El riesgo de depredación y la competencia intraespecífica alteran el comportamiento de dispersión de semillas por parte de roedores

Los roedores tienen un importante papel como dispersores/depredadores de bellotas en los bosques Mediterráneos de Quercus spp. Existe abundante información del efecto de factores intrínsecos de las semillas (tamaño, composición) en la selección de las bellotas por estos animales, mientras que la influencia de otros procesos como el riesgo de depredación o la competencia intraespecífica han estado mucho menos estudiados. En un bosque mixto de encina y roble en el Parque Natural de Collserola, se ha investigado el patrón de dispersión/depredación de bellotas por parte del ratón de campo (Apodemus sylvaticus) en función del riesgo de depredación por parte de jineta (Genetta genetta) y la competencia intraespecífica (mediante un experimento en el que estos factores se simulaban a partir de olores). Un censo previo determinó que la población de roedores presente en el área de estudio estaba formada principalmente por Apodemys sylvaticus. Éstos respondieron al tratamiento de olor pues se observó un retraso significativo en la manipulación de bellotas de jineta respecto a los otros dos tratamientos. Asimismo, respecto a la distancia de dispersión se observó que las bellotas del tratamiento con olor a ratón eran dispersadas a menor distancia, a una distancia intermedia las de jineta y a mayor distancia las del tratamiento control. En todos los tratamientos, las bellotas dispersadas a zonas de microhábitat abierto fueron menos depredadas. Este trabajo sugiere que el patrón espacio temporal de dipersión/depredación de bellotas en bosques de encina y roble puede tener una elevada complejidad, a la vez que subraya el interés de mantener la integridad de las redes tróficas por sus efectos directos e indirectos sobre las poblaciones de organismos situados a diferentes niveles.

Influence of emergence timing of weeds on the establishment of woody natives and ground cover species

Les invasions biològiques són produïdes per espècies transportades per l'home fora de la regió d'origen a altres regions on s'estableixen i expandeixen. Són actualment de les majors causes de perduda de biodiversitat, amb el canvi d'usos del sòl, tret rellevant en zones insulars. Comprendre mecanismes de competència amb les espècies autòctones és clau per gestionar el problema. L’experiment evidencia diferències de creixement de 7 plantes natives australianes (3 espècies d’eucaliptus, 3 espècies d’acàcia, 1 pasturatge natiu), competint intraespecífica (entre mateixa espècie) i interespecíficament (acàcies o eucaliptus convivint amb pasturatge natiu) plantejant tres tractaments (sense males herbes, males herbes i males herbes a posteriori) per definir la naturalesa de la interacció dels diferents tipus funcionals d'espècies. S’analitzen tendències temporals de creixement de plàntules, així com la supervivència. S’ha detectat una moderada correlació entre taxes de creixement d’espècies i mida de la llavor, (p ≈ 0.6), així com una correlació entre la supervivència i la humitat del sòl (p ≈ 0.5); efectes estacionals. A curt termini i en escenari de primavera la convivència amb males herbes reporta creixement nul. Tractaments sense males herbes, presenten major supervivència en escenaris en competència interespecífica. A llarg termini les espècies amb major supervivència són les que conviuen amb pasturatge natiu i sense males herbes, indicant un efecte beneficiós en espècies millor adaptades a la sequera (E. loxophleba).

Genetic gains in physic nut using selection indexes

The objective of this work was to estimate genetic gains in physic nut (Jatropha curcas) using selection indexes and to establish the best selection strategy for the species. Direct and indirect selection was carried out using different selection indexes, totalizing 14 strategies. One hundred and seventy five families from the active germplasm bank of Embrapa Agroenergy, Brasília, Brazil, were analyzed in a randomized complete block design with two replicates. The evaluated traits were: grain yield; seeds per fruit; endosperm/seed ratio; seed weight, length, width, and thickness; branches per plant at 0.5, 1.0, and 1.5 m; plant height; stem diameter; canopy projection on rows and between lines; canopy volume; juvenility (days to the first flowering); and height of the first inflorescence. Evaluations were done during the second year of cultivation. The use of selection indexes is relevant to maximize the genetic gains in physic nut, favoring a better distribution of desirable traits. The multiplicative and restrictive indexes are considered the most promising for selection.

Evidence for adaptive radiation from a phylogenetic study of plant defenses.

One signature of adaptive radiation is a high level of trait change early during the diversification process and a plateau toward the end of the radiation. Although the study of the tempo of evolution has historically been the domain of paleontologists, recently developed phylogenetic tools allow for the rigorous examination of trait evolution in a tremendous diversity of organisms. Enemy-driven adaptive radiation was a key prediction of Ehrlich and Raven's coevolutionary hypothesis [Ehrlich PR, Raven PH (1964) Evolution 18:586-608], yet has remained largely untested. Here we examine patterns of trait evolution in 51 North American milkweed species (Asclepias), using maximum likelihood methods. We study 7 traits of the milkweeds, ranging from seed size and foliar physiological traits to defense traits (cardenolides, latex, and trichomes) previously shown to impact herbivores, including the monarch butterfly. We compare the fit of simple random-walk models of trait evolution to models that incorporate stabilizing selection (Ornstein-Ulenbeck process), as well as time-varying rates of trait evolution. Early bursts of trait evolution were implicated for 2 traits, while stabilizing selection was implicated for several others. We further modeled the relationship between trait change and species diversification while allowing rates of trait evolution to vary during the radiation. Species-rich lineages underwent a proportionately greater decline in latex and cardenolides relative to species-poor lineages, and the rate of trait change was most rapid early in the radiation. An interpretation of this result is that reduced investment in defensive traits accelerated diversification, and disproportionately so, early in the adaptive radiation of milkweeds.

Manipulating resource allocation in plants

The distribution of nutrients and assimilates in different organs and tissues is in a constant state of flux throughout the growth and development of a plant. At key stages during the life cycle profound changes occur, and perhaps one of the most critical of these is during seed filling. By restricting the competition for reserves in Arabidopsis plants, the ability to manipulate seed size, seed weight, or seed content has been explored. Removal of secondary inflorescences and lateral branches resulted in a stimulation of elongation of the primary inflorescence and an increase in the distance between siliques. The pruning treatment also led to the development of longer and larger siliques that contained fewer, bigger seeds. This seems to be a consequence of a reduction in the number of ovules that develop and an increase in the fatty acid content of the seeds that mature. The data show that shoot architecture could have a substantial impact on the partitioning of reserves between vegetative and reproductive tissues and could be an important trait for selection in rapid phenotyping screens to optimize crop performance.

Identification and validation of candidate genes associated with domesticated and improved traits in soybean

Soybean, an important source of vegetable oils and proteins for humans, has undergone significant phenotypic changes during domestication and improvement. However, there is limited knowledge about genes related to these domesticated and improved traits, such as flowering time, seed development, alkaline-salt tolerance, and seed oil content (SOC). In this study, more than 106,000 single nucleotide polymorphisms (SNPs) were identified by restriction site associated DNA sequencing of 14 wild, 153 landrace, and 119 bred soybean accessions, and 198 candidate domestication regions (CDRs) were identified via multiple genetic diversity analyses. Of the 1489 candidate domestication genes (CDGs) within these CDRs, a total of 330 CDGs were related to the above four traits in the domestication, gene ontology (GO) enrichment, gene expression, and pathway analyses. Eighteen, 60, 66, and 10 of the 330 CDGs were significantly associated with the above four traits, respectively. Of 134 traitassociated CDGs, 29 overlapped with previous CDGs, 11 were consistent with candidate genes in previous trait association studies, and 66 were covered by the domesticated and improved quantitative trait loci or their adjacent regions, having six common CDGs, such as one functionally characterized gene Glyma15 g17480 (GmZTL3). Of the 68 seed size (SS) and SOC CDGs, 37 were further confirmed by gene expression analysis. In addition, eight genes were found to be related to artificial selection during modern breeding. Therefore, this study provides an integrated method for efficiently identifying CDGs and valuable information for domestication and genetic research.

Aspectos morfológicos e influência do tamanho da semente na germinação do jambo-vermelho

O jambo-vermelho (Syzygium malaccense (L.) Merryl et Perry), espécie pertencente à família Myrtaceae, possui frutos ricos em vitaminas, ferro e fósforo. Este trabalho teve por objetivos fornecer informações sobre aspectos morfológicos do fruto, semente e plântula e avaliar a influência do tamanho da semente na germinação dessa espécie. O fruto é uma baga piriforme, carnoso e indeiscente. O epicarpo é delgado, liso e avermelhado; o mesocarpo e o endocarpo são esbranquiçados e suculentos. Os frutos pesam, em média, 35,57g e medem 7,16cm de comprimento e 5,15cm de largura. As sementes são poliembriônicas e exalbuminosas, pesando, em média, 7,62g. Os cotilédones são maciços e esverdeados. A germinação é hipógea, e a emergência das plântulas inicia-se aos 36 dias após a semeadura. A raiz primária é longa e esbranquiçada. As raízes secundárias são curtas e filiformes. As sementes de maior tamanho são as mais vigorosas, não havendo diferença entre as de tamanho médio e pequeno. O estudo morfológico do jambo-vermelho pode ser utilizado para a identificação da espécie ou em relações ecológicas interespecíficas.

Toxicidade do herbicida S-metolachlor em plantas de milho provenientes de sementes com diferentes formatos e dimensões

Este trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade do herbicida S-metolachlor em plantas de milho oriundas de sementes com diferentes características morfológicas. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, localizada no município de Capão do Leão, RS. Os tratamentos foram compostos pelas combinações de três grupos de tamanhos de sementes, classificadas em peneiras de crivo oblongo [sementes retidas nas peneiras de largura 14/64 (peneira 14), 18/64 (peneira 18) e 21/64 (peneira 21)], de dois formatos de sementes (chata e redonda) e de cinco doses do herbicida S-metolachlor (0,00; 0,48; 0,96; 1,44; e 1,92 kg ha-1), totalizando-se 30 tratamentos. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados em esquema fatorial (3 x 2 x 5), com quatro repetições. Após a separação e classificação das sementes, procedeu-se à semeadura em vasos preenchidos com solo homogeneizado. em cada vaso foram semeadas oito sementes de milho, na profundidade de 3,0 cm, realizando-se, 24 horas depois, a aplicação do S-metolachlor em pré-emergência. Foram realizadas as seguintes avaliações: velocidade de emergência das plântulas; número total de plântulas emergidas; toxicidade visual e altura de plantas aos 7, 14 e 21 dias após a emergência (DAE); e biomassa seca das raízes e da parte aérea aos 21 DAE. O formato das sementes se mostrou fator importante na tolerância das plantas aos efeitos tóxicos do herbicida S-metolachlor, aplicado em pré-emergência, quando as sementes de milho são de menor tamanho, sendo observada maior toxicidade quando as plantas eram provenientes de sementes redondas. O aumento das doses aplicadas do S-metolachlor ocasionou reduções na aquisição de biomassa seca tanto da parte aérea como das raízes de plantas de milho, porém maior decréscimo se observou quanto ao acúmulo de biomassa seca das raízes.

Redução na população de plantas sobre a produtividade e a qualidade fisiológica da semente de soja

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de reduções na população de plantas sobre a produtividade e a qualidade fisiológica da semente de soja. Duas cultivares de soja (BRSMG 68 Vencedora e M-SOY 8001) foram cultivadas em áreas com e sem o controle de plantas daninhas. As populações estudadas foram: 400.000, 340.000, 280.000, 220.000 e 160.000 pl.ha-1, em um espaçamento entrelinhas de 0,43m. de maneira geral, a presença de plantas daninhas causa decréscimos na produtividade e no tamanho da semente produzida. Entretanto, variações na população não interferem na qualidade fisiológica, no tamanho e na massa de 100 sementes. A cultura da soja é capaz de suportar grandes reduções de população sem perdas significativas de produtividade. Essa capacidade é grandemente influenciável pela cultivar: a Vencedora suporta reduções de até 45% e a M-SOY 8001 de até 30%, em relação à população de 400.000 pl.ha-1.

Caracterização ecofisiológica de sementes de espécies lenhosas da Caatinga

Dormancy is an inherent property of the seeds that define the environmental conditions in which they are able to germinate and their presence is an adaptive trait common in species inhabiting semiarid regions. Moreover, the ability of seedling establishment in these environments has been related to the size, strength and chemical characteristics of the seeds. This study investigated patterns of dormancy and germination speed in tree species of the Caatinga, exploring how the seed size influence the processes of germination, seedling size and biomass allocation. In addition, we aim to investigate the chemical characteristics of the reserves, to verify a possible relationship between nutritional content and the process of seed germination. Therefore, seeds were collected from ten species of woody Caatinga for tests of breaking dormancy, germination and biochemical characterization. Overall, the results show that the scarification treatments mechanical and chemical, and thermal shock influenced the percentage and speed of germination in 50 % of the species, suggesting that they have some level of physical dormancy in the seeds. Biochemical characterization showed the existence of large amounts of carbohydrates in the seeds of all species, low proportion of protein and low amounts of neutral lipids. Using linear regression, we demonstrated the existence of a significant relationship between seed size and the ratio of root/shoot where the largest seeds invested a greater amount of resources for shoot growth. The relationship between germination speed and non-reducing sugar content was also significant, so these compounds is related to the maintenance of physiological seed quality. These results confirm some relationships discussed in the literature for cultivated species, but can be applied to the species native to the Caatinga

Caracterização morfológica e química de frutos de rambutan

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

Variação do tamanho de sementes de plantas daninhas e sua influência nos padrões de emergência das plântulas

Estudos relacionados ao tamanho de sementes e sua influência no processo germinativo de plantas daninhas são necessários devido à grande importância das espécies e à escassez de informações relacionadas à produção de sementes dessas plantas. Dessa forma, este trabalho objetivou estudar a variação do tamanho de sementes de 12 espécies de plantas daninhas e a emergência de duas dessas espécies semeadas em diferentes profundidades. Foi mensurado o peso unitário de 200 sementes por espécie de planta daninha selecionada e estabelecidas curvas de distribuição das frequências não acumuladas para o peso das sementes das espécies, utilizando-se o modelo de Gompertz. Após a classificação por tamanho (pequenas, médias e grandes), sementes de Ipomoea purpurea e Brachiaria decumbens foram semeadas em campo, em canteiros de 1,2 m², em diferentes profundidades no solo (2, 4, 6, 8 e 10 cm) de cada tratamento (profundidade); efetuaram-se quatro repetições. de maneira geral, no primeiro estudo, os resultados indicaram que não há como se referir ao peso de sementes das espécies de plantas daninhas estudadas considerando-se apenas a média dessa característica, devido à variação que pode ser encontrada. Essa grande variação no tamanho das sementes pode estar associada, também, a variações nos padrões de emergência, o que foi verificado no segundo estudo para a espécie I. purpurea. O índice de velocidade de emergência para I. purpurea foi maior para 4 cm de profundidade nas sementes pequenas, 8 cm nas sementes médias e de 6 a 10 cm de profundidade nas sementes grandes.

Procedimento para condução do teste de envelhecimento acelerado em sementes de algodão

The evaluation of the effect of seed has been fundamental tool in the program of quality control, and the accelerated aging test, an important part of that process. Some authors report that the germination and vigor are associated with seed size and facing the lack of consensus for the use of this test methodology and the relationship of seed size on the physiological quality, this work aimed to adapt the existing methodology as the temperature and period of conditioning on the performance of two sizes of seed cotton. The seeds were classified into two meshes of sieves, and then subjected to tests of water content, germination and electrical conductivity. The experimental design was completely randomized, analyzed statistically in a factorial threefold. Seeds of different sizes, showed no difference in percentage of germination. Seeds subjected to 40 degrees C for 42h of conditioning showed better percentage of germination.

Sintomas de deficiência tardia de fósforo em soja

Foi notado, em área de cultivo experimental em Botucatu (SP), que a soja, na época de enchimento das vagens, apresentava folhas com cor amarelada, que evoluía para palha, com tons arroxeados no limbo foliar e nos pecíolos. Esses sintomas eram compatíveis com as descrições mais genéricas de deficiência de P para outras espécies, apesar de não estarem descritos para soja. Foi conduzido um experimento em vasos com areia lavada e solução nutritiva, com o objetivo de reproduzir os sintomas observados em condição de campo. Foram cultivadas três plantas de soja por vaso, em ambiente aberto. Os sintomas de deficiência de P apareceram inicialmente nas folhas mais velhas, que ficaram amareladas, conservando algumas nervuras verdes. O tom amarelado foi-se intensificando, adquirindo tons avermelhados e, posteriormente, arroxeados. Notou-se ainda colapso do pecíolo das folhas com sintomas de deficiência. A fase de pegamento de vagens de soja mostrou-se mais sensível à deficiência de P do que a fase de enchimento de grãos podendo ocorrer recuperação de parte da produtividade pela produção de menor número de grãos e vagens chochas e aumento no tamanho de grão, se a deficiência ocorrer tardiamente e não for muito severa.

Influência do tamanho na germinação e no vigor de sementes de milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke)

O milheto é uma gramínea anual de sementes pequenas, com grande diversidade de tamanho, e com dificuldade, às vezes, do estabelecimento da população adequada de plantas. Este experimento objetivou verificar a influência do tamanho da semente de milheto sobre sua germinação e vigor. Foram utilizados quatro lotes de sementes (I, II, III e IV), classificados em quatro tamanhos, através de peneiras de malha quadrada, sendo: peneira 1 ≥ 2,00mm, peneira 2: 1,68 a 2,00mm, peneira 3: 1,41 a 1,68mm, peneira 4: 0,71 a 1,41mm e mais uma porção do lote original (testemunha), que constituíram os tamanhos. Foram realizados os testes de: peso de 1000 sementes, germinação inicial e após seis meses de armazenamento (TGI e TGII, respectivamente) e vigor (primeira contagem do teste de germinação e condutividade elétrica das sementes). Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições por tratamento. As sementes de peneira 4 apresentaram menores pesos de 1000 sementes para todos os lotes, menores valores de germinação para o TGI, em todos os lotes, e para o TGII nos lotes II e IV. Para o vigor (primeira contagem do teste de germinação) observou-se menor valor para peneira 4, nos lotes I, II e IV; enquanto para a condutividade, a peneira 4 apresentou maior valor para todos os lotes, indicando pior qualidade fisiológica dessas sementes. Concluiu-se que a germinação e o vigor das sementes de milheto são influenciados pelo seu tamanho; sementes maiores são de melhor qualidade do que as menores.