Morfoanatomia da raiz tuberosa de Vernonia oxylepis Sch. Bip. in Mart. ex Baker - Asteraceae

Several native herbaceous and subshrub species native to the Cerrado in Brazil are geophytes, that is, they survive the unfavorable dry season and low temperatures, that sometimes coincide with fire, with only the underground system intact. Vernonia oxylepis is one of these species and the aim of this study was to describe the morpho-anatomy of the tuberous root and bud formation on this structure. The main axis of this root is perpendicular to the soil surface, and from which aerial shoots arise periodically throughout the life cycle. On the upper portion of the root, self-grafting of the shoots occurs. The root stores lipids and fructans, exhibits contraction and produces reparatory buds; adventitious buds arise from proliferated pericycle. These characteristics may be related to adaptation of this species to conditions in the Cerrado.

Increased expression of fructan 1-exohydrolase in rhizophores of Vernonia herbacea during sprouting and exposure to low temperature

Rhizophores of Vernonia herbacea, an Asteraceae found in the Brazilian Cerrado, store high amounts of fructans that vary in composition over the phenological cycle. Fructan 1-exohydrolase (1-FEH) activity is detectable during the sprouting phase, mainly in the proximal regions of rhizophores, of plants induced to sprout by defoliation and/or cold storage. We found an increase in 1-FEH gene expression during natural and induced sprouting and further enhancement through low-temperature treatment. Furthermore, a comparative analysis of 1-FEH gene expression in different regions of the rhizophores during the transition from dormancy to sprouting is presented. Transcripts were detected mainly in the proximal region, coinciding with high 1-FEH activity and a high concentration of free fructose. Low temperature promoted the accumulation of fructans of a low degree of polymerization (DP) and enhanced 1-FEH activity and gene expression. It is hypothesized that a set of 1-FEH proteins acts in two different ways during fructan mobilization: (1) by hydrolyzing fructo-oligosaccharides and -polysaccharides in sprouting plants (naturally or induced) for carbon supply and (2) by hydrolyzing preferably fructo-polysaccharides under low temperature to maintain the oligosaccharide pool for plant cold acclimation. (C) 2010 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Cloning, characterization and functional analysis of a 1-FEH cDNA from Vernonia herbacea (Vell.) Rusby

Variations in the inulin contents have been detected in rhizophores of Vernonia herbacea during the phenological cycle. These variations indicate the occurrence of active inulin synthesis and depolymerization throughout the cycle and a role for this carbohydrate as a reserve compound. 1-Fructan exohydrolase (1-FEH) is the enzyme responsible for inulin depolymerization, and its activity has been detected in rhizophores of sprouting plants. Defoliation and low temperature are enhancer conditions of this 1-FEH activity. The aim of the present work was the cloning of this enzyme. Rhizophores were collected from plants induced to sprout, followed by storage at 5C. A full length 1-FEH cDNA sequence was obtained by PCR and inverse PCR techniques, and expressed in Pichia pastoris. Cold storage enhances FEH gene expression. Vh1-FEH was shown to be a functional 1-FEH, hydrolyzing predominantly -2,1 linkages, sharing high identity with chicory FEH sequences, and its activity was inhibited by 81 in the presence of 10 mM sucrose. In V. herbacea, low temperature and sucrose play a role in the control of fructan degradation. This is the first study concerning the cloning and functional analysis of a 1-FEH cDNA of a native species from the Brazilian Cerrado. Results will contribute to understanding the role of fructans in the establishment of a very successful fructan flora of the Brazilian Cerrado, subjected to water limitation and low temperature during winter.

Sesquiterpene lactones from Vernonia

Some informations about the sesquiterpene lactones isolated from Brazilian species of Vernonia are described, as well the results of tests developed with such compounds with respect to their anti-feedant, molluscicide, antimicrobial and analgesic properties.

Soluções nutritivas para cultivo e produção de frutanos em plantas de Vernonia herbacea

O crescimento limitado de rizóforos de Vernonia herbacea (Asteraceae) em solução de Hoagland levou à necessidade de estabelecer uma solução nutritiva para o cultivo dessa planta, visando ao incremento da biomassa de seus rizóforos ricos em frutanos. Essa solução (denominada Vernonia), constituída de Ca(NO3)2.4H2O 2,5 mmol L-1, KNO3 2,3 mmol L-1 , KH2PO4 0,52 mmol L-1, Mg(NO3)2.6H2O 1,7 mmol L-1 e Na2SO4 1,3 mmol L-1, foi comparada com a de Hoagland nas forças iônicas de 50%, 100% e 200%. Foram realizadas duas avaliações para análise de crescimento e conteúdo de frutanos. As plantas não sobreviveram até os dois meses na solução de Hoagland 200%. A solução Vernonia diluída duas vezes (50%) foi a mais eficiente para o incremento de massa seca dos rizóforos e produção de frutanos por planta. Maior crescimento da parte aérea foi verificado nas soluções de Hoagland e Vernonia 100%. Em comparação com a solução de Hoagland, a solução Vernonia é mais pobre em macronutrientes, confirmando a hipótese de que plantas adaptadas a solos oligotróficos são menos exigentes em nutrientes minerais.

Constituintes químicos de Vernonia chalybaea mart.

The chemical investigation of the hexane and ethanol extracts from aerial parts of Vernonia chalybaea conducted to the isolation and characterization of a new aliphatic tetrahydroxyl ether, along with a series of known compounds such as 4 α,10 α-epoxyaromadendrane, friedelin, taraxasteryl acetate, pseudotaraxasteryl acetate, lupeyl acetate, lupeol, α-amiryn, β-amiryn, β-sitosterol, stigmasterol, 2,3-dimethyl-1,2,3-tri-hydroxybuthanol, angophorol, angophorol-7-O-glucoside, angophorol-7-O-rutinoside, 3,7-dimethoxy-5,3',4'-trihydroxyflavone and acacetin. The structures of all compounds were determined by spectroscopic analysis and comparison with published spectral data.

Óleos essenciais das folhas de Vernonia Remotiflora e Vernonia Brasiliana: composição química e atividade biológica

The chemical composition of the essential oils, obtained by hidrodistillation, from leaves of two Vernonia species (V. remotiflora and V. brasiliana), was determined by GC-FID and GC-MS. Both essential oils were predominantly constituted by sesquiterpenes (92.0 - 93.4%). The main constituents of the oil from V. brasilana were (E)-caryophyllene (36.7%), germacrene D (35.5%), and α-humulene (11.7%), while (E)-caryophyllene (42.2%) and bicyclogermacrene (20.0%) were the major ones in the oil from V. remotiflora. Although with moderate activity both oils showed acetylcholinesterase and antibacterial activities.

Constituintes químicos de Vernonia scorpioides (Lam) Pers. (Asteraceae)

The chemical investigation of hexane and ethanol extracts from the aerial parts of Vernonia scorpioides resulted in the isolation and characterization of a new polyacetylene lactone, rel-4-dihydro-4β-hydroxy-5a-octa-2,4,6-triynyl-furan-2-(5H)-one, along with the new ethyl 3,4-dihydroxy-6,8,10-triynyl-dodecanoate, and seven known compounds: taraxasteryl acetate, lupeyl acetate, lupeol, lupenone, β-sitosterol, stigmasterol and luteolin. The structure of all compounds was determined by spectrometric techniques (HR-ESI-MS, ¹H and 13C NMR and IV) and comparison with published spectral data.

Intoxicação por Vernonia rubricaulis em bovinos no Mato Grosso do Sul

Descrevem-se surtos de intoxicação por Vernonia rubricaulis em bovinos em nove fazendas no Estado de Mato Grosso do Sul, entre setembro de 1999 e maio de 2001. No total morreram pelo menos 954 animais. Alguns fatores foram aparentemente importantes para a ocorrência da intoxicação: a utilização de técnicas que favorecem a brotação da planta incluindo a utilização da roçadeira ("trilho") para o controle de plantas invasoras, assim como a queima ou o desmatamento do campo; o transporte de animais procedentes de outras fazendas ou de outros piquetes da mesma fazenda, com ou sem manejo de animais no curral; e a superlotação de piquetes. O curso clínico variou de 12 a 48 horas. Os sinais clínicos foram, principalmente, agressividade ou depressão, salivação, cegueira, gemidos, incoordenação, retração de abdômen, fezes ressecadas com muco e estrias de sangue, focinho seco e decúbito. A letalidade foi de 100%. Os principais achados de necropsia foram observados no fígado. As lesões hepáticas variavam num mesmo animal e entre diferentes animais. Áreas focais vermelhas de hemorragias com tamanhos variando entre 1mm e 25cm, foram observadas em meio ao tecido hepático amarelado em alguns casos. Fígados inteiros ou áreas hepáticas com aspecto de noz-moscada e fígados difusamente amarelados com ou sem hemorragias petequiais, também foram observados. Ocorriam, também, hemorragias em diferentes tecidos e órgãos. As principais alterações histológicas caracterizaram-se por necrose centrolobular com vacuolização dos hepatócitos das áreas periportais e intermediárias ou necrose massiva e vacuolização difusa dos hepatócitos. A intoxicação foi reproduzida experimentalmente em três bovinos. A menor dose que causou morte foi de 3g/kg da planta verde fresca em fase de brotação. Os sinais clínicos e as lesões macro e microscópicas observadas foram semelhantes às apresentadas pelos animais intoxicados naturalmente.

Profundidade de semeadura e presença de palha afetam a emergência de plântulas de Vernonia ferruginea

A compreensão sobre a biologia de plantas daninhas pode contribuir significativamente no estabelecimento de estratégias adequadas para seu manejo, além de possibilitar o desenvolvimento de ferramentas de controle não químico. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de profundidade de semeadura, tipo de solo, tipo e quantidade de palha na emergência de plântulas de Vernonia ferruginea (assa-peixe). No primeiro experimento, sementes da espécie foram colocadas em dois substratos (terra e areia) e em sete profundidades (0; 0,0025; 0,005; 0,01; 0,02; 0,04; e 0,08 m). No segundo experimento, determinou-se o efeito de palha de cana-de-açúcar, capim-braquiária e milho em cinco quantidades (0,0; 1,5; 3,0; 6,0; e 9,0 t ha-1) na emergência de V. ferruginea. Maior emergência foi obtida na superfície e em 0,0025 m em ambos os substratos. A palha de milho foi a que mais inibiu a emergência de V. ferruginea, em todas as quantidades testadas.

Inulin production by Vernonia herbacea as influenced by mineral fertilization and time of harvest

The underground organs of Vernonia herbacea (Vell.) Rusby, known as rhizophores, acumulate 80% of their dry mass as fructans of the inulin type. In view of the growing industrial use of fructans as dietetic and general food products, and of their medical application, the present investigation aimed at evaluating the effect of mineral fertilization and period of cultivation on the production of these carbohydrates in field trials. Plants used in the experiments were obtained by vegetative propagation from rhizophores collected from plants growing in natural areas of the cerrado, and cultivated for two years. Fertilization consisted of N:P2O5:K2O (80:200:150 kg.ha-1) plus 80 kg.ha-1 nitrogen as dressing. Soil fertilization did not stimulate biomass or inulin production, but in the second year of cultivation a dramatic gain in biomass and inulin was detected in both treated and control plants. Inulin production varied from 113 to 674 kg.ha-1 which corresponds to 43% of the rhizophore dry mass. The composition of fructans was not altered by fertilization, although treated plants had a higher proportion of sucrose and fructans with degree of polymerization 3-8 in the second year of cultivation. The results identify this species as a fructan source similar to other commercial crops and recommend further agronomic studies, aimed at increasing the production of this polysaccharide.

Fructan variation in the rhizophores of Vernonia herbacea (Vell.) Rusby, as influenced by temperature

The influence of climatic variations on fructan content in tropical regions is not well known. The present study deals with the effects of temperature on fructan contents in rhizophores of plants of Vernonia herbacea, a native species from the Brazilian cerrado vegetation. Intact plants and fragmented rhizophores were subjected to different temperatures under natural and controlled environmental conditions. Rhizophores of plants in pre-dormant stage (aerial parts showing some yellowish leaves) presented higher fructan content at 5oC than those kept at 25oC, whereas in dormant plants (aerial parts absent) temperature treatments did not affect fructan contents. Fragmented rhizophores obtained from dormant plants presented higher levels of fructo-polysaccharides at the end of the experiment than at the beginning of the treatment, regardless of the temperature they were stored, whereas fragments obtained from vegetative plants showed a decrease in fructan content under the same treatments. It was concluded that variations observed in fructan contents are related to the phenological state of the plants prior to the treatment rather than to extraneous temperatures they are subjected to during this stage.

Crescimento e conteúdo de frutanos em plantas de Vernonia herbacea (Vell.) Rusby submetidas à adubação nitrogenada

Vernonia herbacea acumula altas concentrações de frutanos do tipo inulina em seus órgãos subterrâneos de reserva, denominados rizóforos. Foi estudada a influência da adubação nitrogenada no crescimento dessa espécie e na produção de frutanos. Plantas obtidas a partir de fragmentos de rizóforos foram cultivadas em área de cerrado onde receberam três doses de nitrogênio: 6, 12 e 24 kg N.ha-1 na forma de (NH4)2SO4. Plantas jovens, com seis meses de idade, mostraram aumento em altura, área foliar e massa seca da parte aérea e dos rizóforos em resposta ao aumento da dose de nitrogênio. Por outro lado, o teor de frutanos decresceu com o aumento da concentração do nitrogênio. Após doze meses de cultivo, o crescimento das plantas foi estimulado apenas nas doses entre 6 e 12 kg.ha-1 de nitrogênio. Os resultados mostraram, também, que o teor de frutanos em plantas jovens está correlacionado negativamente tanto ao crescimento quanto às concentrações crescentes de nitrogênio. Já as plantas tratadas com 24 kg N.ha-1 chegaram a acumular 6,0 g de frutanos por planta, enquanto nas plantas controle, que não receberam N suplementar, esse valor foi de 3,5 g. Assim, aplicação de 24 kg N.ha-1 é recomendada para uma colheita antecipada (12 meses) visando à produção de frutanos.

Morfoanatomia comparada dos frutos em desenvolvimento de Vernonia brevifolia Less. e V. herbacea (Vell.) Rusby (Asteraceae)

Neste trabalho, o pericarpo e pápus de Vernonia brevifolia e V. herbacea são descritos morfoanatômica e ontogeneticamente. As espécies são muito similares entre si, possuindo ovário ínfero, bicarpelar, sincárpico e unilocular. Na formação do pericarpo, nenhuma das regiões é multiplicativa. O exocarpo é unisseriado e recoberto por fina cutícula. Observam-se tricomas tectores longos, multicelulares e bisseriados, que persistem até a maturidade; os tricomas glandulares capitados não se mantêm na maturidade. O mesocarpo externo é composto por duas ou três camadas de fibras em V. herbacea e apenas uma em V. brevifolia, acumulando cristais prismáticos. O mesocarpo interno é similar nas espécies, de natureza parenquimática. Feixes vasculares colaterais ocorrem imersos entre o mesocarpo externo e o interno. O endocarpo é unisseriado, havendo duas a três camadas apenas nas regiões de fusão dos carpelos. Na porção apical do pericarpo, observa-se uma protuberância onde se insere o pápus duplo, composto por células lignificadas, algumas projetadas perifericamente. Na base do fruto, ocorre o carpopódio que, em V. herbacea, é mais amplo e abriga drusas e estilóides; em V. brevifolia, o carpopódio é reduzido e não ocorrem cristais. Na maturidade, o pericarpo de ambas as espécies é desidratado, de modo que a maioria das camadas fica colapsada, distinguindo-se apenas algumas células do exocarpo e tricomas tectores, as fibras e cristais mesocárpicos externos e o xilema dos feixes vasculares.