Independent evolution of the prochlorophyte and green plant chlorophyll a/b light-harvesting proteins

The prochlorophytes are oxygenic prokaryotes differing from other cyanobacteria by the presence of a light-harvesting system containing both chlorophylls (Chls) a and b and by the absence of phycobilins. We demonstrate here that the Chl a/b binding proteins from all three known prochlorophyte genera are closely related to IsiA, a cyanobacterial Chl a-binding protein induced by iron starvation, and to CP43, a constitutively expressed Chl a antenna protein of photosystem II. The prochlorophyte Chl a/b protein (pcb) genes do not belong to the extended gene family encoding eukaryotic Chl a/b and Chl a/c light-harvesting proteins. Although higher plants and prochlorophytes share common pigment complements, their light-harvesting systems have evolved independently.

Cynodon dactylon, Green Couch Grass 'Oz-E-Green'

Spontaneous mutation or chance seedling: discovered in 2001 as a superior plant growing among “Common” green couch on the breeder’s turf farm at Berries Road, Childers. A selected piece of sod was removed and broken into vegetative sprigs to propagate a larger area of this variety elsewhere on the breeder’s property. The original plant has now been multiplied vegetatively three times without showing any discernible off types. Selection criteria: dense prostrate habit and limited inflorescence production (giving a low mowing requirement), high turf quality, dark green colour. Propagation: vegetative. Breeder: Robert William Morrow, Childers, QLD. PBR Certificate Number 2844, Application Number 2004/035, granted 22 August 2005.

黄延高速公路边坡植被与土壤特性调查研究

采用现场调查、观测、试验等多种试验方法,对黄延高速公路绿化植物、边坡土壤理化性质以及植物群落组成进行了研究。通过分析,总结了中央分隔带、平台和边坡绿化植物种类以及边坡有效配置模式,分析了土壤养分贫瘠的原因和提高措施。在此基础上提出土壤肥力与植物恢复是相辅相成的,土壤肥力随人工植被建立时间的延长而逐渐恢复;随着时间序列的延长,其物种数目和比例也发生较大变化,有利于护坡植物群落最终实现结构稳定。

The Ectocarpus genome and the independent evolution of multicellularity in brown algae

Brown algae (Phaeophyceae) are complex photosynthetic organisms with a very different evolutionary history to green plants, to which they are only distantly related(1). These seaweeds are the dominant species in rocky coastal ecosystems and they exhibit many interesting adaptations to these, often harsh, environments. Brown algae are also one of only a small number of eukaryotic lineages that have evolved complex multicellularity (Fig. 1). We report the 214 million base pair (Mbp) genome sequence of the filamentous seaweed Ectocarpus siliculosus (Dillwyn) Lyngbye, a model organism for brown algae(2-5), closely related to the kelps(6,7) (Fig. 1). Genome features such as the presence of an extended set of light-harvesting and pigment biosynthesis genes and new metabolic processes such as halide metabolism help explain the ability of this organism to cope with the highly variable tidal environment. The evolution of multicellularity in this lineage is correlated with the presence of a rich array of signal transduction genes. Of particular interest is the presence of a family of receptor kinases, as the independent evolution of related molecules has been linked with the emergence of multicellularity in both the animal and green plant lineages. The Ectocarpus genome sequence represents an important step towards developing this organism as a model species, providing the possibility to combine genomic and genetic(2) approaches to explore these and other(4,5) aspects of brown algal biology further.

INTRAPOPULATION VARIATION IN THE DIET OF THE WOOD MOUSE APODEMUS-SYLVATICUS

Variation in the diet of wood mice, Apodemus sylvaticus, was investigated in two contrasting habitats, deciduous and coniferous woodland, over 26 months and in 10 additional sites trapped during winter. Stomach contents were categorized as seed, fruit, green plant, root and animal material. Diet was evaluated using the percentage occurrence of each food type. Age and sex differences in diet occurred infrequently. Seed predominated throughout but was especially prevalent in autumn and winter. There was a peak in the incidence of animal material in the spring and early summer. Animal food was generally more frequent in mice caught in conifer plantations than in deciduous woodland during the longer-term study. Further, mice from the additional coniferous habitats had greater percentage occurrence of animal food than those from the additional deciduous sites. There was a negative, non-linear association between relative population size and diet in these winter samples. This suggests that spatial variation in numbers of A. sylvaticus is dictated by food availability and density is locally food limited.

In situ analysis and structural elucidation of sainfoin (Onobrychis viciifolia) tannins for high-throughput germplasm screening

A rapid thiolytic degradation and cleanup procedure was developed for analyzing tannins directly in chlorophyll-containing sainfoin (Onobrychis viciifolia) plants. The technique proved suitable for complex tannin mixtures containing catechin, epicatechin, gallocatechin, and epigallocatechin flavan-3-ol units. The reaction time was standardized at 60 min to minimize the loss of structural information as a result of epimerization and degradation of terminal flavan-3-ol units. The results were evaluated by separate analysis of extractable and unextractable tannins, which accounted for 63.6−113.7% of the in situ plant tannins. It is of note that 70% aqueous acetone extracted tannins with a lower mean degree of polymerization (mDP) than was found for tannins analyzed in situ. Extractable tannins had between 4 and 29 lower mDP values. The method was validated by comparing results from individual and mixed sample sets. The tannin composition of different sainfoin accessions covered a range of mDP values from 16 to 83, procyanidin/prodelphinidin (PC/PD) ratios from 19.2/80.8 to 45.6/54.4, and cis/trans ratios from 74.1/25.9 to 88.0/12.0. This is the first high-throughput screening method that is suitable for analyzing condensed tannin contents and structural composition directly in green plant tissue.

Cultura de anteras e embriogênese de genótipos selecionados de cevada (Hordeum vulgare L.ssp.vulgare)

A eficiência da técnica de cultura de anteras, em escala comercial, ainda pode ser considerada baixa quando medida em número de plantas duplo-haplóides férteis obtidas para cada antera estabelecida in vitro. Dessa forma, o presente trabalho é pioneiro no estudo detalhado da embriogênese in vitro do micrósporo e do grão de pólen de cevada (Hordeum vulgare L. ssp. vulgare). Com o objetivo de contribuir para o aperfeiçoamento da técnica de cultura de anteras foi analisada a embriogênese, com especial ênfase na etapa da indução, através de análises citológicas e histológicas de anteras cultivadas in vitro. Foram analisadas uma cultivar brasileira de cevada, em comparação com linhagens de duas outras cultivares brasileiras, que foram selecionadas, por seleção divergente para maior ou para menor resposta na indução da rota embriogênica e, respectivamente, para menor ou para maior capacidade de regenerar plântulas verdes. Somente foram estabelecidas em cultivo in vitro as anteras que apresentaram micrósporos e pólens jovens, das linhagens selecionadas da cultivar A-05 (S3A22 e S3A23), e da cultivar BR-2(S3B63 e, apenas na cultura de anteras, S3B61), bem como da cultivar MN-599 (nãoselecionada). Para as análises histológicas, foram fixadas, a cada dois dias, duas anteras, correspondentes a cada fileira da mesma espiga, após o início do cultivo in vitro. As anteras em cultivo e respectivas estruturas multicelulares foram fixadas em FAA 50%, desidratadas em série etílica e incluídas em hidroxietilmetacrilato. Os blocos de resina polimerizada foram secionados longitudinalmente com 3 mm de espessura. Para as análises citológicas foram fixadas, de cada espiga recém-coletada, três espiguetas sendo uma da base, outra do meio e outra do ápice. Após o pré-tratamento à baixa temperatura (5 °C), porém antes do cultivo in vitro, foram fixadas três anteras (amostras utilizadas como controles). A cada três dias, durante o cultivo, três anteras foram fixadas (até 18 dias). As anteras em cultivo e estruturas multicelulares foram fixadas em Farmer e FAA 50%, transferidas após 24 horas para etanol 70%. Na cultura in vitro das anteras houve diferenças entre uma das linhagens da cultivar A-05 em relação a cultivar MN- 599, na produção inicial de estruturas embriogênicas, diferença que desapareceu na produção total. Entretanto, houve diferenças na formação dos xiii embriões: a cv.MN-599 formou embriões bem diferenciados ao passo que a linhagem S3A22 produziu um número aparentemente menor, sendo que os embriões não eram bem diferenciados. A linhagem S3B63 não apresentou embriões até o final da análise histológica. Considerando que a amostra dessa linhagem, mantida em cultura, formou plantas verdes, pode-se propor que a formação de embriões deve ocorrer posteriormente ao desenvolvimento da cv.MN-599. Cabe destacar que houve diferenças significativas entre as cultivares A-05 e BR-2 quanto à regeneração de plântulas verdes. Esses resultados indicam ter havido maior eficiência da seleção em relação à etapa da regeneração. Com relação às categorias classificatórias dos micrósporos e grãos de pólen, constatou-se que desde o início da análise histológica (2o dia de cultivo in vitro) até o final (34o dia), foram observados micrósporos, o mesmo tendo sido observado na análise citológica. Os grãos de pólen multinucleados ocorreram praticamente em todo o período de cultivo in vitro, em ambas análises; não ocorrendo nos controles da citologia (antes do cultivo); os multinucleados foram observados a partir do 3o dia, enquanto que os multicelulares a partir do 4o dia de cultivo. As estruturas multicelulares foram observadas a partir do 8o dia. A quantidade e o tamanho das estruturas multicelulares foram variáveis ao longo da análise histológica, sendo que do 14o ao 20o dia foram encontradas as de maiores dimensões, resultantes da proliferação celular por mitoses sucessivas. A partir do 22o dia (cultivar MN- 599), a ocorrência de estruturas multicelulares no interior dos lóculos da antera diminuiu, predominando o processo de proliferação externo às anteras. Para as linhagens, a partir do 18o dia foram observadas estruturas multicelulares liberadas das anteras. A análise das estruturas multicelulares permitiu classificá-las em quatro categorias: 1. SFD: Sem forma definida; 2. MAC: meristema apical caulinar; 3. MAR: meristema apical radical embrionário adventício; e 4. Embriões. As estruturas amorfas apareceram em maior número, quando comparadas com as outras categorias. Em síntese: as linhagens selecionadas e a cultivar diferiram não apenas no tempo necessário para a formação dos embriões, mas também no desenvolvimento dos mesmos, que foi mais diferenciado na cultivar MN-599, porém sendo observados mais cedo na linhagem S3A22 e S3A23, do que na cultivar MN-599.

Produtividade agrícola de variedades de cana-de-açúcar e incidência de broca-comum e cigarrinha-da-raiz em canavial colhido sem queima

Com o uso de variedades adaptadas e o manejo do solo pós-colheita da soqueira de cana-de-açúcar em sistema de colheita mecanizada, poderá ser afetada a incidência de pragas e a produtividade do canavial. Assim, desenvolveu-se o presente trabalho com o objetivo de se avaliar a influência da palhada de dezoito variedades de cana-de-açúcar submetidas a diferentes sistemas de manejo de colheita mecânica, sem queima, na produtividade agrícola e na incidência de broca-comum e cigarrinha-das-raízes na cultura de cana-de-açúcar. Os tratamentos foram constituídos pela presença da palha sem trituração/sem cultivo (PST/SC); palha sem trituração/com cultivo com escarificador (PST/CC); palha triturada/com cultivo com escarificador (PT/CC). O rendimento de colmos na cana-soca é favorecido pelo manejo, com cultivo, da palhada da planta crua, colhida mecanicamente, sem alteração na incidência de broca-comum e da cigarrinha das raízes. A variedade SP87-365 de cana-de-açúcar é opção viável e rentável, em qualquer sistema de manejo da cana crua, com adaptação à colheita mecânica e às condições edafoclimáticas da região de Ribeirão Preto, SP. A incidência de broca-comum e da cigarrinha das raízes pode ser bastante reduzida com a utilização das variedades SP88-817 e SP76-112 de cana-de-açúcar, em qualquer sistema de manejo da palhada da cana crua colhida mecanicamente e minimizada na colheita mecânica da cana crua, seguida de trituração da palhada e cultivo com escarificador na entrelinha.

Ordem Achnanthales (Bacillariophyceae) de águas doces do Estado de São Paulo: levantamento florístico

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

Intoxicação experimental por Tetrapterys multiglandulosa (Malpighiaceae) em ovinos

Em uma propriedade no município de Roseira Velha, São Paulo, com histórico de doença cardíaca, abortos e sinais nervosos em bovinos, associados à ingestão de Tetrapterys multiglandulosa, foi observada fibrose cardíaca em um bezerro de uma semana de idade que apresentava apatia, fraqueza e insuficiência respiratória. Os objetivos desse trabalho foram determinar se a espécie ovina é sensível à intoxicação por T. multiglandulosa, descrever as alterações clínicas e patológicas da intoxicação e avaliar a utilização dessa espécie como modelo experimental para a intoxicação. Para determinar a toxicidade de T. multiglandulosa a ser utilizada em ovinos, foi realizado um experimento prévio em um bovino, sendo administrado 22g por kg de peso vivo (g/kg/pv) da planta verde durante 9 dias. Após 9 dias de ingestão o animal apresentou sinais nervosos e no 12º dia foi eutanasiado. Na necropsia não foram observadas lesões. No estudo histológico observou-se vacuolização (status spongiosus, espongiose) da camada profunda da substância cinzenta do córtex cerebral e da substância branca subcortical. Para a reprodução da enfermidade em ovinos foram utilizados 6 ovinos, machos, divididos em 3 grupos de 2 animais cada. Os Ovinos 1 e 2 do Grupo 1 receberam doses diárias de 6 g/kg/pv da planta seca por um período de 30 dias; os Ovinos 3 e 4 do Grupo 2 receberam doses diárias de 3 g/kg/pv por um período de 60 dias; e os Ovinos 5 e 6 do Grupo 3 serviram como controle. O Ovino 1 foi sacrificado aos 30 dias de administração da planta. Apresentou somente arritmia cardíaca e não foram observadas lesões significativas na necropsia. Os Ovinos 2, 3 e 4 apresentaram arritmia a partir dos dias 9, 12 e 18 do início do experimento, respectivamente. A partir do 52º dia iniciaram a apresentar depressão, relutância em locomover-se e incoordenação. Esses sinais foram se agravando e os ovinos foram sacrificados, com sinais clínicos acentuados, aos 60, 70 e 80 dias após o início do experimento, respectivamente. Na necropsia apresentaram hidropericárdio, ascite, hidrotórax, fígado em noz moscada e miocárdio endurecido e esbranquiçado, especialmente no septo interventricular e ventrículo esquerdo. Microscopicamente, o coração dos Ovinos 2, 3 e 4 apresentava áreas de fibrose associadas a infiltrado inflamatório mononuclear. Não foram observadas lesões cardíacas no coração do Ovino 1. No cérebro e tronco encefálico de todos os animais que receberam a planta observou-se espongiose, principalmente na camada profunda da córtex e da substância branca subcortical. No cerebelo observou-se espongiose da substância branca e na medula cervical havia espongiose da substância branca e espongiose discreta da substância cinzenta. Essa lesões eram discretas no Ovino 1 e moderadas a acentuadas nos Ovinos 2, 3 e 4. Na microscopia eletrônica da substância branca cerebelar foi observado que o status spongiosus observado na microscopia de luz é causado por edema intramielínico. Os dois ovinos do grupo controle, sacrificados aos 80 dias após o início do experimento, não apresentaram sinais clínicos nem lesões macroscópicas ou histológicas significativas.

DGD1-independent biosynthesis of extraplastidic galactolipids after phosphate deprivation in Arabidopsis

The galactolipids, mono- and digalactosyldiacylglycerol (DGDG), are the most common nonphosphorous lipids in the biosphere and account for 80% of the membrane lipids found in green plant tissues. These lipids are major constituents of photosynthetic membranes (thylakoids), and a large body of evidence suggests that galactolipids are associated primarily with plastid membranes in seed plants. A null-mutant of Arabidopsis (dgd1), which lacks the DGDG synthase (DGD1) resulting in a 90% reduction in the amount of DGDG under normal growth conditions, accumulated DGDG after phosphate deprivation up to 60% of the amount present in the wild type. This observation suggests the existence of a DGD1-independent pathway of galactolipid biosynthesis. The fatty acid composition of the newly formed DGDG was distinct, showing an enrichment of 16-carbon fatty acids in the C-1 position of the glycerol backbone of DGDG. Roots with their rudimentary plastids accumulated large amounts of DGDG after phosphate deprivation, suggesting that this galactolipid may be located in extraplastidic membranes. Corroborating evidence for this hypothesis was obtained directly by fractionation of subcellular membranes from leaf tissue and indirectly by lipid analysis of the phosphate-deprived fad3 mutant primarily deficient in extraplastidic fatty acid desaturation. The discovery of extraplastidic DGDG biosynthesis induced by phosphate deprivation has revealed a biochemical mechanism for plants to conserve phosphate. Apparently, plants replace phospholipids with nonphosphorous galactolipids if environmental conditions such as phosphate deprivation require this for survival.

Green-fluorescent protein facilitates rapid in vivo detection of genetically transformed plant cells

Early detection of plant transformation events is necessary for the rapid establishment and optimization of plant transformation protocols. We have assessed modified versions of the green fluorescent protein (GFP) from Aequorea victoria as early reporters of plant transformation using a dissecting fluorescence microscope with appropriate filters. Gfp-expressing cells from four different plant species (sugarcane, maize, lettuce, and tobacco) were readily distinguished, following either Agrobacterium-mediated or particle bombardment-mediated transformation. The identification of gfp-expressing sugarcane cells allowed for the elimination of a high proportion of non-expressing explants and also enabled visual selection of dividing transgenic cells, an early step in the generation of transgenic organisms. The recovery of transgenic cell clusters was streamlined by the ability to visualize gfp-expressing tissues in vitro.

Plant hosts of the phytoplasmas and rickettsia-like-organisms associated with strawberry lethal yellows and green petal diseases

Candidatus Phytoplasma australiense (Ca. P. australiense) is associated with the plant diseases strawberry lethal yellows (SLY), strawberry green petal (SGP), papaya dieback (PDB), Australian grapevine yellows (AGY) and Phormium yellow leaf (PYL; New Zealand). Strawberry lethal yellows disease is also associated with a rickettsia-like-organism (RLO) or infrequently with the tomato big bud (TBB) phytoplasma, the latter being associated with a wide range of plant diseases throughout Australia. In contrast, the RLO has been identified only in association with SLY disease, and Ca. P. australiense has been detected only in a limited number of plant host species. The aim of this study was to identify plant hosts that are possible reservoirs of Ca. P. australiense and the SLY RLO. Thirty-one plant species from south-east Queensland were observed with disease between 2001 and 2003 and, of these, 18 species tested positive using phytoplasma-specific primers. The RLO was detected in diseased Jacksonia scoparia and Modiola caroliniana samples collected at Stanthorpe. The TBB phytoplasma was detected in 16 different plant species and Ca. P. australiense Australian grapevine yellows strain was detected in six species. The TBB phytoplasma was detected in plants collected at Nambour, Stanthorpe, Warwick and Brisbane. Ca. P. australiense was detected in plants collected at Nambour, Stanthorpe, Gatton and Allora. All four phytoplasmas were detected in diseased Gomphocarpus physocarpus plants collected at Toowoomba, Allora, Nambour and Gatton. These results indicated that the vector(s) of Ca. P. australiense are distributed throughout south-east Queensland and the diversity of phytoplasmas detected in G. physocarpus suggests it is a feeding source for phytoplasma insect vectors or it has a broad susceptibility to a range of phytoplasmas.

The Myrtle Rust pathogen has arrived - and South African Myrtales are at risk : green news - plant disease alert

For many years Australian forest pathologists and other scientists have dreaded the arrival of the rust fungus, Puccinia psidii, commonly known as Myrtle Rust, in Australia. This pathogen eventually did arrive in that country and was first detected in New South Wales in 2010 on Willow Myrtle (Agonis flexuosa). It is generally accepted that it entered the country on an ornamental Myrtales* host brought in by a private nursery. Despite efforts to eradicate the invasive rust, it has already spread widely, now occurring along the east coast of Australia, from temperate areas in Victoria and southern North South Wales to tropical areas in north Queensland.

Modelling the effect of plant water use traits on yield and stay-green expression in sorghum

Post-rainy sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench) production underpins the livelihood of millions in the semiarid tropics, where the crop is affected by drought. Drought scenarios have been classified and quantified using crop simulation. In this report, variation in traits that hypothetically contribute to drought adaptation (plant growth dynamics, canopy and root water conducting capacity, drought stress responses) were virtually introgressed into the most common post-rainy sorghum genotype, and the influence of these traits on plant growth, development, and grain and stover yield were simulated across different scenarios. Limited transpiration rates under high vapour pressure deficit had the highest positive effect on production, especially combined with enhanced water extraction capacity at the root level. Variability in leaf development (smaller canopy size, later plant vigour or increased leaf appearance rate) also increased grain yield under severe drought, although it caused a stover yield trade-off under milder stress. Although the leaf development response to soil drying varied, this trait had only a modest benefit on crop production across all stress scenarios. Closer dissection of the model outputs showed that under water limitation, grain yield was largely determined by the amount of water availability after anthesis, and this relationship became closer with stress severity. All traits investigated increased water availability after anthesis and caused a delay in leaf senescence and led to a ‘stay-green’ phenotype. In conclusion, we showed that breeding success remained highly probabilistic; maximum resilience and economic benefits depended on drought frequency. Maximum potential could be explored by specific combinations of traits.