyloglucan hydrolytic enzymes. It is not yet known how important the expression of these genes is for the control of storage xyloglucan degradation. In this work, partial cDNAs of the genes xyloglucan transglycosylase hydrolase (HcXTH1) and beta-galactosidase (HcBGAL1), both related to xyloglucan degradation, and two other genes related to sucrose metabolism [alkaline invertase (HcAlkIN1) and sucrose synthase (HcSUS1)], were isolated. The partial sequences were characterized by comparison with sequences available in the literature, and phylogenetic trees were assembled. Gene expression was evaluated at intervals of 6 h during 24 h in cotyledons, hypocotyl, roots, and leaves, using 45-d-old plantlets. HcXTH1 and HcBGAL1 were correlated to xyloglucan degradation and responded to auxin and light, being down-regulated when transport of auxin was prevented by N-1-naphthylphthalamic acid (NPA) and stimulated by constant light. Genes related to sucrose metabolism, HcAlkIN1 and HcSUS1, responded to inhibition of auxin transport in consonance with storage mobilization in the cotyledons. A model is proposed suggesting that auxin and light are involved in the control of the expression of genes related to storage xyloglucan mobilization in seedlings of H. courbaril. It is concluded that gene expression plays a role in the control of the intercommunication system of the source-sink relationship during seeding growth, favouring its establishment in the shaded environment of the rain forest understorey.

Structural aspects of the zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)

(Structural aspects of the zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)). Acca sellowiana has anatropous, bitegmic and crassinucellate ovules. The outer and inner integuments are double-layered except in the micropyle, where they are composed of more layers; the micropyle is zig-zag shaped. The egg apparatus lies at the micropylar pole, and the zynergids present a conspicuous filiform apparatus. The antipodal cells are present in the chalazal region, persisting before the occurrence of double fertilization. The zygote is visible 21 days after pollination; nuclear endosperm is already present. The first mitotic division of the zygote occurs at 24(th) day. The globular, cordiform and torpedo embryo stages can be seen at 30, 45 and 60 days after pollination, respectively. The mature embryo characterized by the presence of a well-developed hypocotyl-radicular axis with two fleshy and folded cotyledons was observed 120 days after pollination. Endosperm is absent in the seeds, and the embryo has spiral form, characteristic of Myrtinae. The zygotic embryology studies of A. sellowiana indicate that this species has embryological characteristics which are in agreement with those reported for Myrtaceae (Myrteae, Myrtinae), and also broaden the knowledge about the sexual reproduction of this native species, whose commercial cultivation has been growing.

A scanning electron microscopy study of the seed and post-seminal development in Angelonia salicariifolia Bonpl. (Scrophulariaceae)

The external morphology of seeds and post-germination developmental stages of Angelonia salicariifolia Bonpl. (Scrophulariaceae) were investigated using scanning electron microscopy. Some structural features of the seed exotesta and seedling in Angelonia are presented for the first time and are of potential taxonomic value for this neotropical genus. The seeds are very small (0.9-1.7 mm long and 0.5-0.9 mm wide), ovate, with a reticulate-crested exotesta, reticules arranged uniformly in longitudinal rows, with a high density of microcilia-like projections on the cell wall of the reticule base and on the edge of the crests. The hilum is located beside the micropyle at the narrow end of the seed. Germination is epigeal. During germination the radicle develops, followed by elongation of the hypocotyl and primary root. At this stage dense root hairs develop on the lower part of the hypocotyl. The apical bud-located between the cotyledons-begins to develop after the cotyledons have unfolded. The cotyledons are equal in size, sessile and ovate. The seedlings have two types of trichomes, one characteristic of the cotyledons and first pair of leaves (glandular, sessile, four-celled head with quadrangular shape) and the other characteristic of the hypocotyl and epicotyl (stalked, erect, elongate and three-celled with dome-shaped unicellular head). (C) 2001 Annals of Botany Company.

Morfo-anatomia de plântulas e número cromossômico de Cybistax antisyphilitica (Mart.) Mart. (Bignoniaceae)

Plântulas de Cybistax antisyphilitica (ipê-verde), espécie arbórea que ocorre no Estado de São Paulo, Brasil, foram estudadas morfoanatomicamente e citogeneticamente. As plântulas são eudicotiledôneas, fanerocotiledonares e epigéias. Suas sementes apresentam alas hialinas, assimétricas e de textura papirácea. A raiz é axial com tecido epidérmico irregular. O hipocótilo é verde, glabro e apresenta os elementos do xilema em diferenciação. Os cotilédones são verdes, foliáceos, reniformes, com mesofilo heterogêneo, epiderme pilosa e feixes vasculares colaterais. Os eófilos são glabros, peciolados, de filotaxia oposta, dorsiventrais, hipoestomáticos e possuem mesofilo heterogêneo e assimétrico. Não há diferenças anatômicas significativas entre os eófilos e os metáfilos. O sistema vascular do pecíolo dos metáfilos dispõe-se em forma de ferradura. A espécie apresenta número cromossômico mitótico 2n = 40 com comprimento cromossômico geral médio de 1,042 µm ± 0,140 e amplitude variando de 0,58 µm até 1,60 µm.

Reação de plantas de amendoim (Arachis hypogaea L. ) ao trifluralin e mudanças na morfologia da parte subterrânea

Com o objetivo de reproduzir sintomas de malformação de raízes, observados em campo, foram estuda dos os efeitos do trifluralin sobre Arachis hypogaea L., cultivar Tatu, em condições de vaso, em Jaboticabal, SP. Quatro formulações de trifluralin foram aplicadas em solo Latossol Roxo - série Jaboticabal, barro argiloso, com 2,7% de matéria orgânica, em dosagem correspondentes a 1,5; 3,0 e 6,0 litros da formulação comercial por ha. Cada vaso contendo 2,5 1 -de solo, recebeu duas sementes pré -germinada s e foi mantido sob condições de casa-de-vegetação durante 29 dias. Foi adotado o delineamento inteiramente casualizado com treze tratamentos e quatro repetições, perfazendo total de 52 parcelas. Aos 29 dias as plantas, foram retiradas e determinadas as seguintes características: peso da matéria seca das raízes, dos caules, dos pecíolos e dos folíolos; número de folíolos; área foliar e comprimento da haste principal. Alterações morfológicas externas e internas foram observadas. Os resultados mostraram que as partes subter rân eas das plantas foram afetadas, com uma correlação linear negativa e significativa entre o aumento da dose dos herbicidas e peso da matéria. As folhas se mostraram pouco sensíveis, sendo que nenhuma das formulações diminuiu o número de foliolos da planta. A área foliar e o peso da matéria seca dos folíolos somente foram afetados pelo aumento da dose de T. Fecotrigo com va lores de F iguais a 9,62* e 7,61*, respectivamente. de modo geral,po de-se concluir que o maior efeito ocorre devido ao incremento nas doses e não devido a possiveis diferenças entre os tipos de formula ções testadas. Quanto a alterações morfológicas observou-se que nas doses mais elevadas houve grande diminuição na quantidade de raízes, com raízes secundárias curtas e grossas. O hipocótilo emitiu raízes até a altura do nó cotiledonar. Na dose de 3,0 1/ha já foram notadas raízes secundárias um pouco mais espessas que na dose de 1,5 1/ha. As lâminas histológicas de amostras da re gião do hipocótilo mostraram parên quima cortical bastante espesso, de vido ao maior numero de camadas de células, porém não se notou anormalidade na forma das células, nem nos demais tecidos da região estudada.

Emergência de plântulas de Erythrina velutina em diferentes posições e profundidades de semeadura

Com o objetivo de estudar a influência da posição e da profundidade de semeadura sobre a emergência de plântulas e o vigor de sementes de mulungu foram instalados testes de germinação em areia sob ambiente protegido. Os tratamentos, representados pela posição e pela profundidade de semeadura das sementes em relação ao substrato foram os seguintes: semente com o hilo voltado para baixo, para cima e para o lado nas profundidades de 1 a 5cm. Cada um dos tratamentos constou de quatro repetições de 25 sementes, avaliados pelo teste de emergência, vigor da primeira contagem, velocidade de emergência, comprimento e massa seca do hipocótilo e das raízes. Os resultados mostraram que, para o mulungu, a profundidade de semeadura dever ser entre 1 e 2cm e, a melhor posição foi aquela em que as sementes ficaram com o hilo voltado para baixo.

Comparação de métodos de enxertia em pepino

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

Identification of Rhizoctonia solani AG 1-IB in lettuce, AG 4 HG-I in tomato and melon, and AG 4 HG-III in broccoli and spinach, in Brazil

Fungi isolated in Brazil, from lettuce, broccoli, spinach, melon and tomato, were identified as Rhizoctonia solani. All lettuce isolates anastomosed with both AG 1-IA and IB subgroups and all isolates from broccoli, spinach, melon and tomato anastomosed with AG 4 subgroup HG-I, as well as with subgroups HG-II and HG-III. DNA sequence analyses of ribosomal internal transcribed spacers showed that isolates from lettuce were AG 1-IB, isolates from tomato and melon were AG 4 HG-I, and isolates from broccoli and spinach were AG 4 HG-III. The tomato isolates caused stem rot symptoms, the spinach, broccoli and melon isolates caused hypocotyl and root rot symptoms on the respective host plants and the lettuce isolates caused bottom rot. This is the first report on the occurrence in Brazil of R. solani AG 4 HG-I in tomato and melon, of AG 4 HG-III in broccoli and spinach and of AG 1-IB in lettuce.

Tratamento de sementes de soja com inseticidas e um bioestimulante

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do tratamento de sementes com inseticidas e um bioestimulante na germinação no crescimento da planta e raiz de soja. Foram realizados dois experimentos em delineamento de blocos ao acaso, em que as sementes foram tratadas com aldicarb, thiametoxan, imidacloprid e duas testemunhas: uma sem produto e uma com bioestimulante. em laboratório, as unidades experimentais constituíram-se de rolos de papel toalha com sementes de soja, para avaliar o vigor, a germinação, as plantas anormais e mortas, o comprimento de radículas e de plântulas. Nos testes em casa de vegetação, as unidades experimentais constituíram-se de tubos de PVC, com volume de 16 dm³, e foram avaliados: os teores de N, P e K; a matéria seca; o comprimento, a área e o raio médio radicular; a eficiência de absorção de N, P e K; e a taxa de crescimento radicular da soja. Os tratamentos de sementes de soja com os inseticidas e o bioestimulante levam à formação de raízes mais finas, o que caracteriza um efeito tônico. O produto aldicarb, na dose empregada, prejudica o vigor e a germinação das sementes de soja. O tratamento de sementes com inseticidas e bioestimulante não proporciona maior crescimento das raízes das plantas de soja.

Posição do racemo e do fruto na qualidade fisiológica de sementes de mamona durante o armazenamento

The present research had as objective to evaluate the influence of raceme and fruit position on physiological quality of castor bean seeds (Ricinus communis L.) during storage of cultivar AL Guarany 2002. The treatments were: position of the raceme in plants (primary, secondary and tertiary) and position of fruit in racemes (low, medium and high). After fruit extraction, seeds were stored under environmental conditions for twelve months. The experimental design used was the completely randomized in a split-plot arrangement. Main plots consisted of the interaction raceme x fruit position and subplots were the storage time. Physiological quality was evaluated quarterly through tests of moisture content, germination and vigor (first count, accelerated aging, seedling length and seedling dry matter). Neither the position of racemes in the plant nor fruit in racemes does not affect germination of castor bean seeds. Dormancy of castor bean seeds decreases during storage, but also increases percentage of abnormal seedlings, seedling dry matter and root, hypocotyl and seedling total length.

Efeitos alelopáticos de extratos vegetais na germinação, colonização micorrízica e crescimento inicial de milho, soja e feijão

Restos vegetais e liteira podem interferir no desenvolvimento de plantas. Este trabalho objetivou avaliar os efeitos alelopáticos de extratos aquosos de Pinus sp., milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke) e mucuna (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy) sobre a germinação, colonização micorrízica e crescimento inicial de milho (Zea mays L.), soja (Glycine max L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.). Os extratos foram elaborados utilizando folhas trituradas. O experimento in vitro empregou papel Germitest umedecido com extratos ou água destilada por sete dias. O experimento em casa de vegetação teve esquema fatorial 3 x 3 x 4, com quatro repetições: três espécies vegetais (soja, milho e feijão), três extratos aquosos (Pinus, milheto e mucuna) e quatro doses de extrato (0,0; 0,5; 1,0; e 2,0 kg L-1). O substrato foi Latossolo Vermelho coletado no município de Selvíria-MS, no bioma Cerrado. Após a semeadura, os vasos receberam, a cada cinco dias, por 45 dias, 50 mL dos extratos. Para a soja, extratos de mucuna e milheto diminuíram o comprimento do hipocótilo e da radícula e os de Pinus aumentaram esses comprimentos. em feijão, o extrato de Pinus diminuiu o comprimento do hipocótilo e da radícula, mas os extratos de mucuna e milheto aumentaram-no. O extrato do milheto reduziu a percentagem e a velocidade de germinação em feijão. Todos os extratos reduziram a colonização micorrízica e o número de esporos de fungos micorrízicos arbusculares em soja, milho e feijão.

Efeitos do triacontanol na germinação de milho e tomateiro

Novos estimulantes vegetais têm merecido estudos por possuírem alto potencial para melhorarem a produtividade de culturas. Triacontanol, um álcool alifático primário de cadeia longa isolado de vegetais encontra-se dentre essas substâncias. Com o objetivo de verificar o efeito deste estimulante vegetal sob condições de laboratório, sementes de Zea mays cv. C-525 e Lycopersicon esculentum cv. Kada foram submetidas aos efeitos de 10 ml de triacontanol 0,01, 0,1 e 1 mg. 1-1, além do controle, em caixas de Petri. Observações realizadas 7 e 14 dias após a instalação do ensaio mostraram que concentrações crescentes de triacontanol tendem a aumentar o crescimento da radícula e do hipocótilo do tomateiro, 14 dias após a aplicação. Nesta data notou-se também que concentrações crescentes de triacontanol tendem a incrementar o desenvolvimento do hipocótilo do milho.

Ação de reguladores e estimulantes vegetais na germinação de milho e tomateiro

Reguladores e estimulantes vegetais tem sido utilizados nas condições dos trópicos sem a verificação de seus efeitos sob condições controladas, levando frequentemente ao mascaramento de seus efeitos pelas condições do agroecossistema. Com a finalidade de observar os efeitos dessas substâncias sob condições de laboratório, sementes de Zea mays cv. C-525 e Lycopersicon esculentum cv. Kada foram submetidas aos efeitos de giberelina 100 ppm, chlormequat 2000 ppm, hidrazida maleica 1000 ppm, Agrostemin 1,25 g. l-1 e Atonik 0,5 ml.1-1, além do controle, em caixas de Petri. Observações realizadas 7 e 15 dias após a instalação do ensaio mostraram que giberelina e Agrostemin promoveram aumento no crescimento da radícula e do hipocótilo de milho e tomateiro. Hidrazida maleica inibiu o desenvolvimento da radícula das plântulas de milho. Hidrazida maleica e Atonik tenderam a reduzir o crescimento da radícula e do hipocótilo de tomateiro.