Angiosperm and gymnosperm plants evolved from a common ancestor about 300 million years ago. Apart from morphological and structural differences in embryogenesis and seed origin, a set of embryogenesis-regulating genes and the molecular mechanisms involved in embryo development seem to have been conserved alike in both taxa. Few studies have covered molecular aspects of embryogenesis in the Brazilian pine, the only economically important native conifer in Brazil. Thus eight embryogenesis-regulating genes, viz.,ARGONAUTE 1, CUP-SHAPED COTYLEDON 1, WUSCHEL-related WOX, S-LOCUS LECTIN PROTEIN KINASE, SCARECROW-like, VICILIN 7S, LEAFY COTYLEDON 1, and REVERSIBLE GLYCOSYLATED POLYPEPTIDE 1, were analyzed through semiquantitative RT-PCR during embryo development and germination. All the eight were found to be differentially expressed in the various developmental stages of zygotic embryos, seeds and seedling tissues. To our knowledge, this is the first report on embryogenesis-regulating gene expression in members of the Araucariaceae family, as well as in plants with recalcitrant seeds.

Culturas embriogênicas de Araucaria angustifolia foram estabelecidas em meio de cultura líquido BM suplementado com 2 µM Ácido 2,4 Diclorofenoxiacético, 1 µM 6-Benzilaminopurina e 1 µM Cinetina (BM2) e em meio BM isento de reguladores de crescimento (BM0). Durante 42 dias de cultivo, o padrão de crescimento celular em ambas as culturas foi similar. O pH do meio de cultura BM0 e BM2 sofreu uma progressiva redução durante o período de cultivo. Em ambas as culturas embriogênicas foram observadas um consumo preferencial de glicose no período final da curva de crescimento celular. O nível de proteínas extracelulares foi similar para ambas as culturas embriogênicas. A dupla coloração com carmin acético e azul de Evans revelou diferenças na organização das linhagens celulares embriogênicas, sendo que a presença de proembriões somáticos bipolares foi apenas evidenciada nas culturas embriogênicas mantidas em meio de cultura líquido sem reguladores de crescimento.

Embryogenic cultures of Araucaria angustifolia were established in a BM liquid medium supplemented with 2 µM 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 1 µM 6-benzylaminopurine and 1 µM kinetin (BM2) and in a BM medium free of growth regulators (BM0). During 42 days in culture, the cell growth pattern of both cultures was similar. The pH of the culture medium of both BM0 and BM2 underwent progressive reduction during culture time. For both the embryogenic cultures a preferential uptake of glucose in the late stages of cell growth kinetics was observed. The extracellular protein content was similar for both the embryogenic cultures. Acetocarmine and Evan's blue double stain showed major differences for early somatic embryo organisation, in which only the embryogenic culture grown in a liquid culture medium free of plant growth regulators showed the presence of bipolar somatic pro-embryos.

Este estudo teve por objetivo caracterizar a mobilização de metabólitos primários (proteínas, óleos, amido e açúcares solúveis) e determinar a atividade da enzima alfa-amilase em sementes de pau-rosa durante diferentes períodos da germinação. Sementes quiescentes, após a assepsia, foram postas para germinar a 25 °C, analisando-se as seguintes variáveis: porcentagem de germinação e tempos inicial, médio e final de germinação. A quantificação das reservas orgânicas foi monitorada nas sementes quiescentes e nos diferentes estágios de crescimento da radícula. A mobilização do amido foi monitorada mediante a atividade da enzima alfa-amilase. A germinação atingiu 87,5% com os tempos inicial, médio e final iguais a 16, 21 e 30 dias, respectivamente. A mobilização de óleos apresentou comportamento linear negativo, diminuindo 40% entre o primeiro e o último estágio analisado, enquanto o teor das proteínas aumentou 34,7% nos estágios iniciais de germinação. O conteúdo de amido (46,4%) foi o mais elevado entre os metabólitos estudados, e sua mobilização ocorreu de forma inversa à dos açúcares solúveis. A atividade da alfa-amilase foi mais intensa até o décimo quinto dia, período que antecedeu a emissão da radícula e que correspondeu à maior mobilização do amido. A alta porcentagem de germinação das sementes de pau-rosa pode estar associada às condições controladas na câmara de germinação, e à elevada mobilização das reservas da semente, especialmente óleos e amido.

This study aimed to characterize protein, oil, starch and soluble sugar mobilization as well as the activity of alpha-amylase during rosewood seed germination. Germination test was carried out at 25°C and the following parameters were analyzed: percentage of germination, initial, average, and final germination time. Seed reserve quantification was monitored in quiescent seeds and during different stages of radicle growth. Starch mobilization was studied in function of a-amylase activity. Germination reached 87.5% at the initial, average, and final time of 16, 21 and 30 days, respectively. Oil mobilization showed a negative linear behavior, decreasing 40% between the first and the last stage analyzed, whereas protein levels increased 34.7% during the initial period of germination. Starch content (46.4%) was the highest among those of the metabolites analyzed and starch mobilization occurred inversely to the observed for soluble sugars; alpha-amylase activity increased until the 15th day, a period before radicle emission and corresponding to the highest starch mobilization. The high percentage of rosewood seed germination may be related to the controlled condition used in the germination chamber as well as to high seed reserve mobilization, in special oil and starch.

As plantas respondem a mudanças nas condições de luz e na disponibilidade hídrica em termos da quantidade e composição dos pigmentos cloroplastídicos, o que afeta as propriedades fotossintéticas e, conseqüentemente, o acúmulo de biomassa das espécies. Assim, a concentração de pigmentos cloroplastídicos e a fluorescência da clorofila a de três espécies arbóreas (Bertholletia excelsa, Carapa guianensis e Dipteryx odorata) da Amazônia foi investigada em folhas sombreadas e não-sombreadas da copa das árvores e em dois períodos distintos de precipitação (chuvoso e seco). As concentrações de pigmentos foram determinadas por espectrofotometria e as variáveis de fluorescência, por meio de um fluorômetro portátil. Os resultados indicaram que as espécies estudadas exibiram maiores concentrações de Chl a, Chl b e Chl total no período chuvoso, em comparação com o período seco, em especial em folhas de sombra. As maiores concentrações de carotenóides foram observadas em B. excelsa, em comparação com as folhas de C. guianensis e D. odorata. Nas folhas de B. excelsa e D. odorata, não foram encontradas diferenças significativas em relação à fotoquímica do fotossistema II (Fv/Fm), entre os períodos chuvoso e seco. Conclui-se que as três espécies respondem de modo diferente à variação da luz e às condições distintas de precipitação quanto à captura de luz, aspecto que deveria ser considerado no manejo de plantios florestais.

Plants react to changes in light and hydrological conditions in terms of quantity and composition of chloroplastidic pigments, which affects the photosynthetic properties and consequently the accumulation of plant biomass. Thus, the chloroplastidic pigment concentration and chlorophyll a fluorescence of three Amazonian species (Bertholletia excelsa, Carapa guianensis e Dipteryx odorata) were investigated in sun and shade leaves form the tree crown collected during two distinct periods of precipitation (dry and rainy seasons). Pigment contents were determined by spectrophotometry and fluorescence variables were determined using a portable fluorometer. The results demonstrated that the species showed high concentrations of Chl a, Chl b e Chl total during the wet season in relation to the dry season, especially in shade leaves. A higher concentration of carotenoids was found in B. excelsa, when compared with leaves of C. guianensis and D. odorata. In leaves of B. excelsa and D. odorata no significant difference was found in relation to the photochemistry of photosystem II (Fv/Fm) between the wet and dry seasons. In conclusion, the three species react differently to variations in the light and precipitation conditions regarding light capture, aspects that might be considered in the management of forest plantations.

Culturas embriogênicas de A. angustifolia foram induzidas a partir de embriões zigóticos dominantes e não-dominantes excisados de sementes imaturas provenientes de três diferentes genótipos, em cinco datas de coleta. Os embriões zigóticos foram inoculados em meio de cultura LP e BM suplementados ou não com 2,4-D (5 µM), BA (2 µM) e Kin (2 µM). O genótipo da planta doadora e o estádio de desenvolvimento do explante influenciaram significativamente a freqüência de indução. Na fase de manutenção, as culturas embriogênicas foram mantidas em ciclos contínuos de subcultivo a cada 20 dias em meios semi-sólidos ou líquidos. Na fase de maturação, foram testados fontes e níveis de fitorreguladores, agentes osmóticos, carboidratos e derivados. Meios de cultura suplementados com PEG 3350 (6 e 9%), maltose (6 e 9%), BA e Kin (1 µM cada) foram efetivos no desenvolvimento de embriões somáticos nos estádios globular e torpedo.

Embryogenic cultures of Araucaria angustifolia were induced from dominant and non-dominant zygotic embryos excised from immature seeds proceeding from three different genotypes and five harvest dates. Zygotic embryos were inoculated in inductive culture medium LP and BM supplemented with or without plant growth regulators 2,4-D (5 µM), BA (2 µM) and Kin (2 µM). The genotype of the mother tree and the developmental explant stage affected the induction frequency. In the maintenance phase, embryogenic cultures were maintained at continuous repetitive cell cycles every 20 days in semi-solid or liquid medium. In the maturation phase the culture medium was supplemented with different types and levels of growth regulators, osmotic agents, carbohydrates and derived. Embryogenic cultures inoculated in culture medium supplemented with PEG 3350 (6 and 9%), maltose (6 and 9%), plus BA and Kin (1 µM each) resulted in the progression of somatic embryos to globular and torpedo developmental stages.