Interference competition and high temperature reduce the ‘virulence’ of fig wasps and contribute to stability of a fig-wasp mutualism

Fig trees are pollinated by fig wasps, which also oviposit in female flowers. The wasp larvae gall and eat developing seeds. Although fig trees benefit from allowing wasps to oviposit, because the wasp offspring disperse pollen, figs must prevent wasps from ovipositing in all flowers, or seed production would cease, and the mutualism would go extinct. In Ficus racemosa, we find that syconia (‘figs’) that have few foundresses (ovipositing wasps) are underexploited in the summer (few seeds, few galls, many empty ovules) and are overexploited in the winter (few seeds, many galls, few empty ovules). Conversely, syconia with many foundresses produce intermediate numbers of galls and seeds, regardless of season. We use experiments to explain these patterns, and thus, to explain how this mutualism is maintained. In the hot summer, wasps suffer short lifespans and therefore fail to oviposit in many flowers. In contrast, cooler temperatures in the winter permit longer wasp lifespans, which in turn allows most flowers to be exploited by the wasps. However, even in winter, only in syconia that happen to have few foundresses are most flowers turned into galls. In syconia with higher numbers of foundresses, interference competition reduces foundress lifespans, which reduces the proportion of flowers that are galled. We further show that syconia encourage the entry of multiple foundresses by delaying ostiole closure. Taken together, these factors allow fig trees to reduce galling in the wasp-benign winter and boost galling (and pollination) in the wasp-stressing summer. Interference competition has been shown to reduce virulence in pathogenic bacteria. Our results show that interference also maintains cooperation in a classic, cooperative symbiosis, thus linking theories of virulence and mutualism. More generally, our results reveal how frequency-dependent population regulation can occur in the fig-wasp mutualism, and how a host species can ‘set the rules of the game’ to ensure mutualistic behavior in its symbionts.

Biased oviposition and biased survival together help resolve a fig-wasp conflict

We report evidence that helps resolve two competing explanations for stability in the mutualism between Ficus racemosa fig trees and the Ceratosolen fusciceps wasps that pollinate them. The wasps lay eggs in the tree's ovules, with each wasp larva developing at the expense of a fig seed. Upon maturity, the female wasps collect pollen and disperse to a new tree, continuing the cycle. Fig fitness is increased by producing both seeds and female wasps, whereas short-term wasp fitness increases only with more wasps, thereby resulting in a conflict of interests. We show experimentally that wasps exploit the inner layers of ovules first (the biased oviposition explanation), which is consistent with optimal-foraging theory. As oviposition increases, seeds in the middle layer are replaced on a one-to-one basis by pollinator offspring, which is also consistent with biased oviposition. Finally, in the outer layer of ovules, seeds disappear but are only partially replaced by pollinator offspring, which suggests high wasp mortality (the biased survival or ‘unbeatable seeds’ explanation). Our results therefore suggest that both biased oviposition and biased survival ensure seed production, thereby stabilizing the mutualism. We further argue that biased oviposition can maintain biased survival by selecting against wasp traits to overcome fig defenses. Finally, we report evidence suggesting that F. racemosa balances seed and wasp production at the level of the tree. Because figs are probably selected to allocate equally to male and female function, a 1:1 seed:wasp ratio suggests that fig trees are in control of the mutualism.

Increases in the longevity of desiccation-phase developing rice seeds: response to high temperature drying depends on harvest moisture content

• Background and Aims Earlier studies have suggested that the drying conditions routinely used by genebanks may not be optimal for subsequent seed longevity. The aim of this study was to compare the effect of hot-air drying with low temperature drying on subsequent seed longevity for 20 diverse rice accessions and to consider how factors related to seed production history might influence the results. • Methods Seeds were produced according to normal regeneration procedures at IRRI. They were harvested at different times (harvest date and days after anthesis (DAA), once for each accession) and dried either in a drying room (DR; 15% RH, 15°C), or in a flat-bed heated-air batch dryer (BD; 45°C, 8 h d-1) for up to 6 daily cycles followed by drying in the DR. Relative longevity was assessed by storage at 10.9% moisture content (m.c.) and 45°C. • Key Results Initial drying in the BD resulted in significantly greater longevity compared with the DR for 14 accessions (seed lots): the period of time for viability to fall to 50% for seeds dried in the BD as a percentage of that for seeds dried throughout in the DR varied between 1.3 and 372.2% for these 14 accessions. The seed lots that responded the most were harvested earlier in the season and at higher moisture content. Drying in the BD did not reduce subsequent longevity compared with DR drying for any of the remaining accessions. • Conclusions Seeds harvested at a m.c. where, according to the moisture desorption isotherm, they could still be metabolically active (>16.2%), may be in the first stage of the post-mass maturity, desiccation phase of seed development and able to increase longevity in response to hot-air drying. The genebank standards regarding seed drying for rice and, perhaps, for other tropical species should be reconsidered.

Ectomycorrhizal symbiosis can enhance plant nutrition through improved access to discrete organic nutrient patches of high resource quality

It is known that roots can respond to patches of fertility; however, root proliferation is often too slow to exploit resources fully, and organic nutrient patches may be broken down and leached, immobilized or chemically fixed before they are invaded by the root system. The ability of fungal hyphae to exploit resource patches is far greater than that of roots due to their innate physiological and morphological plasticity, which allows comprehensive exploration and rapid colonization of resource patches in soils. The fungal symbionts of ectomycorrhizal plants excrete significant quantities of enzymes such as chitinases, phosphatases and proteases. These might allow the organic residue to be tapped directly for nutrients such as N and P. Pot experiments conducted with nutrient-stressed ectomycorrhizal and control willow plants showed that when high quality organic nutrient patches were added, they were colonized rapidly by the ectomycorrhizal mycelium. These established willows (0.5 m tall) were colonized by Hebeloma syrjense P. Karst. for 1 year prior to nutrient patch addition. Within days after patch addition, colour changes in the leaves of the mycorrhizal plants (reflecting improved nutrition) were apparent, and after I month the concentration of N and P in the foliage of mycorrhizal plants was significantly greater than that in non-mycorrhizal plants subject to the same nutrient addition. It seems likely that the mycorrhizal plants were able to compete effectively with the wider soil microbiota and tap directly into the high quality organic resource patch via their extra-radical mycelium. We hypothesize that ectomycorrhizal plants may reclaim some of the N and P invested in seed production by direct recycling from failed seeds in the soil. The rapid exploitation of similar discrete, transient, high-quality nutrient patches may have led to underestimations when determining the nutritional benefits of ectomycorrhizal colonization.

A trophic cascade induced by predatory ants in a fig-fig wasp mutualism

Summary 1. A trophic cascade occurs when predators directly decrease the densities, or change the behaviour, of herbivores and thus indirectly increase plant productivity. The predator–herbivore– plant context is well known, but some predators attack species beneficial to plants (e.g. pollinators) and/or enemies of herbivores (e.g. parasites), and their role in the dynamics of mutualisms remains largely unexplored. 2. We surveyed the predatory ant species and studied predation by the dominant ant species, the weaver ant Oecophylla smaragdina, associated with the fig tree Ficus racemosa in southwest China. We then tested the effects of weaver ants on the oviposition behaviour of pollinating and non-pollinating fig wasps in an ant-exclusion experiment. The effects of weaver ants on fig wasp community structure and fig seed production were then compared between trees with and without O. smaragdina. 3. Oecophylla smaragdina captured more non-pollinating wasps (Platyneura mayri) than pollinators as the insects arrived to lay eggs. When ants were excluded, more non-pollinators laid eggs into figs and fewer pollinators entered figs. Furthermore, trees with O. smaragdina produced more pollinator offspring and fewer non-pollinator offspring, shifting the community structure significantly. In addition, F. racemosa produced significantly more seeds on trees inhabited by weaver ants. 4. Oecophylla smaragdina predation reverses the dominance of the two commonest wasp species at the egg-laying stage and favours the pollinators. This behavioural pattern is mirrored by wasp offspring production, with pollinators’ offspring dominating figs produced by trees inhabited by weaver ants, and offspring of the non-pollinator P. mayri most abundant in figs on trees inhabited by other ants. 5. Overall, our results suggest that predation by weaver ants limits the success of the non-pollinating P. mayri and therefore indirectly benefits the mutualism by increasing the reproductive success of both the pollinators and the plant. Predation is thus a key functional factor that can shape the community structure of a pollinator-plant mutualistic system. Key-words: competitive release, fig wasp, mutualism, predation, predator-exclusion experiment, trophic cascade

Nitrogênio, fósforo, potássio, adubo orgânico e calcário dolomítico na produção de sementes de grama-batatais (Paspalum notatum Flügge) em Latossol Vermelho Escuro

Comparou-se a produção de sementes de grama-batatais em Latossol vermelho Escuro com ou sem adição de sulfato de amônio (4g de N/m²), superfosfato simples (50g de P2O5/m²), cloreto de potássio (15g de K2O/m²), esterco de equino (10 litros/m²) e calcário dolomítico (220 g/m²). As produções foram avaliadas através de número de espigas por área, peso total de sementes, peso de sementes puras, relação entre peso de sementes puras e peso total de sementes, peso de 1000 sementes puras, peso total de sementes por espiga, peso de sementes puras por espiga, porcentagem de germinação das sementes e velocidade de emergência das plântulas. Foram determinados os teores de nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio, magnésio, enxofre, boro, cobre, ferro, manganês e zinco na matéria seca de folhas e sementes. Verificou-se que a produção de sementes, tanto em quantidade como em qualidade, foi influenciada pela nutrição mineral. As porcentagens mais elevadas de carbono no solo estiveram associadas a maior quantidade e melhor qualidade das sementes produzidas. As melhores produções de sementes correspondem aos níveis mais baixos de fósforo, potássio, cálcio e zinco nas folhas. Verificou-se serem importantes nas características avaliadas as seguintes relações entre teores de nutrientes nas folhas ou nas sementes: N/P, P/Ca, P/Mg, P/S, P/Zn, K/Ca, K/Mg, K/B, Ca/Mg, Ca/B, Fe/Mn, Zn/Cu, Zn/Fe e Zn/Mn. Nas maiores produções, as sementes apresentaram concentrações menores de nitrogênio, boro e cobre, e mais elevadas de cálcio. As sementes de melhor qualidade apresentaram maiores concentrações de zinco e menores de boro. A aplicação de adubos ou calcário dolomítico não melhorou significativamente a produção de sementes.

Emergência de Bidens pilosa em diferentes profundidades de semeadura

Bidens pilosa é uma das mais importantes plantas daninhas que ocorrem em lavouras anuais e perenes da região Centro-Sul do Brasil. A grande capacidade de produção de aquênios é uma das suas principais estratégias de sobrevivência, e o conhecimento das condições fundamentais para germinação e emergência das plântulas é essencial para predição do crescimento populacional e para a elaboração de plano de manejo de suas infestações e de seus biótipos resistentes aos herbicidas. Foram conduzidos ensaios em condições de casa de vegetação, onde foi avaliada a emergência de aquênios de B. pilosa em diferentes profundidades (0, 1, 2, 3, 4 e 5 cm). Os experimentos foram conduzidos nos meses de maio, agosto e novembro de 2006 e em março de 2007. Os resultados mostraram que a emergência de plântulas de picão-preto foi bastante afetada pela localização do aquênio no perfil do solo, ocorrendo expressiva redução a partir de 2 cm de profundidade. Essa característica da biologia reprodutiva do picão-preto é importante para a formação de densos bancos de sementes em solos submetidos ao preparo convencional, onde grande parte da chuva de sementes é nele incorporada.

Nitrogênio na produção e qualidade de sementes de feijão

O uso de fertilizante nitrogenado, em campos de produção de sementes, pode beneficiar a produtividade e a qualidade da semente, por afetar a formação do embrião e dos órgãos de reserva. Assim, objetivou-se, com este trabalho, avaliar a produção e o potencial fisiológico de sementes de feijoeiro, em função da aplicação de nitrogênio em cobertura, em duas cultivares. Utilizou-se o delineamento de blocos casualizados, em esquema fatorial 2×6, com 12 tratamentos (cultivares Pérola e IAC Carioca Eté e seis doses de nitrogênio em cobertura: 0 kg ha-1, 30 kg ha-1, 60 kg ha-1, 90 kg ha-1, 120 kg ha-1 e 150 kg ha-1) e quatro repetições. O nitrogênio promoveu aumentos na produção de sementes, com dose ótima de 143 kg de N ha-1, para a cultivar Pérola, e 134 kg de N ha-1, para a cultivar IAC Carioca Eté, com a Pérola apresentando maiores níveis de produtividade. Alterações na qualidade de sementes não foram verificadas com o aumento das doses de nitrogênio.

Avaliação do potencial fisiológico de lotes de sementes de soja

Vários procedimentos são utilizados para avaliar o potencial fisiológico de sementes, sendo fundamental a utilização daqueles que reflitam melhor o desempenho em campo. A pesquisa teve como objetivo avaliar o potencial fisiológico de sementes de soja por meio de testes de avaliação rápida, de vigor, de emergência de plântulas em campo e análise computadorizada de imagens (SVIS®), procurando identificar o procedimento mais eficiente na separação de lotes. Cinco lotes das cultivares BRS Valiosa RR e CD 208 foram avaliados em duas épocas (antes e após armazenamento) pelos testes de germinação, de avaliação rápida (embebição em água e pH do exsudato), de vigor (envelhecimento acelerado e condutividade elétrica), de emergência de plântulas em campo e análise computadorizada de imagens (SVIS®). Os testes de germinação em areia, de condutividade elétrica e de embebição em água foram eficientes na separação dos lotes, mas apenas este último possibilitou identificar diferenças consistentes entre os lotes nos dois períodos avaliados. Assim, o teste de embebição em água pode ser considerado promissor na composição de programas de controle de qualidade.

Rendimento e qualidade fisiológica de sementes de coentro cultivado com adubação orgânica e mineral

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção e qualidade fisiológica de sementes de coentro em função de doses de nitrogênio

O objetivo dessa pesquisa foi avaliar o rendimento e a qualidade de sementes de coentro, cultivar Verdão, em função de doses de nitrogênio. Um experimento de campo foi instalado no Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba (CCA-UFPB), em Areia-PB, no período de abril a novembro de 2001, para avaliar a produção de sementes. Os tratamentos consistiram em cinco doses de nitrogênio (0, 20, 40, 60 e 80kg.ha-1) distribuídas em delineamento experimental de blocos casualizados, em quatro repetições. Após as colheitas, as sementes foram avaliadas quanto à qualidade fisiológica (germinação e índice de velocidade de germinação). O rendimento de sementes aumentou com a elevação das doses de nitrogênio, na ordem de 4,7kg.ha-1 a cada quilograma de nitrogênio adicionado ao solo, sendo o rendimento máximo de sementes (1900kg.ha-1), obtido na dose de 80kg.ha-1. A germinação máxima estimada (82%) foi obtida com a dose de 53kg.ha-1 de nitrogênio, enquanto o índice de velocidade de germinação aumentou com a elevação das doses de nitrogênio, sendo verificado um índice de 5,6 na dose máxima de nitrogênio.

Produção e germinação de sementes de cultivares de aveia sob irrigação em Jaboticabal - SP

Em ensaios conduzidos nos anos de 2000 e 2001, avaliaram-se a produção de sementes, o peso de mil sementes e a germinação das sementes de cultivares de aveia. Os ensaios foram conduzidos em parcelas dispostas em blocos ao acaso com três repetições. No primeiro ano, as cultivares avaliadas foram: IAC-7, UFRGS-17, UFRGS-14, UPF-16 e OR-2, e no segundo ano: IAC-7, UFRGS-17, UPF-16, UFRGS-15 e UPF-19. As semeaduras ocorreram em 21/06/00 e 30/05/01. A colheita das sementes ocorreu no estádio de grãos duros, e, em seguida, realizou-se o beneficiamento. A cultivar IAC-7 foi a mais precoce em ambos os anos, e no segundo ano, observou-se aumento no ciclo de cultivo de todas as cultivares. Assim como o peso de mil sementes, a produção de sementes e o percentual de germinação das mesmas aumentaram no segundo ano. Embora não tenha havido diferenças entre as cultivares avaliadas no ano de 2001, no aspecto geral, a cultivar UFRGS-17 destacou-se das demais, apresentando alta produção e excelente germinação de sementes nos dois anos de avaliação. Foram encontrados altos valores para a porcentagem de germinação das sementes em ambos os anos, observado-se diferenças entre as cultivares apenas no primeiro ano.

População de plantas, método de colheita e qualidade de sementes de cenoura, cultivar Brasília

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

Produção e qualidade de sementes de abobrinha 'Piramoita' em resposta à quantidade de pólen

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

Produção e qualidade de sementes de berinjela em função do horário de polinização manual

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