Resumo em Português:

O trabalho científico seminal de Goethe, Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu erklaren (Uma Tentativa de Interpretação da Metamorfose das Plantas), datado de 1790, criou a fundação para muitos domínios da biologia vegetal moderna. O conceito do arquétipo foliar, que considera os órgãos florais como folhas modificadas, é o mais conhecido e provou ser verdadeiro após a descrição molecular do modelo ABC para a determinação da identidade dos órgãos florais durante a última década. Todo o aparato teórico desse trabalho de Goethe de 1790 é analisado aqui e dois aspectos previamente desconsiderados da obra são reinterpretados: O conceito de ¨purificação da seiva¨ como um princípio direcional e os ¨ciclos de contração e retração¨ como ciclos de determinação diferencial do meristema apical caulinar. A reinterpretação desses conceitos concorda com a visão moderna de que redes de interações moleculares integram sinais endógenos e ambientais e regulam o desenvolvimento vegetal. Esta reanálise auxilia ainda na formalização de um arcabouço teórico que considera a conservação evolutiva dos mecanismos moleculares que regulam o desenvolvimento vegetal.

Resumo em Inglês:

Goethe’s seminal scientific work, Versuch die Metamorphose der Pflanzen zu erklaren (An Attempt to Interpret the Metamorphosis of Plants) dated from 1790, has created the foundations for many domains of modern plant biology. The archetypal leaf concept, which considers floral organs as modified leaves, besides being the best known has been proven true, following the description of the ABC molecular model of floral organ identity determination during the last decade. Here we analyze the whole theoretical frame of Goethe’s 1790 publication and present two previously misconsidered aspects of this work: The "refinement of the sap" concept as a directional principle and the "cycles of contractions and expansions" as cycles of differential determination of the shoot apical meristem. The reinterpretation of these concepts are in line with the modern view that molecular networks integrate both environmental and endogenous cues and regulate plant development. This reassessment also helps to elaborate a theoretical frame that considers the evolutionary conservation of the molecular mechanisms that regulate plant development.

Resumo em Português:

Esse estudo avaliou os efeitos dos níveis de biossólido no rendimento e na composição química do óleo essencial de Mentha piperita L. Plantas de menta foram cultivadas em casa de vegetação em vasos contendo o equivalente a 0, 28, 56 e 112 t.ha-1 de biossólido. Três avaliações foram realizadas aos 90, 110 e 120 dias após plantio (DAP). O óleo foi extraído da matéria seca da parte aérea por hidrodestilação e sua composição determinada por CG/EM. Sua produção foi afetada de modo discreto pelo biossólido, aumentando quando as plantas foram cultivadas com 28 t.ha-1, condição que não resultou em sua melhora de qualidade. O acetato de mentila foi o componente encontrado em maior porcentagem em todos os tratamentos. As plantas apresentaram aos 90 DAP maior percentagem de mentol, segundo maior constituinte do óleo, com conteúdo de 42,3% naquelas cultivadas sem biossólido. A presença do biossólido favoreceu a formação de mentofurano. Como o mentol, a mentona diminuiu com o desenvolvimento das plantas. Nessas condições, recomenda-se sua colheita aos 90 DAP, época em que o nível de mentol foi maior. Com o aumento de produção de lodo de esgoto, há necessidade de sua adequada destinação, havendo restrições para seu uso em relação ao ambiente e à planta. Assim, apesar de o cultivo com 28 t.ha-1 estar dentro do permitido pela legislação, essa condição, que aumentou o rendimento do óleo, não melhorou sua qualidade. Assim, o biossólido da Estação de Barueri não foi recomendável para o cultivo da espécie.

Resumo em Inglês:

This research evaluated the effects of biosolid levels on yield and chemical composition of Mentha piperita L. essential oil. Mint plants were grown in a greenhouse in pots containing the equivalent to 0, 28, 56, and 112 t.ha-1 biosolid. Three evaluations were made at 90, 110, and 120 days after planting (DAP). The oil was extracted from the dry matter of shoots by hydrodistillation, and composition was determined by GC/MS. Oil production was slightly affected by the biosolid, increasing when plants were grown with 28 t.ha-1, a condition which did not result in quality improvement. Menthyl acetate was the component obtained at the highest percentage in all treatments. At 90 DAP, plants showed a higher percentage of menthol, the second-highest oil constituent, with a content of 42.3% in plants grown without biosolid. The presence of biosolid favored menthofuran formation. As with menthol, menthone decreased with plant development. Under these conditions, plant harvesting is recommended at 90 DAP, period in which the menthol level was higher. Since the production of biosolid is on the rise, a suitable destination must be given to it, and restrictions exist for its use in relation to the environment and plants. Thus, although cultivation with 28 t.ha-1 is within the limits allowed by law, such a rate, which increased oil yield, did not improve oil quality. Therefore, biosolid from the Barueri Station is not recommended for cultivation of this specie.

Resumo em Português:

Dois genótipos de sorgo forrageiro foram estudados: CSF18 (sensível) e CSF20 (tolerante). A redução no crescimento da parte aérea devida ao estresse salino foi maior no genótipo sensível. Quando ambos foram submetidos ao estresse salino (NaCl a 75 mM), não se observou nenhuma mudança significativa na peroxidação dos lipídios. Contudo, o estresse salino induziu aumentos nas atividades da dismutase do superóxido e da catalase de ambos os genótipos. Tais aumentos foram maiores no genótipo tolerante. As atividades das peroxidases foram diferencialmente afetadas pelo estresse salino. Enquanto no genótipo sensível houve descréscimos, no genótipo tolerante observaram-se aumentos nas atividades dessas enzimas em resposta a salinidade. Além disso, a razão de atividade entre a dismutase do superóxido e as demais enzimas foi maior no genótipo sensível. Os resultados sustentam a hipótese de que a maior eficiência do sistema enzimático antioxidante do genótipo CSF20 poderia ser considerada como um dos fatores responsáveis por sua tolerância ao estresse salino. Portanto, a razão entre as atividades da dismutase do superóxido e a das enzimas eliminadoras do H2O2 poderia ser usada como hipótese de trabalho de um marcador bioquímico de tolerância ao estresse salino em sorgo.

Resumo em Inglês:

Two forage sorghum genotypes were studied: CSF18 (salt-sensitive) and CSF20 (salt-tolerant). Shoot growth reduction as a result of salt stress was stronger in the salt sensitive genotype compared to the salt tolerant one. When the two genotypes were subjected to salt stress (75 mM NaCl) no significant change in lipid peroxidation was observed. However, salt stress induced increases in superoxide dismutase and catalase activities in both genotypes. These salt-induced increases were higher in the salt-tolerant genotype. Peroxidase activity was differentially affected by salt stress in the two genotypes. The activities of these peroxidases were decreased by salt stress in the salt-sensitive genotype and increased in the salt-tolerant genotype. In addition, the activity ratio between the superoxide dismutase and the H2O2-scavenging enzymes was higher in the salt-sensitive genotype. The results obtained support the hypothesis that the higher efficiency of the antioxidant-enzymatic system of the CSF20 genotype could be considered as one of the factors responsible for its tolerance to salt stress. Therefore, it is suggested that the ratio between superoxide dismutase and H2O2-scavenging enzyme activities could be used as a working hypothesis for a biochemical marker for salt tolerance in sorghum.

Resumo em Português:

A hipótese testada neste estudo foi a de que dinâmicas temporais mais complexas, isto é, mais irregulares, e uma rede com maior conectância global suportariam maior estabilidade de parâmetros relacionados às trocas gasosas (assimilação líquida de CO2 e transpiração) em plantas sob deficiência hídrica. Para tanto, dois genótipos de Phaseolus vulgaris foram submetidos a um período de suspensão da irrigação e subseqüente re-hidratação para avaliar a recuperação das plantas. As trocas gasosas foram medidas em intervalos de 10 segundos durante 6 horas para a obtenção de séries temporais adequadas para os cálculos de complexidade por meio do uso da medida de Entropia Aproximada (ApEn), e conectância da rede de trocas gasosas em cada condição testada. Notavelmente, o genótipo Jalo Precoce mostrou significativa maior estabilidade que o Guarumbé, coincidindo com maior complexidade na dinâmica de cada parâmetro de trocas gasosas e maior conectância global no genótipo Jalo Precoce. Esse resultado foi consistente com outras observações de maior homeostase em redes mais complexas, em um contexto mais amplo, como observado em ritmos cardíacos e dinâmicas respiratórias.

Resumo em Inglês:

We hypothesized that more complex, i.e. irregular, temporal dynamics and a more interconnected overall network supports greater stability to gas exchange parameters (herein, CO2 net assimilation and transpiration) in plants under water deficit. To test this hypothesis two genotypes of Phaseolus vulgaris were subjected to a period of absence of irrigation, and subsequent rewatering to achieve recovery. Gas exchanges parameters were measured each 10 s during 6 h to obtain time series to evaluate complexity by Approximate Entropy (ApEn) calculations, and network connectance in each water regime. Notably, the Jalo Precoce genotype showed significantly more stability than the Guarumbé genotype under system perturbation, coincident with greater irregularity in each gas exchange parameter and greater overall connectance for Jalo Precoce. This conclusion is consistent with other observations of greater homeostasis in more complex networks, seen in broad contexts such as cardiac rhythms and respiratory dynamics

Resumo em Português:

Boro (B) é um micronutriente essencial para a sobrevivência das plantas vasculares. O efeito mais drástico derivado da sua deficiência é a alteração na biogênese da parede celular durante a germinação de pólen. Investigamos pólen de espécies de plantas que requerem B para germinar (Zea may L. e Nicotiana tabacum L.), e de outras que podem germinar na sua ausência (Pinus sp, Lilum longiflorum, Impatiens sp.). Em ambos os grupos, a adição de B no meio de germinação aumentou o comprimento do tubo polínico depois da germinação. Glicoproteínas ricas em hidroxiprolina (HRGPs) são as mais abundantes proteínas estruturais da parede celular de dicotiledôneas e do tecido sexual de monocotiledôneas. Aqui, mostrou-se que pólen de milho acumulou uma significativa quantidade de hidroxiprolina (Hyp), estando 63% desse aminoácidos localizados na parede do tubo polínico. Pólen de milho germinado na presença de B acumulou Hyp solúvel (48%) e não solúvel (16%) na parede do tubo polínico, em contraste ao pólen germinado na ausência de B. Adicionalmente, B parece modificar a quantidade de HRGPs que se ligam à parede celular. Imunolocalização de HRGPs mostrou que essas glicoproteínas estavam preferencialmente localizadas na parede do tubo polínico de pólen de milho, mas não no pólen. B, portanto, pode afetar no arranjo de HRGPs na parede de tubos polínicos crescidos in vitro.

Resumo em Inglês:

Boron (B) is an essential micronutrient for the survival of vascular plants. The most severe effect derived from a deficiency of B is the alteration of cell wall biogenesis and pollen germination. We investigated pollen of plant species that require B for germination (Zea may L. and Nicotiana tabacum L.), as well as those that can germinate without B (Pinus sp, Lilum longiflorum, Impatiens sp.). In both groups, B addition in the growth medium increased the length of the pollen tube after germination. Hydroxyproline Rich Glycoproteins (HRGPs) are the most abundant cell wall structural proteins of dicotyledonous plants and the sexual tissues of monocotyledonous plants. Here, we show that maize pollen accumulated a significant pool of hydroxyproline (Hyp) and 63% of this amino acid was localized in the pollen tube wall. Maize pollen germinated in the presence of B accumulated soluble (48%) and non-soluble (16%) Hyp in the pollen tube wall in contrast to maize pollen germinated without B. In addition, B seems to modify the amount of HRGPs that become cross-linked to the wall. Immunolocalization of HRGPs showed that these glycoproteins were preferentially localized in the pollen tube of maize, not in the pollen grain itself. Hence, B might affect the assembling of HRGPs in the wall of pollen tubes grown in vitro.

Resumo em Português:

Numa freqüência de 46 %, bases foliares de abacaxizeiro cultivadas em meio indutor de regeneração de eixos caulinares (SIM) produziram, diretamente, protuberâncias que se desenvolveram, mais tarde, em gemas caulinares. Quando se adicionaram 8 mM de glutamina (gln) ao SIM (SIM8gln), a taxa de regeneração aumentou para 70 %, sugerindo que 8 mM de gln favoreceu a aquisição de competência à organogênese dos explantes foliares. Além disso, o vigor dos eixos caulinares surgidos foi incrementado quando as bases foliares foram cultivadas em SIM8gln. Outras concentrações de gln (16 ou 32 mM) geraram menores taxas de regeneração, além de menor número de eixos caulinares por explante, quando comparados com SIM8gln. Neste estudo, definiu-se que a determinação organogenética dos explantes para formar gemas caulinares foi alcançada nos primeiros 7 dias de cultivo em SIM8gln. Durante esse período, isto é, no decorrer da fase de indução da formação dos eixos caulinares, quantificaram-se as concentrações endógenas do ácido indolil-3-acético (AIA) e de quatro tipos de citocininas. O conteúdo de AIA das bases foliares cultivadas em SIM8gln aumentou fortemente até o quinto dia. Ao contrário, nenhuma alteração na concentração de AIA se observou nos explantes cultivados em SIM ou na presença de 32 mM de gln (SIM32gln). Essa mais alta concentração de gln foi inibitória ao processo organogenético. A única citocinina endógena detectada foi a isopenteniladenina (iP). Comparando-se a quantidade de iP nas bases foliares cultivadas em SIM8gln no quinto dia com os valores obtidos em SIM e SIM32gln, verificaram-se aumentos de 50 % e 170 % respectivamente. Esses resultados sugerem que 8 mM de gln teve uma influência positiva sobre o processo organogenético, mediada por alterações nas concentrações de AIA e iP ocorridas nas bases foliares de abacaxizeiro.

Resumo em Inglês:

Leaf bases of pineapple cultured on a shoot induction medium (SIM) produced protuberances followed by shoot-buds via direct organogenesis at a frequency of 46 %. When 8 mM glutamine (gln) was a supplement to SIM (SIM8gln), the regeneration rate increased to 70 %, thus suggesting that 8mM gln increased explant competence for organogenesis. Besides this, shoot vigor was strongly enhanced in SIM8gln. Other gln concentrations (16 or 32 mM) evoked a lower frequency of shoot-bud induction and number of regenerated shoots per explant when compared to SIM8gln. In this study, it was defined that explant organogenic commitment to form shoot-buds occurred in the first 7 days of culture on SIM8gln. Thereafter, endogenous indole-3-acetic acid (IAA) and cytokinin (4 types) measurements were carried out during this period, that is, during the induction phase of shoot-bud formation. The IAA content increased greatly until the 5th day in the leaf bases cultured on SIM8gln. No such change in IAA concentration was observed in the explants cultivated on SIM or in the presence of the highest gln concentration (32 mM), this being inhibitory to the organogenic process. The only natural cytokinin detected was isopentenyladenine. An increase of 50 % in the level of this phytohormone occurred in leaf bases cultured on SIM8gln at the 5th day, when compared to SIM or of 170% compared to SIM32gln. These results suggest that 8 mM gln favorably influenced the organogenic process through changes in IAA and iP concentrations in pineapple leaves.

Resumo em Português:

Kohleria eriantha possui rizomas subterrâneos, caule com gemas envoltas por folhas modificadas que armazenam amido. As gemas desse rizoma podem-se desenvolver em dois padrões morfológicos: o padrão parte aérea (semelhante à planta mãe) ou um rizoma dependendo do nível de água do substrato. O desenvolvimento do padrão parte aérea foi inibido pela baixa disponibilidade de água do substrato (1 mL). Verificou-se que o etileno e o ABA estavam envolvidos com o controle do desenvolvimento do padrão rizoma na ausência ou baixa disponibilidade hídrica. Tratamentos com ethrel, PEG e ABA induziram o desenvolvimento do padrão parte aérea, enquanto os tratamentos com AVG e AgNO3 inibiram o desenvolvimento do padrão parte aérea. Observaram-se aumento de etileno e ABA sob condições que inibiram o desenvolvimento da parte aérea. Sugere-se, também, que ABA pode induzir a produção de etileno em seções do rizoma na ausência ou em baixa disponibilidade hídrica.

Resumo em Inglês:

Kohleria eriantha has rhizomes which are underground stems with buds enclosed by modified leaves, that store starch. The buds of this rhizome can develop in two morphological patterns: an aerial shoot (similar to the mother plant) or a rhizome, depending on the water level present in the substrate. Development of the shoot was inhibited by low water availability (1 mL) in the substrate. It was verified that ethylene and ABA were involved in controlling the development of the rhizome pattern under low water availability. Treatments with ethrel, PEG and ABA induced shoot development whereas treatments with AgNO3 or AVG inhibited shoot development. Increased ethylene and ABA were observed under conditions that inhibited shoot development. Moreover, it is suggested that ABA may induce the production of ethylene in the sections of the rhizome under low water availability.

Resumo em Português:

O efeito de duas concentrações de nitrogênio sobre o acúmulo de frutanos e seu crescimento foi analisado durante um ano em plantas de Vernonia herbacea. As plantas foram cultivadas em casa de vegetação e receberam semanalmente solução nutritiva contendo 1,3 mmol.L-1 NO3- (N-limitado) ou 10,7 mmol.L-1 NO3- (N-suficiente). As plantas tratadas com a solução N-suficiente apresentaram maior crescimento, com maior biomassa, número maior de folhas, porém com menor área, resultando em área foliar total mais elevada, taxa de assimilação líquida e massa foliar específica mais altas, maior alocação de biomassa para os órgãos aéreos. Além disso, revelaram teores mais altos de açúcares redutores e mais baixos de frutanos. Já as plantas que receberam solução N-limitada apresentaram menor crescimento com menor biomassa, maior alocação de biomassa para os órgãos subterrâneos e maior conteúdo de frutanos. Portanto, embora as plantas sob N-limitado tenham apresentado maior concentração de frutanos, sua produção por planta foi semelhante nos dois tratamentos de nitrogênio.

Resumo em Inglês:

The effect of two nitrogen concentrations on fructan accumulation and plant growth was analysed in plants of Vernonia herbacea during a year period. Plants of this species accumulate inulin-type fructans in the underground reserve organs (rhizophores). The plants were cultivated in glasshouse conditions and received weekly nutrient solutions containing 1.3 mmol.L-1 NO3- (N-limited) or 10.7 mmol.L-1 NO3- (N-sufficient). Plants treated with N-sufficient solution presented an increase in total growth with higher biomass, more but smaller leaves resulting in higher total leaf area, higher net assimilation rate, specific leaf mass and higher biomass allocation to aerial organs. In addition, these plants presented higher contents of reducing sugars and lower fructan contents. In contrast, N-limited plants showed reduced total growth with lower biomass, higher biomass allocation to underground organs and higher fructan contents. Therefore, although N-limited plants presented a higher fructan concentration, the amount of fructan produced per plant was similar in both N treatments.