Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, Volume: 12, Issue: 3, Published: 2000
  • Carta ao Editor: Estação espacial internacional: uma nova instrumentação para o desenvolvimento de produtos vegetais

    Pessoa, José Dalton Cruz
  • Application of brassinosteroid to Tabebuia alba (Bignoniaceae) plants

    ONO, ELIZABETH ORIKA; NAKAMURA, TERUKO; MACHADO, SÍLVIA RODRIGUES; RODRIGUES, JOÃO DOMINGOS

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste estudo foi de se verificar o efeito da aplicação de brassinoesteróide, giberelina e auxina no desenvolvimento e anatomia foliar de plantulas jovens de Tabebuia alba (Cham.) Sandw. Para tanto, utilizaram-se plântulas de ipê de 104 dias cultivadas em saco plástico com capacidade para 1 litro contendo solo adubado. Os tratamentos aplicados via pulverização foliar foram: 1 - água, 2 - brassinólide (BR1) 0,104 mM, 3 - BR1 0,208mM, 4 - ácido indolil-3-acético (IAA) 0,285mM, 5 - IAA 0,5708mM, 6 - GA3 (ácido giberélico) 0,1443mM, 7 - GA3 0,2887mM, 8 - GA3 0,072mM + IAA 0,1427mM, 9 - GA3 0,1443mM + IAA 0,285mM, 10 - GA3 0,072mM + BR1 0,052mM e 11 - GA3 0,1443nM + BR1 0,208mM. As seguintes observações foram realizadas antes da aplicação dos tratamentos e 21 dias após: altura da planta e comprimento do pecíolo. Com base nesses dados, foi calculada a taxa de crescimento do caule e do pecíolo. Pelos resultados, constatou-se que a aplicação de brassinólide estimula o crescimento do pecíolo, mas não do caule. Os estudos anatômicos das folhas mostraram alterações na espessura do limbo e pecíolo, na altura do parênquima paliçádico e lacunoso e nas células da epiderme.

    Abstract in English:

    The objective of this study was to observe the effects of brassinosteroid, gibberelin, and auxin application on the development and foliar anatomy of Tabebuia alba (Cham.) Sandw. seedlings. T. alba seedlings were grown in plastic bags with fertilized soil and treated with the following: 1- water (control); 2- brassinolide (BR1) 0.104 mM; 3- BR1 0.208 mM; 4- 3-indoleacetic acid (IAA) 0.2854 mM; 5- IAA 0.5708 mM; 6- GA3 (gibberellin A3) 0.1443 mM; 7- GA3 0.2887 mM; 8- GA3 0.072 mM + IAA 0.1427 mM; 9- GA3 0.1443 mM + IAA 0.2854 mM; 10- GA3 0.072 mM + BR1 0.052 mM; and 11- GA3 0.1443 mM + BR1 0.104 mM. Plant height and petiole length were measured before the treatments and 21 days after application of the growth regulators. These data allowed the calculation of stem and petiole growth rates. The results showed that GA3 + brassinolide produced the highest stem and petiole growth rates and brassinolide application stimulated petiole growth but not stem growth. The anatomical study of leaves showed alterations in blade and petiole thickness, palisade and spongy parenchyma height, and epidermis cells.
  • Glutamine synthetase and glutamate synthase activities in relation to nitrogen fixation in Lotus spp.

    GONNET, SUSANA; DÍAZ, PEDRO

    Abstract in Portuguese:

    Plantas de Lotus corniculatus, L. tenuis, L. pedunculatus e L. subbiflorus foram inoculadas com Mesorhizobium loti cepa NZP2037 e mantidas numa câmara de crescimento. A massa seca da planta (MS), massa fresca dos nódulos (MF), atividade de nitrogenase, atividades de sintetase de glutamina (GS) e sintase de glutamato (GOGAT), bem como o teor de leghemoglobina e de aminoácidos no caule foram avaliados 28 dias após inoculação. A maior MS das plantas foi encontrada em L. tenuis e a maior MF de nódulos foi encontrada em L. pedunculatus. Atividade de nitrogenase em L. tenuis, L. pedunculatus e L. subbiflorus foi seis vezes a atividade em L. corniculatus. As atividades de GS e GOGAT nos nódulos não mostraram o mesmo padrão. As maiores atividades de GS e GOGAT foram encontradas nos nódulos de L. tenuis associadas com a alta atividade de nitrogenase, resultados compativeis com sua alta MS. As quatro espécies de Lotus foram comparadas e nenhuma correlação entre os parâmetros de fixação de nitrogênio e enzimas de assimilação de amonia foi encontrada, mas a razão GS/GOGAT tem uma correlação positiva e significativa (r²=0.82**) com o teor de aminoácidos nos caules.

    Abstract in English:

    Lotus corniculatus, L. tenuis, L. pedunculatus, and L. subbiflorus inoculated with Mesorhizobium loti NZP2037 strain were grown in a growth chamber. The plants dry weight (DW), the nodule fresh weight (FW), the nitrogenase activity, the nodule glutamine synthetase (GS) and glutamate synthase (GOGAT) activities, as well as the leghemoglobin content and the amino acid in the stem were measured 28 days after inoculation. The highest DW of plants was measured in L. tenuis and the highest FW of nodules was measured in L. pedunculatus. Nitrogenase activity in L. tenuis, L. pedunculatus and L. subbiflorus was six fold the activity in L. corniculatus. Nodule GS and GOGAT activities did not follow this same pattern. L. tenuis had the highest values of GS and GOGAT activities in the nodule, and a high nitrogenase activity which is consistent with its high plant DW. The four species of Lotus were compared and no correlation between nitrogen fixation parameters and ammonia assimilation enzymes was found, but the GS/GOGAT ratio has a positive and significant correlation (r²=0.82**) with the amino acid content in stems.
  • Soybean seed galactinol synthase activity as determined by a novel colorimetric assay

    RIBEIRO, MARLUCI; FELIX, CARLOS R.; LOZZI, SILENE DE PAULINO

    Abstract in Portuguese:

    Galactinol sintase (GS) é a enzima-chave para a biossíntese de oligosacarídeos de rafinose (RO), que são os fatores antinutricionais causadores de flatulência, os quais estão presentes em sementes de soja e em outros legumes. A GS catalisa a formação de galactinol e UDP a partir de UDP-gal e mioinositol. A atividade dessa enzima é determinada atualmente pelo método radioisotópico que, apesar de adequado tecnicamente, apresenta vários inconvenientes, tais como a necessidade de substrato de alto custo, bem como de cuidados adicionais e serviços especializados para descarte dos resíduos radioativos. Assim, desenvolveu-se um método colorimétrico alternativo ao método radioisotópico, baseado na determinação colorimétrica indireta do UDP formado pela hidrólise enzimática (apirase) desse nucleotídeo e determinação do Pi resultante pelo método de Fiske & SubbaRow, com modificações. A cor desenvolvida é estável e o método é sensível para detecção de quantidades nanomolares de Pi. Os perfis de atividade da GS em sementes de soja em diferentes fases de desenvolvimento, determinados pelos métodos colorimétrico e radioisotópico, são semelhantes. Adicionalmente, a GS de sementes de soja foi purificada (46-vezes) por tratamento do extrato das sementes com MnCl2, e uma seqüência de cromatografias em colunas de DEAE-Sepharose, Phenyl-Sepharose CL-4B e Q-Sepharose. As atividades de GS no extrato bruto e na amostra parcialmente purificada foram máximas em pH 7.0 e 50 ºC. Ditiotreitol e MnCl2 aumentaram consideravelmente a atividade da enzima parcialmente purificada. Enquanto UDP-glc pode ser hidrolisado pela enzima com uma atividade relativa correspondendo a 49% da atividade contra UDP-gal, UDP-man e sacarose foram completamente ineficazes como substratos alternativos. Os valores de K M para conversão de UDP-gal e mio-inositol foram de 2,0 mM e 2,93 mM, respectivamente, determinados pelo método de Lineaweaver-Burk.

    Abstract in English:

    Galactinol synthase (GS) is a key enzyme for the biosynthesis of raffinose oligosaccharides (RO) which are the flatulence factors present in soybean seeds and several other legumes. Understanding of soybean seed GS properties is, therefore, of biotechnological interest. The GS enzyme catalyses formation of galactinol and UDP from UDP-gal and myo-inositol. This enzyme is currently assayed by an isotopic method. We have then idealized a more convenient method for GS assay based on the indirect colorimetric determination of the UDP formed which is then hydrolyzed by exogenous apyrase and the resulting Pi quantified by a modification of the colorimetric method of Fiske & SubbaRow. The color developed is stable, and the method is suitable for detection of very low GS activity. The GS activity profiles of developing soybean seeds determined by the isotopic and the colorimetric methods are closely related. The GS enzyme was partially purified (46-fold) by treatment of seed extract with MnCl2, sequential chromatographies on DEAE-Sepharose, Phenyl-Sepharose CL-4B and Q-Sepharose columns. The crude and the partially purified enzyme showed maximum activity at pH 7.0 and 50 ºC. Dithiothreitol and MnCl2 enhanced considerably the activity of the partially purified enzyme. While UDP-glc could be hydrolyzed by the enzyme at a reative activity corresponding to 49% of that calculated for UDP-gal, UDP-man and sucrose were completely ineffective as alternative substrates.
  • Crescimento e nutrição mineral de Eucalyptus maculata e Eucalyptus urophylla em solução nutritiva com concentração crescente de cobre

    SOARES, CLÁUDIO ROBERTO FONSÊCA SOUSA; SIQUEIRA, JOSÉ OSWALDO; CARVALHO, JANICE GUEDES DE; MOREIRA, FÁTIMA MARIA SOUZA; GRAZZIOTTI, PAULO HENRIQUE

    Abstract in Portuguese:

    Avaliou-se o efeito de concentrações crescentes de Cu no crescimento, teores e translocação de metais pesados e nutrientes no eucalipto em solução nutritiva. Mudas de Eucalyptus maculata e Eucalyptus urophylla foram crescidas em vasos de 2L contendo solução nutritiva de Clark, adicionando-se 0, 32, 64, 128 e 192 m M de Cu fornecido como CuSO4. Após cinco semanas de exposição aos tratamentos, as plantas exibiram sintomas típicos de toxidez de Cu como manchas aquosas foliares, clorose e necrose internerval, além do escurecimento das raízes e inibição do crescimento mesmo nas menores concentrações do elemento. A concentração crítica de Cu na solução para reduzir em 10% a matéria seca da parte aérea foi de 8,3 miM e 3,3 miM para E. urophylla e E. maculata, respectivamente. O nível crítico de toxidez na matéria seca da parte aérea foi muito baixo, entre 12 e 13 mg Kg-1 para ambas espécies. E. urophylla mostrou-se menos sensível do que E. maculata, sendo isso relacionado à capacidade dessa em restringir a translocação do Cu das raízes para a parte aérea. Além disso, E. urophylla absorveu mais Fe na presença do excesso de Cu. A translocação de Fe das raízes para a parte aérea foi reduzida, independentemente da espécie, de 27% no controle para apenas 12% na concentração de 192 m M Cu, evidenciando a alta interferência do Cu na translocação do Fe, podendo ser uma das causas da fitotoxidez do Cu para o eucalipto. Altas concentrações de Cu não causaram redução na absorção e translocação de P, K, S, Ca e Mg, não representando, portanto, mecanismo de fitotoxidez desse metal pesado para essas espécies.

    Abstract in English:

    The effects of increasing concentrations of Cu in nutrient solution on growth, content and translocation of heavy metals and mineral nutrients in eucalyptus were evaluated. Seedlings of Eucalyptus maculata and Eucalypts urophylla were grown in pots containing 2 L of Clark’s nutrient solution, amended with 0, 32, 64, 128 and 192 m M Cu supplied as CuSO4. After five weeks of growth in the treatments, plants exhibited typical symptoms of Cu toxicity characterized by aqueous stains, interveinal leaf chlorosis and tissue necrosis. In addition to inhibition of growth, roots were dark even at lower Cu concentrations. The critical Cu toxicity concentrations which decreased shoot dry matter by 10%, were 8,3 muM and 3,3 muM for E. urophylla and E. maculata, respectively, whereas plant tissue critical toxicity concentration was between 12 and 13 mg kg-1 for both species, therefore indicating the high sensitivity of the Eucalyptus spp. to Cu. E. urophylla was less sensitive to Cu than E. maculata and this was related to the capacity of this species to restrict Cu translocation to shoots. Fe translocation was reduced by increasing Cu in both species. Translocation index was, on average, 27% in the control and 12% with 192 muM Cu in nutrient solution. However, E. urophylla exhibited higher Fe uptake under excessive Cu. This effect could be one of the causes of the eucalypts sensitivity to Cu. Toxic concentrations of Cu did not reduce uptake or translocation of P, K, S, Ca e Mg. Therefore reduced nutrient uptake does not account for the Cu toxicity effects observed.
  • Seed reserve composition and mobilization during germination and initial seedling development of Euphorbia heterophylla

    SUDA, CECILIA N.K.; GIORGINI, JARBAS F.

    Abstract in Portuguese:

    A composição e a mobilização de reservas da semente de amendoim-bravo (Euphorbia heterophylla L.) foi investigada. Os lipídios constituem cerca de 60% da massa seca da semente, sendo o principal material de reserva. As proteínas constituem aproximadamente a quarta parte da massa seca da semente distribuídas entre as frações de albuminas (49%), globulinas insolúveis (30%), globulinas solúveis em solução salina (21% ) e prolaminas (0,3%). Os açúcares solúveis constituem cerca de 3,6% da massa seca da semente, sendo a sacarose o açúcar predominante. O amido não foi detectado no endosperma de E. heterophylla. A degradação dos lipídios inicia-se logo após a embebição inicial da semente sendo completada entre 72 e 96 horas. As frações protéicas têm diferentes padrões de degradação: as globulinas solúveis são continuamente degradadas após o início da embebição da semente, as globulinas insolúveis entre 36 e 72 horas e as albuminas entre 60 e 84 horas. A degradação das globulinas é concomitante com o aumento nos níveis de aminoácidos no endosperma, mas a degradação de albuminas não é. Esse resultado sugere que durante a degradação de albuminas ocorre uma rápida transferência de aminoácidos do endosperma para o embrião. Estudos histoquímicos indicaram que a luz acelera a degradação das proteínas na região micropilar da semente. Os açúcares solúveis aumentam no embrião sem uma concomitante diminuição no esdosperma, sugerindo que os açúcares são originados do catabolismo de lipídios.

    Abstract in English:

    Seed composition and reserve mobilization were investigated in wild poinsettia (Euphorbia heterophylla L.). Lipids, around 60% of seed dry mass, are the major reserve. Proteins, including albumins (49%), salt insoluble globulins (30%), salt-soluble globulins (21%) and prolamins (0.3%), comprise about a quarter of seed dry mass. Soluble sugars comprise about 3.6% of seed dry mass, sucrose being the predominant sugar. Starch was not detected in the endosperm of E. heterophylla. Lipid depletion starts after initial imbibition, and is completed between 72 and 96 hours. Protein fractions exhibit different degradation patterns, salt-soluble globulins being continuously degraded after the start of imbibition whereas salt insoluble fractions are degraded between 36 and 72 hours, and albumins between 60 and 84 hours. Globulin depletion is accompanied by an increase in free amino acids in the endosperm whereas intense albumin depletion is not. This result suggests that during albumin depletion there is a rapid transfer of amino acids to the growing embryo. Histochemical studies indicated that light accelerates protein degradation in the micropylar area of the seed. Soluble sugars increase in the embryo with no concomitant decrease in the endosperm, suggesting that sugars are mostly originated from the catabolism of lipids.
  • Procurando um arroz c4 mediante exame anatômico foliar

    PINHEIRO, FRANK JAMES ARAÚJO; PORTES, TOMÁS DE AQUINO; STACCIARINI-SERAPHIN, ELIANE

    Abstract in Portuguese:

    A possibilidade de se encontrar genótipos de arroz, gramínea C3, com características anatômico-foliares semelhantes às gramíneas C4 levou ao presente estudo. Genótipos com características C4 seriam superiores fotossinteticamente, mais adaptados ao estresse ambiental e mais produtivos. Nesta pesquisa foi observada a anatomia foliar de 483 exemplares de arroz, sendo 477 da espécie Oryza sativa L. e seis de outras espécies (Oryza glumaepatula, O. glaberrima, O. nivara, O. rufipogon, O. flotante e O. longistaminata). Na pesquisa, observou-se a presença de cloroplastos nas células da bainha vascular da cultivar CNA 6189. Em alguns outros genótipos, foram encontrados apenas vestígios de cloroplastos, e nenhum cloroplasto na maioria dos genótipos, como o IAC 25. Com base nos resultados encontrados, espera-se que por meio de técnicas de biologia molecular, características de plantas C4 venham a ser incorporadas a plantas, como o arroz, melhorando substancialmente as suas potencialidades de adaptação a ambientes menos favorecidos.

    Abstract in English:

    The objective of this study was search genotypes of rice, a C3 Gramineae, with characteristics of leaf anatomy similar to C4 Gramineae. Genotypes with C4 characteristics would have higher photosynthetic rates, be better adapted to environmental stress and higher productivity. In these research was studied the leaf anatomy of 483 rice genotypes, 477 of which were Oryza sativa L. and six from other species (Oryza glumaepatula, O. glaberrima, O. nivara, O. rufipogon, O. flotante and O. longistaminata). The results showed that the cultivar CNA 6189 presented chloroplasts in the bundle sheath cells. Vestiges of chloroplasts were observed in some genotypes but no chloroplasts were found in other genotypes, such as IAC 25. It is expected that through molecular biology techniques, characteristics of C4 plants might be incorporated into C3 plants, such as rice, improving their potential to adapt to an adverse environment.
  • Lectins from Pisum arvense seeds behave differently from storage proteins during germination in the darkness

    SILVA, LUIZA IZABEL M. MOREIRA DA; RAMOS, MÁRCIO VIANA; CAJAZEIRAS, JOÃO BATISTA; FERREIRA, PATRÍCIA RODRIGUES; CARVALHO, CARLOS ALBERTO V.; GRANGEIRO, THALLES BARBOSA; NUNES, EDSON PAULA; SAMPAIO, ALEXANDRE HOLANDA; FREITAS, BEATRIZ TUPINAMBÁ; SILVEIRA, JOAQUIM ALBENÍSIO G. DA; CAVADA, BENILDO SOUSA

    Abstract in Portuguese:

    A mobilização das proteínas de sementes de Pisum arvense L. durante a germinação na ausência de luz foi estudada. As sementes foram completamente exauridas de suas reservas após 22 dias de germinação e as plântulas cresceram até o 18° dia de germinação. Experimentos de eletroforese em gel de poliacrilamida em presença de SDS indicaram que as principais bandas protéicas, correspondendo às proteínas de reserva de alta massa molecular, foram detectadas apenas até o 7° dia após a germinação. Entretanto, as bandas protéicas correspondentes às lectinas da semente puderam ser detectadas ao longo de todo o processo germinativo, sugerindo que essas proteínas são fortemente resistentes à ação das proteases da semente e devem, de alguma forma, ser importantes para o estabelecimento das plântulas. A atividade hemaglutinante nos cotilédones foi detectada até o 22° dia de germinação, indicando que as lectinas também permaneceram ativas quando os cotilédones estavam bastante exauridos de suas reservas.

    Abstract in English:

    ABSTRACT - The mobilization of seed proteins from Pisum arvense L. during germination in the absence of light was studied. The seeds were found to be completely consumed 22 days after germination and seedlings ceased growth after the 18th day. SDS-PAGE indicated that the main protein bands correspond to high molecular mass storage proteins which undergo proteolysis in the initial stages of germination and are not detected after the 7th day of germination. However, the corresponding lectin profiles were detected during the entire germination process, suggesting that these proteins are strongly resistant to seed proteolytic enzymes and should be important for seedling establishment. Furthermore, haemagglutinating activity in cotyledons was detected until 22 days after germination, indicating that the lectins remain active even in senescent cotyledons.
  • Efeito de herbicidas sobre a polimerização dos microtúbulos e indução de micronúcleos em protoplastos de Helianthus maximiliani

    BINSFELD, PEDRO C.; PETERS, JOSÉ A.; SCHNABL, HEIDE

    Abstract in Portuguese:

    Com o objetivo de estudar a cinética da despolimerização dos microtúbulos e a dinâmica da indução de micronúcleos, usaram-se dois herbicidas com ação antimitótica, amiprofós-metil (APM) e oryzalin (ORY), em células de Helianthus maximiliani. A aplicação de ambos os herbicidas em células com ativo crescimento resultou num elevado número de células com micronúcleos, em virtude das modificações mitóticas causadas pela ausência de microtúbulos. Primeiramente, cromossomos isolados ou grupos de 2 ou mais cromossomos espalharam-se pelo citoplasma. Duas a três horas após a aplicação dos herbicidas, os microtúbulos, estavam despolimerizados e os cromossomos metafásicos condensaram-se, formando diretamente os micronúcleos sem ter havido a divisão do centrômero e a separação das cromátides. A concentração mais eficiente de ORY foi 20 µM, ao passo que para APM foi 60 µM, para um período de incubação de 36 e 48 h respectivamente. O prolongamento do período de tratamento elevou a freqüência de micronúcleos deformados, bem como aumentou a morte celular. A adição de citocalasina-B (CB) (20 µM), após 24 h da aplicação dos herbicidas, aumentou significativamente a micronucleação e estabilização dos micronúcleos nas células. O controle dos microtúbulos de células em suspensão torna-se uma ferramenta eficiente para a indução de micronúcleos, bem como representa um método elegante para a transferência genômica parcial.

    Abstract in English:

    In order to verify the kinetics of microtubule depolymerization and dynamics of micronuclei induction, two anti-mitotic herbicides, Amiprophos-methyl (APM) and Oryzalin (ORY), were added to dividing cells of Helianthus maximiliani. The addition of both herbicides to actively dividing cells resulted in a high number of cells with micronuclei through modification of mitosis. Single chromosomes and groups of 2 or more chromosomes were scattered over the cytoplasm. After 2-3 h of herbicide application, microtubules were depolymerized and the metaphase chromosomes changed directly into micronuclei, without centromere division and chromatid separation. The most efficient concentrations were 20 µM ORY and 60 µM APM when incubated for 36 and 48 h, respectively. When the treatment duration was increased, the frequency of cells with deformed micronuclei as well as cell death increased. The presence of citochalasina-B (CB) (20 µM) after 24 h of herbicide application increased the frequency of micronucleation and stabilization of the micronuclei in the cells significantly. The control of microtubules using anti-mitotic toxins provides an efficient tool for micronuclei induction as well as representing an elegant method for partial genome transfer.
  • Germinação de sementes em desenvolvimento de Bixa orellana

    AMARAL, LOURDES ISABEL VELHO DO; PEREIRA, MARIA DE FÁTIMA D. A.; CORTELAZZO, ÂNGELO LUIZ

    Abstract in Portuguese:

    Com este trabalho objetivou-se investigar a aquisição da capacidade germinativa e o estabelecimento da dormência em sementes em desenvolvimento de Bixa orellana L. (urucum). Foram caracterizados 7 estádios de desenvolvimento das sementes, baseados nas características morfológicas, massa fresca, massa seca e teor de umidade dos frutos e das sementes. Sementes imaturas de B. orellana não germinaram durante os estádios iniciais de seu desenvolvimento. As sementes adquiriram a capacidade germinativa máxima quando os níveis de umidade declinaram para valores em torno de 60%. Nessa fase, as sementes apresentaram acúmulo máximo de massa seca. A dormência foi estabelecida quando as sementes exibiam um conteúdo de água em torno de 10%.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to investigate the acquisition of germination capacity and the onset of dormancy in developing seeds of Bixa orellana L. (annatto). Seven stages of development were characterized with regard to morphology, fresh and dry mass and moisture content of the fruits and seeds. Immature seeds of B. orellana did not germinate during early stages of their development. The seeds achieved their maximum germination capacity after the moisture content had declined to around 60%. In this phase the seeds presented maximum dry mass. The onset of dormancy occurred when the seeds exhibited water contents around 10%.
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