Somaclonal variation: a morphogenetic and biochemical analysis of Mandevilla velutina cultured cells

Cell cultures of Mandevilla velutina have proved to be an interesting production system for biomass and secondary metabolites able to inhibit the hypotensive activity of bradykinin, a nonapeptide generated in plasma during tissue trauma. The crude ethyl acetate extract of cultured cells contains about 31- to 79-fold more potent anti-bradykinin compounds (e.g., velutinol A) than that obtained with equivalent extracts of tubers. Somaclonal variation may be an explanation for the wide range of inhibitor activity found in the cell cultures. The heterogeneity concerning morphology, differentiation, carbon dissimilation, and velutinol A production in M. velutina cell cultures is reported. Cell cultures showed an asynchronous growth and cells in distinct developmental stages. Meristematic cells were found as the major type, with several morphological variations. Cell aggregates consisting only of meristematic cells, differentiated cells containing specialized cell structures such as functional chloroplasts (cytodifferentiation) and cells with embryogenetic characteristics were observed. The time course for sucrose metabolism indicated cell populations with significant differences in growth and metabolic rates, with the highest biomass-producing cell line showing a cell cycle 60% shorter and a metabolic rate 33.6% higher than the control (F2 cell population). MALDI-TOF mass spectrometric analysis of velutinol A in selected cell lines demonstrated the existence of velutinol A producing and nonproducing somaclones. These results point to a high genetic heterogeneity in general and also in terms of secondary metabolite content.

Plants against snakebites

Small molecular weight compounds from Mandevilla velutina and from Eclipta prostata were found to be active against snakebite.

Natural bradykinin antagonists

Bradykinin (BK) a nonapeptide generated in plasma during tissue injury, is involved in many physiological and pathological states. Kinin actions are mediated by specific membrane receptors and involve a complex signal transducer and also second messager mechanisms. Due to its inequivocal relevance, an intensive effort has been focused in recent years to develop selective and competitive BK antagonists. Thus, the development of a new series of peptide BK antagonists has made an important contribution to the understanding of the pharmacological, physiological and pathophysiological role of BK, and this is certain to provide a firm basis for developing new drugs to relieve pain and inflammation. However, BK antagonists derived from peptide origin reported to date have limited clinical use due to their poor oral absortion and short duration of effect. Thus, considerable effort has also been made in developing stable nonpeptide BK antagonists. Up to now, most nonpeptide compounds reported to exhibit BK antagonistic activity have been derived from plants, including many flavonoids, terpenes, and also synthetic substances with various molecular structures. Amongst them, the pregnane glycoside compounds isolated from the plant Mandevilla velutina are the most promising. These compounds are effective in antognizing BK responses in a variety of preparations, and they also exhibit potent and long-lasting analgesic and anti-inflammatory activities. The exact mechanism underlying their action however, is not yet completely understood.

Biotecnologia para conservação ex-situ de plantas medicinais do Cerrado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The developmental anatomy of the subterranean system in Mandevilla illustris (Vell.) Woodson and M. velutina (Mart. ex Stadelm.) Woodson (Apocynaceae)

Two species of Mandevilla from the savanna area of São Paulo State, Brazil were studied. These species have been prescribed as folk medicine as infusions or alcoholic extracts of the underground system for treatment of venomous snake bites. To explain the morphological nature of such a system, its ontogeny was described to determine which parts are involved in its formation. In both Mandevilla species examined, the underground system consists of a xylopodium whose basal region joins a tuberous root.

Development, structure and distribution of colleters in Mandevilla illustris and M. velutina (Apocynaceae)

Colleters of Mandevilla illustris and M. velutina are present on the cotyledons, shoot apices, mature leaves and on the nodal region, where they are interpetiolar and intrapetiolar. In M. velutina there are two colleters on the adaxial basal part of the leaf blade, and in M. illustris, this number varies. The differentiation of the colleters occurs in the early stages of leaf development. When colleters are mature, they consist of a long head on a short stalk. The central core of the colleter is made up of parenchymatous cells that may exhibit phenolic compounds and is surrounded by radially elongated epithelial cells. The foliar and intrapetiolar colleters can exhibit vascularization. The colleters produce a translucient sticky substance that reacts positively to polysaccharides and, before senescence, they produce lipophilic substances. The Mandevilla colleters data can give support to the taxonomy and phylogeny of the Apocynaceae.

Resposta morfogênica de embriões zigóticos de Erythrina velutina Willd: (Leguminosae) cultivados in vitro

O cultivo in vitro de embriões zigóticos é uma técnica promissora para se avançar no estudo do desenvolvimento embrionário e da quebra da dormência de sementes. Diante do exposto, objetivou-se, com este trabalho, avaliar o efeito dos reguladores vegetais 6-benzilaminopurina (BAP) e ácido naftalenoacético (ANA) no potencial morfogenético, in vitro, de embriões zigóticos de mulungu. Embriões zigóticos maduros, oriundos de sementes foram utilizados inteiros, ou seccionados em plúmula, região intermediária e radícula, sendo posteriormente inoculados em meio de cultura WPM, suplementado com combinações de BAP (0,0; 2,0; 4,0; 8,0; 12,0 e 16,0 µM) e ANA (0,0; 1,0 e 2,0 µM), acrescido de 87,64 mM de sacarose e solidificado com 0,7% de ágar. Após 30 dias, avaliaram-se a percentagem de regeneração dos embriões e ápice plumular, o número de brotos, o número de folhas, o comprimento da parte aérea dos brotos, o número de raízes e a percentagem de formação de calos oriundos da região intermediária e da radícula. É possível a regeneração in vitro de mulungu, a partir dos explantes plúmula e embriões zigóticos inteiros, cultivados em meio de cultura WPM, suplementado com 4,0 µM de BAP. Regiões intermediárias e da radícula promoveram a formação de calos compactos (96,06%), na combinação de 10,63 µM BAP e 2,0 µM de ANA.

Padronização do teste de tetrazólio em sementes de Parkia velutina Benoist (Leguminosae - Mimosoideae)

O trabalho teve por objetivo determinar métodos de pré-condicionamento e concentrações da solução de tetrazólio na avaliação da qualidade de sementes de Parkia velutina Benoist. Os tratamentos pré-condicionantes das sementes foram avaliados com três métodos de escarificação: desponte na região oposta ao hilo, punção na região mediana e lixa nos dois lados da semente com posterior embebição em 200 ml de água para cada 25 sementes e permanência em câmara a 30 ºC por 16 horas. As concentrações da solução de tetrazólio testadas foram: 1,0%, 0,5% e 0,1% por duas horas na temperatura de 40 ºC. O tratamento de pré-condicionamento mais eficiente foi a combinação do desponte e lixamento nos dois lados da semente. A concentração de tetrazólio a 0,5% pode ser utilizada para avaliar a viabilidade das sementes de P. velutina como complemento ao teste de germinação. O teste de tetrazólio se mostrou eficiente na caracterização de lesões ocasionadas por insetos e danos mecânicos em sementes de P. velutina.

Armazenamento de sementes de Erythrina velutina willd

O trabalho teve como objetivo avaliar o efeito de diferentes embalagens e ambientes de armazenamento na manutenção da qualidade fisiológica de sementes de Erythrina velutina Willd.. O experimento foi conduzido no Laboratório de Análise de Sementes do Departamento de Fitotecnia do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba (CCA-UFPB), localizado no município de Areia (PB). As sementes de Erythrina velutina Willd. foram coletadas embaixo de árvores matrizes, no mesmo município e levadas para o laboratório, onde se realizou a homogeneização e acondicionamento em embalagens de papel, pano e vidro e, posterior armazenamento em condições não controladas de laboratório (±25ºC), geladeira (6 ± 2ºC) e câmara fria (4 ± 2ºC), por um período de 225 dias. Antes e após os intervalos de 45 dias foram retiradas amostras de cada embalagem e ambiente de armazenamento para avaliação das seguintes características: teor de água, emergência (porcentagem e índice de velocidade), comprimento e massa seca de epicótilo, hipocótilo e raiz das plântulas normais. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente ao acaso com quatro repetições de 25 sementes para cada teste. As sementes de mulungu são ortodoxas e acondicionando-as nas embalagens de papel, pano ou vidro podem ser armazenadas nos ambientes de laboratório, geladeira e câmara fria, durante 225 dias sem perdas significativas na emergência das plântulas.

Erythrina velutina willd. (Leguminosae-Papilionoideae) ocorrente em caatinga e brejo de altitude de Pernambuco: biometria, embebição e germinação

O objetivo deste trabalho foi comparar a biometria de frutos e sementes, a embebição e germinação de duas populações de Erythrina velutina coletadas na região semiárida do Estado de Pernambuco, nas áreas de caatinga (Alagoinha) e no brejo de altitude (Poção). Os frutos e as sementes foram avaliados quanto ao comprimento, largura, espessura (cm) e peso (g). Com relação às sementes, foram analisados o número por fruto, o volume (cm³) e a embebição, bem como a germinação com e sem escarificação mecânica, na presença constante de luz a 25 ºC. Os frutos e sementes do brejo apresentaram os valores assim discriminados: 9,65 x 1,57 x 1,22 cm, 1,43 g e 1,34 x 0,92 x 0,78 cm, 0,46 g; e na caatinga: 6,85 x 1,19 x 1,03 cm, 0,21 g e 1,06 x 0,63 x 0,63 cm e 0,26 g. O número de sementes e o volume no brejo e caatinga foram de 2,33 e 1,38 cm³ e 1,40 e 0,23 cm³, respectivamente. Todas as sementes escarificadas apresentaram maiores valores de embebição e porcentagem de germinação. Quanto à velocidade de germinação, foi maior na caatinga. Esses resultados indicam que as condições ambientais do brejo de altitude favorecem o desenvolvimento dos frutos e das sementes.

Indicadores de sustentabilidade para conservação genética de Erythrina velutina Willd., em área de mata ciliar

Um dos grandes desafios para o sistema agropecuário é estabelecer a produção agrícola aliada à conservação dos recursos genéticos, principalmente visando à proteção de Áreas de Preservação Permanente. Nesse contexto, mulungu (Erythrina velutina Willd), entre outras espécies nativas, vem sofrendo com as pressões antrópicas nos mais diversos ecossistemas, o que causa reduções em sua base genética. Este trabalho foi realizado com o objetivo de utilizar parâmetros ecológicos e genéticos populacionais como indicadores de sustentabilidade em duas populações naturais de mulungu, situadas em áreas de floresta ciliar, no Estado de Sergipe, bem como avaliar a tendência à sustentabilidade delas, visando à conservação genética da espécie. Utilizou-se a matriz de Pressão-Estado-Impacto/Efeito-Resposta (PEI/ER) com a seleção de 13 indicadores, a partir do uso de marcadores moleculares RAPD e bioquímicos (enzimas) nas populações, de modo a apresentá-los como informações relevantes para medir o progresso quanto à sustentabilidade e conservação de mulungu. As populações estudadas apresentaram baixa tendência à sustentabilidade, necessitando de estratégias para mudança desse status.

Hemisincarpia e nectário apendicular enfocados através de ontogênese floral em Mandevilla velame (A. St.-Hil.) Pichon, Apocynoideae

Mandevilla velame (A. St.-Hil.) Pichon é um subarbusto com peculiar indumento albo-lanoso e flores vistosas brancas. Objetivando contribuir para o conhecimento morfológico desta espécie, estádios de desenvolvimento de suas flores foram documentados em microscopia eletrônica de varredura - MEV. Constatou-se que a iniciação das sépalas é unidirecional, espiralada dextrorsa, compondo a prefloração quincuncial. Os primórdios das pétalas e dos estames iniciam-se num domo pentagonal. Antes da corola se fechar, seus lobos se sobrepõem em prefloração imbricada dextrorsa. Os primórdios estaminais apresentam-se inicialmente como domos convexo-arredondados, depois se tornam ovais e os filetes tomam forma por crescimento intercalar. O gineceu formado é hemisincárpico com uma base congenitamente conata. Discute-se sobre a origem mista do gineceu, questiona-se a " apocarpia secundária" apontada para a família e propõe-se um novo padrão ontogenético. O nectário é apendicular, sendo constituído por um anel profundamente pentalobado congenitamente adnato ao ovário. Este resultado difere do que é referido para outra espécie do gênero. Adaptações metodológicas para estudos em MEV são apresentadas.

Expressão de caracteres reprodutivos e vegetativos de Senna velutina (Vogel) H. S. Irwin & Barneby (Leguminosae, Caesalpinioideae) em dois ambientes distintos de cerrado

Este trabalho verificou a influência de dois ambientes distintos de cerrado na expressão de caracteres reprodutivos e vegetativos de Senna velutina. Casualmente, dez indivíduos de cada área foram escolhidos para caracterização de altura, número de flores, frutos e sementes, comprimento dos frutos, biomassa de sementes, fenofases de floração, formato foliolar, densidade e dimensões estomáticas. A densidade de ocorrência da espécie e o tipo de distribuição espacial foram também verificados. Na área de cerrado, o número e comprimento de frutos, o número e biomassa das sementes foram maiores quando comparados aos valores obtidos na borda de vereda. Por outro lado, o número de flores e botões foi maior no ambiente de borda de vereda. Não foram detectadas diferenças entre as áreas quanto à altura dos indivíduos, comprimento e largura dos folíolos, índice foliolar, comprimento das inflorescências, número de sementes viáveis, comprimento e largura dos estômatos e densidade estomática. O período de floração na vereda iniciou-se mais tardiamente, mas o período reprodutivo observado no cerrado sensu stricto foi mais longo do que na borda de vereda. Ambas subpopulações apresentaram padrão agregado de distribuição espacial. As respostas fenotípicas às diferenças ambientais registradas restringiram-se às estruturas reprodutivas, indicando haver maior canalização e, portanto, maior herdabilidade nas estruturas somáticas. O cerrado ofereceu condições mais favoráveis ao sucesso reprodutivo de S. velutina do que a borda de vereda.

Effect of Erythrina velutina and Erythrina mulungu in rats submitted to animal models of anxiety and depression

Erythrina velutina (EV) and Erythrina mulungu (EM), popularly used in Brazil as tranquilizing agents, were studied. The effects of acute and chronic oral treatment with a water:alcohol extract of EV (7:3, plant grounded stem bark; acute = 100, 200, 400 mg/kg; chronic = 50, 100, 200 mg/kg) were evaluated in rats (N = 11-12) submitted to the elevated T-maze (for avoidance and escape measurements) model of anxiety. This model was selected for its presumed capacity to elicit specific subtypes of anxiety disorders recognized in clinical practice: avoidance has been related to generalized anxiety and escape to panic. Additionally, animals were treated with the same doses of EV and EM (water:alcohol 7:3, inflorescence extract) and submitted to the forced swim test for the evaluation of antidepressant activity (N = 7-10). Both treatment regimens with EV impaired elevated T-maze avoidance latencies, without altering escape, in a way similar to the reference drug diazepam (avoidance 1, mean ± SEM, acute study: 131.1 ± 45.5 (control), 9.0 ± 3.3 (diazepam), 12.7 ± 2.9 (200 mg/kg), 28.8 ± 15.3 (400 mg/kg); chronic study: 131.7 ± 46.9 (control), 35.8 ± 29.7 (diazepam), 24.4 ± 10.4 (50 mg/kg), 29.7 ± 11.5 (200 mg/kg)). Neither EV nor EM altered measurements performed in the forced swim test, in contrast to the reference drug imipramine that significantly decreased immobility time after chronic treatment. These results were not due to motor alterations since no significant effects were detected in an open field. These observations suggest that EV exerts anxiolytic-like effects on a specific subset of defensive behaviors which have been associated with generalized anxiety disorder.

Morfologia de frutos, sementes, plântulas e plantas de Erythrina velutina willd., leguminoseae - Papilionideae

O conhecimento dos aspectos morfológicos de sementes e plântulas pode ser usado em estudos de taxonomia, na interpretação de testes de germinação em laboratório, trabalhos em viveiro e em estudos relacionados à ecologia da espécie. Os objetivos deste trabalho foram o de descrever e ilustrar a morfologia externa e interna dos frutos e sementes, as fases de germinação, a plântula e as plantas de mulungu (Erythrina velutina Willd.). Os frutos e sementes foram coletados no solo, embaixo de árvores matrizes distribuídas em diferentes fragmentos florestais, no município de Areia - PB. Para a descrição morfológica dos frutos, sementes, germinação e desenvolvimento da plântula foram examinados cem unidades que foram selecionadas aleatoriamente. A semente é reniforme; embrião axial com cotilédones carnosos; germinação epígea fanerocotiledonar e na fase de plântula foi observado heterofilia. Os aspectos descritos e ilustrados mostraram-se homogêneos e confiáveis para a identificação da espécie. Deste modo, podem ser úteis em trabalhos de tecnologia de sementes, para a avaliação qualidade fisiológica de sementes e avaliação de plântulas em testes de germinação, além de servirem para identificação da espécie em viveiros e também para estudos de regeneração natural.