Development and characterization of microsatellite markers for Psychotria tenuinervis (Rubiaceae), a shrub species from the Atlantic forest, and primers transferability from Coffea

The shrub species Psychotria tenuinervis (Rubiaceae) is native to the Brazilian Atlantic forest and is largely found within natural and disturbed forest fragments. Aiming to develop studies on population genetic structure of forest fragment species, eigth microsatellite markers were developed for P. tenuinervis. Also, 15 loci already developed for Coffea (Rubiaceae) were tested for transferability to this species. We utilized 45 individuals from natural populations of three different fragments-anthropic edge, interior fragment and natural edge, within the Brazilian Atlantic forest. The average number of alleles per locus was 2.5 (two-four alleles/locus). These loci will be useful for future population genetic studies aiming to the conservation and management of this species.

Sucesso reprodutivo de espécies distílicas de psychotria (rubiaceae) em sub-bosque de floresta atlântica

As espécies distílicas Psychotria conjugens, P. hastisepala e P. sessilis (Rubiaceae) são típicas de sub-bosques sombreados. Ocorrem no maior fragmento de Floresta Estacional Semidecidual de Viçosa, Minas Gerais, Sudeste brasileiro - a Mata do Paraíso, com 194 ha. A distilia caracteriza-se pela presença dos morfos florais longistilos (L) e brevistilos (B) em indivíduos distintos e pela dependência de polinizações intermorfos (L x B ou B x L) para a produção de frutos; é esperada a proporção equilibrada (isopletia) dos indivíduos na população. Foram objetivos deste trabalho verificar, nas espécies citadas, a proporção dos morfos florais em uma área de 7 ha e a dependência por polinizadores, testando a incompatibilidade intramorfos (L x L e B x B) por meio de polinizações manuais in vivo, a viabilidade dos grãos de pólen e dimorfismo dos grãos entre os morfos florais; e quantificar as produções de frutos e de sementes por morfo. Os morfos florais das espécies se encontram em proporções equilibradas. Houve incompatibilidade e a viabilidade dos grãos de pólen foi alta (> 64%). Verificou-se dimorfismo dos grãos, e os maiores diâmetros foram os de B. As produções de frutos e de sementes (uma ou duas) dos morfos de P. sessilis e de P. conjugens foram semelhantes e, em P. hastisepala, foram maiores em B. Na Mata do Paraíso, as condições adequadas, como o hábitat, a isopletia e a atuação de polinizadores, são fatores que parecem favorecer o sucesso reprodutivo e, consequentemente, a manutenção local das espécies estudadas.

FLOWERING AND POLLINATORS OF THREE DISTYLOUS SPECIES OF Psychotria (Rubiaceae) CO-OCCURRING IN THE BRAZILIAN ATLANTIC FOREST1

ABSTRACT This study investigates the flowering and pollinators of the floral morphs of three co-occurring distylous species, Psychotria conjugens Müll, P. hastisepala Müll. Arg. and P. sessilis Vell., in two consecutive flowering seasons in an Atlantic Forest fragment in southeastern Brazil. The species have diurnal, cream-colored, tubular, nectariferous flowers and their flowering occurs in the rainy season, from September to April, with little or no overlapping between species, characterizing a staggered flowering. The flowering of the long-and short-styled floral morphs of each species was synchronous, but the number of open flowers per day per morph tended to vary in each flowering season. These numbers were higher in P. sessilis and P. conjugens and, probably, resulted in higher total numbers of visits on its flowers (up to 1084 visits in P. sessilis and 756 in P. conjugens), compared to that observed in P. hastisepala (up to 71). There was a higher frequency of visits to long-styled flowers of all species. The bee Ariphanarthra palpalis was a common pollinator to all species. This bee is native to Brazil, solitary, considered relatively rare and its host plants were unknown. Other native bees (Melipona spp.) also visited the flowers of the Psychotria species. The availability of flowers with similar floral features over eight months, the staggered flowering and common pollinators appear to be part of a strategy to attract floral visitors, minimizing the competition for pollinators and then favoring the legitimate pollination of these plants.

Diferenciação morfológica e anatômica em populações de "ipecacuanha" - Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes (Rubiaceae)

Psychotria ipecacuanha é uma espécie medicinal da família Rubiaceae, importante pela produção em suas raízes do alcalóide emetina. Foram feitas análises das três populações disjuntas que compõem a espécie e que ocorrem na América Central (Nicarágua, Costa Rica e Panamá) e Colômbia, sul da Floresta Amazônica (Rondônia e Mato Grosso) e Mata Atlântica (Pernambuco até Paraná). Foram utilizados, no estabelecimento dos limites inter e intraespecíficos, todos os dados morfológicos vegetativos e reprodutivos disponíveis e feita análise dos componentes principais, que permitiram concluir que não existem diferenças significativas entre as populações examinadas. As poucas diferenças individuais observadas não estão relacionadas com a distribuição geográfica das populações examinadas. Como conclusão, a ipecacuanha ao longo de toda sua distribuição geográfica foi considerada como uma só espécie, Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes. Além da análise taxonômica, são apresentados neste trabalho dados anatômicos e sobre o número de cromossomos da espécie.

Distyly and variation in floral traits in natural populations of Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes (Rubiaceae)

Psychotria ipecacuanha is a perennial, medicinal herb that grows in clusters in the understory of humid, shady areas of the Atlantic Rain Forest of southeastern Brazil. The present study characterized the variation in floral traits among 35 clusters from three natural populations of this plant species. Field observations showed that the clusters are isomorphic, that is, a given cluster will either set long-styled or short-styled flowers. Stigmas and anthers are reciprocally placed in each morph, a dimorphism characteristic of distyly. The populations are isoplethic, that is, a given population exhibits an equilibrium 1:1 ratio of floral morphs. Morphometric analyses revealed that anther length, stigma length, corolla diameter, and pollen grain diameter were consistently greater in short-styled flowers, regardless of the population investigated. Significant differences for floral traits in the short-styled morph were found among populations. Floral traits in the long-styled morph also showed some significant differences among populations, but not for stigma height and corolla length. Controlled pollinations carried out in natural populations showed that fruit production was higher after inter-morph pollination. Nevertheless, observations of pollen tube growth in style, and also fruit production after spontaneous self-pollination and intra-morph pollination, indicated partial intramorph compatibility in this plant species.

Biologia reprodutiva de Psychotria suterella Muell. Arg. (Rubiaceae) e a abordagem de escalas ecológicas para a fenologia de floração e frutificação

O comportamento de forrageio de polinizadores e dispersores de sementes é influenciado pela heterogeneidade de recursos no ambiente, sendo importante conhecer a variação espaço-temporal dos recursos a fim de compreender as relações mutualistas estabelecidas entre plantas e animais. Na paisagem estudada, a floração de Psychotria suterella ocorreu de janeiro a abril, meses de maior pluviosidade no ano, e apresentou alta sincronia entre as populações. O padrão fenológico de floração encontrado na categoria de indivíduo se assemelhou ao registrado para as categorias de população e paisagem. A frutificação ocorreu durante todo o ano, com maior disponibilidade de frutos maduros em maio e dezembro, havendo menor sincronia entre as populações e entre os indivíduos nesta fenofase do que na de floração. Apenas cruzamentos inter-morfos produziram frutos e sementes, indicando que esta espécie vegetal depende de vetores de pólen para reprodução sexuada. Uma vez que não há indícios de limitação polínica nas populações estudadas, consideramos que as diferenças na frutificação entre as populações poderiam estar associadas a fatores abióticos. A sobreposição entre o padrão de floração anual de Psychotria suterella e a atividade de forrageio de Bombus brasiliensis, o fato de B. brasiliensis ser o polinizador mais importante desta espécie vegetal, bem como a importância de P. suterella na dieta desta abelha, sugerem que pressões seletivas entre as duas espécies podem condicionar o resultado desta interação mutualista.

Avaliação do perfil psicofarmacológico de psicolatina isolada de psychotria umbellata (rubiaceae)

Estudos prévios mostraram que psicolatina (o alcalóide indolmonoterpênico, isolado de Psychotria umbellata (Vell.)) possui moderada atividade analgésica em modelos experimentais de dor que envolvem a participação de receptores opióides e glutamatérgicos do tipo NMDA. Visto que a psicolatina encontra-se em grande quantidade nesta espécie, e que receptores NMDA estão envolvidos em uma grande variedade de processos, incluindo memória, plasticidade neural, ansiedade e depressão, este estudo buscou avaliar o perfil psicofarmacológico de psicolatina, bem como seus efeitos centrais ou interações com alguns sistemas neurotransmissores como receptores glutamatérgicos NMDA, serotonérgico (5-HT), dopaminérgico (DA), gabaérgico (GABA) e colinérgico (Ach). Em dois modelos comportamentais de ansiedade, a psicolatina mostrou atividade ansiolítica revertida pela administração prévia de ritanserina (antagonista serotonérgico 5-HT2A/C), sendo, portanto, esta ação relacionada à modulação destes receptores. A psicolatina não parece interferir com receptores GABAérgicos, já que a atividade ansiolítica não foi revertida por picrotoxina e também porque a psicolatina não mostrou atividade anticonvulsivante no modelo das convulsões induzidas por pentilenotetrazol. A psicolatina também apresentou atividade antidepressiva e amnésica, atividades que também estão relacionadas à modulação de receptores serotonérgicos. Além disso, a psicolatina protege animais das convulsões induzidas por NMDA, além de reverter a hiperlocomoção induzida por dizocilpina, sugerindo que o mecanismo de ação de psicolatina também envolve o glutamato. A inibição do comportamento de escalada induzida por apomorfina e a proteção à letalidade induzida por anfetamina podem ser resultantes da modulação indireta de receptores dopaminérgicos exercida pelo glutamato e pela serotonina. A psicolatina modifica diferentemente o estado oxidativo basal em distintas áreas cerebrais de camundongos; aumentando a capacidade antioxidante total no hipocampo e no córtex, mas a formação de radicais livres sendo reduzida apenas no córtex. Esses resultados são consistentes com o relato de atividade antioxidante de derivados indólicos. A psicolatina administrada agudamente por via oral não apresentou nenhum sinal de toxicidade até 1g/kg; por via intraperitoneal, sinais de toxicidade só estão presentes em doses bem maiores do que as que apresentam os efeitos acima mencionados. Conclui-se que a psicolatina apresenta um padrão psicofarmacológico semelhante a drogas que modulam receptores NMDA e 5-HT, os quais tem papel proeminente em diversos distúrbios psiquiátricos e neurológicos. Assim, o presente estudo reforça a idéia de que este alcalóide indol-monoterpênico pode ser explorado como modelo estrutural para o desenvolvimento de drogas que atuem nestes subtipos de receptores.

Psychotria hoffmansegiana (Willd ex Roem. & Schult.) Mull. Arg. and Palicourea marcagravii st. Hil. (Rubiaceae): potential for forming soil seed banks in a brazilian Cerrado

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Poaia [Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stoves]: aspectos da memória cultural dos poaieiros de Cáceres - Mato Grosso, Brasil

O Brasil está entre os principais exportadores de poaia [Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stoves] seguido do Panamá e Costa Rica. A poaia brasileira apresenta alto valor farmacológico das raízes devido aos teores de emetina e cefalina. Este trabalho teve como objetivo descrever como as famílias de poaieiros mantém a memória cultural sobre a Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stoves. As informações foram coletadas no município de Cáceres, Mato Grosso, através de entrevista estruturada e observação participante com 20 homens e 10 mulheres, de faixa etária de 45 a 86 anos. Foram citadas as formas de utilização na alimentação para animais, inseticida, carrapaticida, emético, contra diarréias, para alívio de dor de cabeça, contra malária, bronquite e dor no estômago. A raiz é a parte mais usada e a forma de preparo é tintura ou misturada ao fumo, ao vinho ou à cachaça. Poucos entrevistados passaram aos filhos o conhecimento sobre a P. ipecacuanha. A memória cultural sobre a P. ipecacuanha deve-se a vivência, extração e comercialização da planta, e por ouvir as conversas dos pais com amigos. A perda de conhecimento associado a poaia é causada pelo êxodo rural, destruição do habitat com o desmatamento e ocupação agrícola. A extinção da espécie na região contribui para a erosão cultural.

Biological activities of constituents from Psychotria spectabilis

In a biological and phytochemical study on the leaves of Psychotria spectabilis Steyerm., seven compounds were isolated and identified from the CHCl3/MeOH (2:1, v/v) and MeOH extracts. Among the isolates were two diterpenes, solidagenone and deoxysolidagenone; three coumarins, coumarin, umbelliferone, and psoralene; and two flavonols, quercetin and quercetrin. Biological evaluations showed that diterpenes and coumarins exhibited antifungal activity against the filamentous fungi Cladosporium cladosporioides (Fresen) de Vries and C sphaerospermum Penzig. Solidagenone and psoralene also displayed selective cytotoxic activity against Rad 52Y mutant yeast strain of Saccharomyces cerevisiae. In this paper, the isolation, structure elucidation, and bioactivity results of these compounds are reported.

Avaliação de diferentes sistemas de cultivo in vitro para a micropropagação de Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes

This work was carried out with Psychotria ipecacuanha, a Brazilian medicinal plant the roots of which contain emetine. The main objective was to develop a protocol for the micro-propagation of these species, by testing different culture techniques, the temporary immersion system, and the semi-solid and liquid media systems. In the semi-solid system, experiments were developed in flasks of two different sizes containing MS, B5, and WP media to which were added different growth regulators. Innoculum density was also evaluated. The liquid medium system consisted of MS medium supplemented with different growth regulators. For the temporary immersion system, the MS medium received an addition of 1.5mg/L BAP and 0.5mg/L GA3, and a reverse digital apparatus and vacuum pump were used. The liquid medium system with MS medium supplemented with 1.5mg/L BAP and 0.5mg/L GA3 presented the best results for shoot proliferation in a period of 30 days in culture (2.37 ± 0.32 shoots/explant). Cultures carried out for 90 days in the semi-solid system, using 8.5 × 5.5cm flasks and 3 explants per flask, developed 1.80 ± 0.20 shoots/explant, achieving 3.06 ± 0.51 cm of height adn presented superior survival ratio (96%). Explants cultured in temporary immersion system for 90 days showed 2.30 ± 1.10 shoots/explant achieving a growth of 2.08 ± 0.12 cm and 52% survival.

Storage in cerrado soil and germination of Psychotria vellosiana (Rubiaceae) seeds

The regeneration of plant communities from seed depends, to a large extent, on the capacity of the seed remaining viable in the soil. The viability and germination of artificially buried Psychotria vellosiana seeds in cerrado soil were studied, with the purpose of discovering some physio-ecological aspects of dispersed seeds and evaluating their potential to constitute a soil seed bank. Seed samples were placed in nylon envelopes and buried in the soil of a Cerrado reserve at two different depths and sites. Buried seeds were retrieved periodically and tested for germination along with dry-stored seeds. In general, there was a reduction in seed germination with storage time, both in soil and dry stored conditions, and in some assays exhumed seeds germinated faster than dry stored ones. In general the soil storage favoured seed viability of ungerminated seeds as compared to dry stored ones, with the seeds remaining partially viable after 10 months of storage. The lack of germination of viable seeds suggests that seeds showed true dormancy and/or required an extended time to germinate. It was observed that some seeds had germinated while buried and such in situ germination tended to increase with rainfall. The water availability in the soil might be a limiting factor for successful germination of P. vellosiana in the field, and the seeds may constitute a persistent soil seed bank in the cerrado as dispersed seeds remain viable in the soil until the following period of seed dispersal.

Propagação assexuada de chacrona (psychotria viridis ruiz & pavon) via estaquia foliar

This study aimed to assess the asexual propagation of Psychotria viridis by leaf cuttings. The treatments were: A - Whole leaf cuttings, B - leaf cuttings with the top third cut off; C - with the lower third of the cuttings removed; D - with cuts on the primary vein of leaf cuttings, and E - poles with cuts on the leaf's secondary veins. The cuttings were immersed in distilled water for a period of 70 days. In all the treatments, the rooting was observed to occur in the region of the cut, or the place where the incision in the vein was. Current assay shows the feasibilities of Psychotria viridis leaf stalks and concludes that cuttings at the nerve ends highlight rooting in so far as the leaf stalks remain in permanent contact with the plant.

Comparação entre borda antrópica, clareiras naturais e o interior da floresta quanto à fenologia de árvores na floresta semidecídua e quanto à fenologia do arbusto Psychotria nuda na Floresta Atlântica

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

Morfoanatomia do pericarpo, semente, folha de Psychotria hoffmannseggiana (Willd. ex Roem. & Schult.) Müll. Arg. e Psychotria trichophora Müll. Arg., e desenvolvimento morfológico da plântula de Psychotria hoffmannseggiana (Willd. ex Roem. & Schult.) Müll. Arg. (Rubiaceae, Rubioideae, Psychotrieae)

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC