Anatomy, ultrastructure and secretion of Hibiscus pernambucensis Arruda (Malvaceae) extrafloral nectary

This paper reports on the extrafloral nectary (EFN) of Hibiscus pernambucensis, a native shrub species occurring in mangrove and restinga along Brazil's coastline. EFNs occur as furrows with a protuberant border on the abaxial surface veins of the leaf blade. Each nectary consists of numerous secretory multicellular trichomes, epidermal cells in palisade-like arrangements and non-vascularized parenchyma tissue. Nectar secretion is prolonged, since secretion starts in very young leaves and remains up to completely expanded leaves. Reduced sugars, lipids, and proteins were histochemically detected in all the nectary cells; phenolic substances were detected in the vacuoles of the epidermal palisade cells and in some secretory trichome cells. The secretory cells that constitute the body of trichomes have large nuclei, dense cytoplasm with numerous mitochondria, dictyosomes, scattered lipid droplets and plastids with different inclusions: protein, lipid droplets or starch grains; vacuoles with different sizes have membranous material, phenolic and lipophilic substances. The palisade cells show thick periclinal walls, reduced cytoplasm with voluminous lipid drops and developed vacuoles. The nectary parenchyma cells contain abundant plasmodesmata and cytoplasm with scattered lipid droplets, mitochondria, plastids with starch grains and endoplasmic reticulum. Mucilage idioblasts are common in the inner nectary parenchyma. Protoderm and ground meristem participate in the formation of EFN. Our data indicate that all nectary regions are involved in nectar production and secretion, constituting a functional unit. Longevity of the extrafloral nectaries is likely associated with the presence of mucilage idioblasts, which increases the capacity of the nectary parenchyma to store water.

Anatomical analysis of peach palm (Bactris gasipaes) leaves cultivated in vitro, ex vitro and in vivo

The present work characterized and compared the anatomical structures of the leaves of Bactris gasipaes (Arecaceae) plants grown under different cultivation conditions (in vitro, ex vitro and in vivo) with the goal of identifying the origins of the difficulties encountered in acclimatizing micro-plants. The Quant program was used to determine leaf tissue thicknesses and areas, and histochemical tests were performed on leaf sections and analyzed using light microscopy. Stomatal and trichome densities were determined using the epidermal impression method and by scanning electronic microscopy. Our results indicated that there were no discernible alterations of the anatomical characteristics of the leaves of micro-plants cultivated under differing conditions and that the thickening of the mesophyll and the vascular fibers indicated adaptive responses to ex vitro conditions. As such, the observed difficulties in acclimatizing peach palm micro-plants to ex vitro conditions cannot be attributed to plant anatomical characteristics acquired during in vitro cultivation.

Proteomic analysis of Artemisia annua – towards elucidating the biosynthetic pathways of the antimalarial pro-drug artemisinin

Background: MS-based proteomics was applied to the analysis of the medicinal plant Artemisia annua, exploiting a recently published contig sequence database (Graham et al. (2010) Science 327, 328–331) and other genomic and proteomic sequence databases for comparison. A. annua is the predominant natural source of artemisinin, the precursor for artemisinin-based combination therapies (ACTs), which are the WHO-recommended treatment for P. falciparum malaria. Results: The comparison of various databases containing A. annua sequences (NCBInr/viridiplantae, UniProt/ viridiplantae, UniProt/A. annua, an A. annua trichome Trinity contig database, the above contig database and another A. annua EST database) revealed significant differences in respect of their suitability for proteomic analysis, showing that an organism-specific database that has undergone extensive curation, leading to longer contig sequences, can greatly increase the number of true positive protein identifications, while reducing the number of false positives. Compared to previously published data an order-of-magnitude more proteins have been identified from trichome-enriched A. annua samples, including proteins which are known to be involved in the biosynthesis of artemisinin, as well as other highly abundant proteins, which suggest additional enzymatic processes occurring within the trichomes that are important for the biosynthesis of artemisinin. Conclusions: The newly gained information allows for the possibility of an enzymatic pathway, utilizing peroxidases, for the less well understood final stages of artemisinin’s biosynthesis, as an alternative to the known non-enzymatic in vitro conversion of dihydroartemisinic acid to artemisinin. Data are available via ProteomeXchange with identifier PXD000703.

Phylogenetics of Hydroidolina (Hydrozoa: Cnidaria)

Hydroidolina is a group of hydrozoans that includes Anthoathecata, Leptothecata and Siphonophorae. Previous phylogenetic analyses show strong support for Hydroidolina monophyly, but the relationships between and within its subgroups remain uncertain. In an effort to further clarify hydroidolinan relationships, we performed phylogenetic analyses on 97 hydroidolinan taxa, using DNA sequences from partial mitochondrial 16S rDNA, nearly complete nuclear 18S rDNA and nearly complete nuclear 28S rDNA. Our findings are consistent with previous analyses that support monophyly of Siphonophorae and Leptothecata and do not support monophyly of Anthoathecata nor its component subgroups, Filifera and Capitata. Instead, within Anthoathecata, we find support for four separate filiferan clades and two separate capitate clades (Aplanulata and Capitata sensu stricto). Our data however, lack any substantive support for discerning relationships between these eight distinct hydroidolinan clades.

Desenvolvimento e validação de método analítico para quantificação da boldina em peumus boldus mol. (monimiaceae) e avaliação preliminar de sua estabilidade

Peumus boldus Molina (Monimiaceae) é uma árvore comum e abundante no Chile, e suas folhas são amplamente empregadas pela medicina tradicional para o tratamento de uma variedade de afecções do sistema digestivo e hepatobiliar. Seus principais constituintes químicos são alcalóides do tipo aporfínicos, sendo a boldina seu maior e mais característico representante, cujas propriedades antioxidantes são extensivamente relatadas na literatura, servindo desta forma como marcador químico para a espécie. Com o objetivo de contribuir com parâmetros de controle de qualidade, um estudo botânico macro e microscópico das folhas e do pó da espécie foi realizado. Características morfológicas, identificadas pela análise macroscópica, como pilosidade, tipologia dos tricomas, proeminência ao redor da base dos tricomas e aparência do bordo, e características microscópicas como estômatos anomocíticos, folha hipoestomática e ocorrência de cristais de oxalato de cálcio denotam valor taxonômico. Parâmetros farmacopéicos como cinzas totais e perda por dessecação foram determinados, e um método de quantificação da boldina foi desenvolvido e validado utilizando a CLAE. O limite mínimo de boldina observado na análise de 10 amostras adquiridas foi de aproximadamente 0,016%. A fim de avaliarse o comportamento de seus constituintes químicos frente a variações de temperatura e umidade, realizou-se estudo de estabilidade acelerada (40ºC ± 2ºC / 75% ± 5% U.R.). A degradação máxima de boldina foi observada após 90 dias em câmara climática chegando a aproximadamente 52%. A reação de degradação sugerida foi de segunda ordem, e o tempo de vida útil e meia-vida calculados foram de aproximadamente 18 dias e 165 dias, respectivamente. Por fim, realizou-se a quantificação de alguns metais pesados nas folhas da espécie, que decresceram na ordem de Fe> Mn> Cu> Ni, sendo que Pb, Cr e Co tiveram níveis abaixo do limite de detecção de 5 μg/g.

Nonpreference of whitefly for oviposition in tomato genotypes

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

Resistência de genótipos de soja à mosca branca Bemisia tabaci (Genn.) biótipo B (Hemiptera: Aleyrodidae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Aspectos biológicos do ácaro Brevipalpus phoenicis vetor da leprose dos citros em plantas de buva (Conyza canadensis)

O ácaro Brevipalpus phoenicis, vetor da leprose dos citros, é uma espécie polífaga que tem ampla gama de hospedeiros alternativos nos pomares cítricos, nos quais se pode manter e/ou incrementar suas populações. O objetivo deste trabalho foi estudar a sobrevivência, a oviposição e o modo de alimentação do ácaro B. phoenicis em plantas de buva (Conyza canadensis) com diferentes tamanhos. Para avaliação da sobrevivência e oviposição do ácaro B. phoenicis, foi utilizado o delineamento estatístico inteiramente casualizado, com cinco tratamentos e doze repetições. Os tratamentos estudados foram: (1) secções de caules de plantas menores que 20 cm, (2) entre 21 e 50 cm, (3) entre 51 e 100 cm e (4) maiores que 101 cm de altura; e (5) secções de ramos de laranja. Dez fêmeas adultas de B. phoenicis, procedentes de uma criação-estoque, foram transferidas para cada secção de caule de buva e ramos de citros como testemunha. Avaliou-se a sobrevivência e a oviposição dos ácaros até 120 horas após a transferência. Alguns aspectos comportamentais do ácaro B. phoenicis foram fotomicrografados, utilizando-se microscópico eletrônico de varredura. Verificou-se que as plantas de maior altura de buva foram mais favoráveis à sobrevivência do ácaro B. phoenicis do que as de menor tamanho. Contudo, a quantidade de ovos postos pelo ácaro não diferiu em relação à altura das plantas de buva. Com base nas fotomicrografias, constatou-se a preferência do ácaro B. phoenicis por se alimentar na base dos tricomas presentes na superfície do caule da planta de buva, justificado, possivelmente, pela maior turgescência das células encontradas nessa região da planta. Esses resultados reforçam a importância do manejo de buva nos pomares cítricos, pois a sua presença no campo pode favorecer a sobrevivência e o desenvolvimento do ácaro B. phoenicis, servindo, portanto, como hospedeira alternativa, o que pode contribuir para a disseminação do ácaro e, consequentemente, da leprose nos pomares cítricos.

Influência de tricomas do algodoeiro sobre os aspectos biológicos e capacidade predatória de Chrysoperla externa (Hagen) alimentada com Aphis gossypii Glover

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

Resistance of melon cultivars to Bemisia tabaci biotype B

A mosca-branca, Bemisia tabaci biótipo B, é atualmente uma das mais importantes pragas da cultura do melão, ocasionando danos diretos e indiretos às plantas e reduzindo significativamente as produções a campo. Devido à necessidade de métodos mais sustentáveis do que o controle químico nas lavouras de melão, neste trabalho avaliou-se a resposta das cultivares de meloeiro AF-646, AF-682, Don Luis, Frevo, Jangada, Nilo, Vereda, Amarelo Ouro e Hales Best quanto à possível resistência a B. tabaci biótipo B, através de testes de campo, casa de vegetação e laboratório. No geral, 'Hales Best' e 'Amarelo Ouro' foram as mais resistentes, expressando não-preferência para oviposição contra a mosca-branca. A densidade de tricomas está associada à variação de oviposição sobre os materiais e deve ser melhor investigada em trabalhos futuros. Estes resultados podem auxiliar nos programas de melhoramento de melão, visando à resistência de plantas a B. tabaci biótipo B.

Tricomas foliares em tomateiro com teores contrastantes do aleloquímico 2-tridecanona

Duas espécies de tomateiro, Lycopersicon esculentum Mill. (Linhagem TOM 556- padrão com baixo teor da metil cetona 2-tridecanona (2-TD) e Lycopersicon hirsutum Dunal var. glabratum Mill. (Linhagem PI 134417- padrão com elevado teor de 2-TD), foram analisadas em conjunto para identificação e quantificação de tricomas foliares. A parte experimental constou da identificação dos tricomas, baseado na presença ou ausência da cabeça secretora na extremidade apical dos tricomas, arranjo e número de células da cabeça, comprimento dos tricomas, e da quantificação do número de tricomas glandulares e não glandulares nos folíolos. O delineamento utilizado para o número de tricomas foi inteiramente casualizado e as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5%. A identificação e quantificação para as espécies foram: a) TOM 556: Tricomas não glandulares do tipo II + III + V (2590 cm-2 de área foliolar); glandular do tipo VI (16 cm-2); glandular do tipo VII (138 cm-2); b) PI 134417: não glandulares do tipo II + III + V (140 cm-2 de área foliolar); glandular do tipo I + IV (843 cm-2); glandular do tipo VI (83 cm-2); glandular do tipo VII (11 cm-2). As maiores concentrações da 2-TD nos folíolos, estão associadas às maiores densidades de tricomas glandulares presentes em ambas espécies.

Estudos morfoanatômicos da semente e da plântula de espécies de Anileiras (Indigofera L., Leguminosae)

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

An evergreen neotropical savanna tree (Gochnatia polymorpha, Asteraceae) produces different dry- and wet-season leaf types

Gochnatia polymorpha (Less.) Cabrera is a widespread tree species found in different physiognomies of neotropical savanna (cerrado) formations of south-eastern Brazil. The present study describes some leaf anatomical characteristics of this species as a function of the time of leaf flush, during dry or wet seasons. This species presents anatomical plasticity in the cuticle, palisade parenchyma and abaxial epidermis as well as in stomatal size and stomatal and trichome density, which are leaf structures linked with water-status control. Leaf structure changed to suit the particular environmental conditions during dry and wet seasons. The production of different wet-and dry-season leaf types in G. polymorpha could be a response to drought and an adaptation to environmental constraints in the cerrado.

In vivo evaluation of the biocompatibility of three current bonding agents

The aim of this in vivo study was to evaluate the biocompatibility of three current bonding agents and calcium hydroxide cement. Sixty polyethylene tubes filled with the following materials: Group 1: Prime & Bond NT (PB - Dentsply, US; Group 2: Bond 1 (BO - Jeneric/Pentron, US); Group 3: Optibond Solo (OP - Kerr, US); and Group 4 (control): calcium hydroxide cement - Dycal (CH - Dentsply, US) were implanted into the connective tissue of 30 rats. After 15, 30 and 60 days, the implants were excised and the animals sacrificed. The biopsies were immersed in Karnovsky (pH, 7.2) fixative solution for 48 hours, and processed using routine histological technique. Six-micron-thick sections were cut and stained with hematoxilin and eosin and Masson's trichome technique. Microscopic evaluation was used to compare the connective tissue reactions caused by the experimental and control materials adjacent to the tube opening. At 15 days, the experimental and control materials triggered a moderate to intense inflammatory response which gave rise to a thick capsule adjacent to the tube opening. With time, the inflammatory reaction decreased. At 60 days, the connective tissue adjacent to the bonding agents exhibited a persistent inflammatory response mediated by macrophages and giant cells which were engulfing displaced resin components. on the other hand, for the control group (calcium hydroxide) no inflammatory response associated with a thin capsule adjacent to the material was observed even at the 30-day period. The hard-setting calcium hydroxide cement allowed complete healing and was considered more biocompatible than the bonding agents.

Ultrastructure and cytochemistry of the pearl gland in Piper regnellii (Piperaceae)

Pearl glands are scattered throughout the lamina of developing leaves and rarely found on adult leaves of Piper regnellii (Piperaceae). The pearl gland is a bicellular secretory trichome composed of a short broad basal cell and a spatula-like, semiglobular apical cell. Four different stages of the pearl grand were determined during its ontogenesis: origin, pre-secretory, secretory and post-secretory. During the pre-secretory stage, mitochondria, ribosomes, dictyosomes, rough endoplasmic reticulum, and plastids with electron dense inclusions were present in the cytoplasm of the apical cell. During the secretory stage, the most remarkable characteristics of the apical cell are the proliferation of dictyosomes and their vesicles, rough endoplasmic reticulum, and modified plastids. At this stage, electron-dense oil drops occur in the plastids as well as scattered within the cytoplasm, proteins and polysaccharides are seen in the plastids, vesicles, and vacuoles. Only polysaccharides are present in the periplasmic space, wall cavities, and on the surface of the apical cell. The polysaccharides are one of the main components of the mucilagenous exudate that covers the developing leaf structures. The apical cell of the senescing trichomes undergoes a progressive degeneration of its cellular components, the plastids being the first organelles to undergo lysis.