Lanthanum content and effects on growth, gas exchanges, and chlorophyll index in maize plants / Teor de lantânio e efeitos no crescimento, trocas gasosas e teor de clorofila em plantas de milho

Rare earth elements, such as lanthanum (La), have been applied to agriculture via fertilizers, aiming to increase the productivity and crop quality, such results observed mainly in China. However, the knowledge about the effect of La on maize growth, as well as for other species, despite the growing interest it is still limited. The aim of this study was to evaluate the effects of La on maize growth, La content,photosynthetic rate and chlorophyll content in maize plants in response to La treatment (0, 25, 50, 100, 150, 300 and 600 μM) in nutrient solution for three weeks. The plants were placed in geminated pots using a split-root technique. One of the pots in the geminated set was filled with a complete nutrient solution without La, while another was filled with a nutrient solution without phosphorus but containing different concentrations of La. It was verified that roots of maize plants can accumulate approximately sixty percent more La than shoots. Moreover, low La concentrations stimulated an increase in chlorophyll index,resulting in a slight increase in shoot biomass. At higher levels, La didn’t reduce growth but caused adecrease in both photosynthetic rate and chlorophyll index.

Elementos terra rara, como lantânio (La), são aplicados à agricultura via fertilizantes, com oobjetivo de aumentar a produtividade e a qualidade das culturas agrícolas, fato observado principalmente naChina. Entretanto, o conhecimento sobre o efeito de La no crescimento do milho, bem como para outrasculturas agrícolas, ainda é limitado apesar do interesse crescente. O presente estudo objetivou avaliar oefeito da aplicação de La sobre o crescimento, teor de La, fotossíntese e teor de clorofila em plantas demilho, expostas a concentrações crescentes de La (0, 25, 50, 100, 150, 300 e 600 μM) em solução nutritivapor três semanas. As plantas foram colocadas em vasos geminados usando uma técnica de raiz divisória.Um dos potes no conjunto geminado foi preenchido com solução nutritiva completa que não continha La,enquanto outra foi preenchida com solução nutritiva sem fósforo, mas contendo diferentes concentraçõesde La. Foi verificado que as raízes das plantas de milho podem acumular sessenta por cento mais La quandocomparado à parte aérea. Além disso, as baixas concentrações de La estimularam o aumento do teor declorofila, resultando em um aumento na biomassa da parte aérea. Em concentrações mais elevadas, aaplicação de La não reduziu o crescimento das plantas de milho, mas causou diminuição na taxafotossintética e no índice de clorofila.

Lanthanum content and effects on growth, gas exchanges, and chlorophyll index in maize plants / Teor de lantânio e efeitos no crescimento, trocas gasosas e teor de clorofila em plantas de milho

Rare earth elements, such as lanthanum (La), have been applied to agriculture via fertilizers, aiming to increase the productivity and crop quality, such results observed mainly in China. However, the knowledge about the effect of La on maize growth, as well as for other species, despite the growing interest it is still limited. The aim of this study was to evaluate the effects of La on maize growth, La content,photosynthetic rate and chlorophyll content in maize plants in response to La treatment (0, 25, 50, 100, 150, 300 and 600 μM) in nutrient solution for three weeks. The plants were placed in geminated pots using a split-root technique. One of the pots in the geminated set was filled with a complete nutrient solution without La, while another was filled with a nutrient solution without phosphorus but containing different concentrations of La. It was verified that roots of maize plants can accumulate approximately sixty percent more La than shoots. Moreover, low La concentrations stimulated an increase in chlorophyll index,resulting in a slight increase in shoot biomass. At higher levels, La didnt reduce growth but caused adecrease in both photosynthetic rate and chlorophyll index.(AU)

Elementos terra rara, como lantânio (La), são aplicados à agricultura via fertilizantes, com oobjetivo de aumentar a produtividade e a qualidade das culturas agrícolas, fato observado principalmente naChina. Entretanto, o conhecimento sobre o efeito de La no crescimento do milho, bem como para outrasculturas agrícolas, ainda é limitado apesar do interesse crescente. O presente estudo objetivou avaliar oefeito da aplicação de La sobre o crescimento, teor de La, fotossíntese e teor de clorofila em plantas demilho, expostas a concentrações crescentes de La (0, 25, 50, 100, 150, 300 e 600 μM) em solução nutritivapor três semanas. As plantas foram colocadas em vasos geminados usando uma técnica de raiz divisória.Um dos potes no conjunto geminado foi preenchido com solução nutritiva completa que não continha La,enquanto outra foi preenchida com solução nutritiva sem fósforo, mas contendo diferentes concentraçõesde La. Foi verificado que as raízes das plantas de milho podem acumular sessenta por cento mais La quandocomparado à parte aérea. Além disso, as baixas concentrações de La estimularam o aumento do teor declorofila, resultando em um aumento na biomassa da parte aérea. Em concentrações mais elevadas, aaplicação de La não reduziu o crescimento das plantas de milho, mas causou diminuição na taxafotossintética e no índice de clorofila.(AU)

Ecophysiological, anatomical and ultrastructural characteristics of Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) submitted to different concentrations of fluoride / Características ecofisiológicas, anatômicas e ultraestruturais de Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) submetida a diferentes concentrações de flúor

Fluorides released during the manufacture of aluminum, fertilizers, glass and ceramics are considered to be highly toxic to plants, causing damages in relatively small concentrations. This study aimed to evaluate fluoride (F) accumulation and its effects on Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) exposed to simulated rain containing potassium fluoride in concentrations of 5, 10, 15 and 20 mg L-1. Vitex polygama presented no visual symptoms of foliar injury and accumulated a relatively small amount of F-, significant only for the treatments with higher concentrations of the pollutant. F- promoted an increase in nonphotochemical quenching (qN) and in the coefficient due to non-photochemical extinction (NPQ), which indicates higher dissipation of radiant energy in the heat form. Damages in the chloroplast structure, in cellular membranes and in epicuticular waxes, besides cytoplasm granulation and irregularities in the epidermal cell walls were also detected in plants exposed to the pollutant. The results show a considerable resistance of Vitex polygama to F and reinforce the prognostic value of physiological, anatomical and ultrastructural analysis in the detection of damages caused by the pollutant in the leaf structure of this species.(AU)

Fluoretos, liberados durante a manufatura de alumínio, fertilizantes, vidro e cerâmica, são considerados altamente tóxicos para as plantas, causando danos em concentrações relativamente pequenas. Este estudo teve como finalidade avaliar o acúmulo de flúor (F) e seus efeitos sobre Vitex polygama Cham. (Verbenaceae) em plantas expostas a chuva simulada contendo fluoreto de potássio em concentrações de 5, 10, 15 e 20 mg L-1. Vitex polygama não apresentou sintomas visíveis de injúria foliar e acumulou uma quantidade relativamente pequena de F-, significativa apenas para os tratamentos com maiores concentrações do poluente. O F- promoveu aumentos no coeficiente devido à extinção não fotoquímica (qN) e no coeficiente devido à extinção não fotoquímica (NPQ), que indicam maior dissipação de energia radiante na forma de calor. Danos na estrutura dos cloroplastos, em membranas celulares e nas ceras epicuticulares, além de granulação do citoplasma e irregularidades na parede celular de células epidérmicas, foram também detectados em plantas expostas ao poluente. Os resultados demonstram uma considerável resistência de Vitex polygama ao F e reforçam o valor prognóstico de análises fisiológicas, anatômicas e ultraestruturais na detecção de danos causados pelo poluente na estrutura foliar dessa espécie.(AU)

Adaptive leaf anatomical characteristics of Brachiaria ruziziensis (Poaceae) genotypes in different environments / Características anatômicas foliares adaptativas de genótipos de Brachiaria ruziziensis (Poaceae) em diferentes ambientes

Studies on morphological plasticity are extremely important to plant breeding seeking to optimize genotype interactions with their environments. The present study evaluated 38 genotypes of Brachiaria ruziziensis cultivated during the rainy (October to March) and dry (April to September) seasons and examined variations in their anatomical characteristics. Fully expanded leaves were collected and fixed in FAA70 (formaldehyde: acetic acid: ethyl alcohol) for 72h and subsequently stored in 70% alcohol. Median sections of leaf blades were examined and evaluated according to traditional plant anatomical procedures. Genotypes 15, 27, 40, 53, and 90 demonstrated interactions with the environment in five of the anatomical characteristics evaluated; genotypes 1 and 33 presented no plasticity in any of the characteristics examined. Except for the thickness of abaxial (ABT) and adaxial (ADT) epidermal surfaces, the genotypes showed different behaviors for all the other characteristics evaluated: mesophyll thickness (MT), xylem diameter (XD), distance between bundles (DB), number of bundles (NB), number of bulliform cells (NBC), sclerenchyma tissue area (%L), and bulliform cell area (ABC).

O estudo da plasticidade morfológica é de grande importância para os programas de melhoramento que desejam obter materiais promissores quando apresentam a interação genótipo com ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar 38 genótipos de Brachiaria ruziziensis cultivados na época das águas (outubro a março) e da seca (abril a setembro) e observar variações nas características anatômicas nas diferentes estações. Folhas completamente expandidas foram coletadas e fixadas em FAA70 por 72h e armazenadas em álcool 70%. Amostras foliares na parte mediana foram avaliadas de acordo com os procedimentos usuais de anatomia vegetal. Os genótipos 15, 27, 40, 53, e o 90 apresentaram interação com o ambiente em cinco características avaliadas. Os genótipos 1 e 33 não apresentaram plasticidade para nenhuma mensuração. Exceto para espessura das faces abaxial (EBA) e abaxial (EDA) da epiderme, os genótipos apresentaram comportamento diferente para as demais características avaliadas: espessura do mesofilo (EM), diâmetro do xilema (DX), distancia entre feixes (DF), número de feixes (NF) e de células buliformes (NCB), área do tecido esclerenquimático (%L) e das células buliforme (ACB).

Essential oil from Chenopodium ambrosioides L: secretory structures, antibacterial and antioxidant activities / Óleo essencial de Chenopodium ambrosioides L: estruturas secretoras, atividade antibacteriana e antioxidante

The aim of this study was to evaluate the antibacterial and antioxidant activities of essential oil from Chenopodium ambrosioides L. and to determine its secretory structures. The essential oil was extracted through the hydrodistillation technique using a modified Clevenger apparatus (2 hours) and chemically characterized by GC/MS and GC-FID. The antioxidant activity was determined by monitoring the reduction of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and by the oxidation of the β-carotene/linoleic acid system. The evaluation of antibacterial activity was performed by the agar cavity diffusion technique using the microorganisms Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli and Salmonella Cholerasuis. The characterization of trichomes was accomplished by Scanning Electron Microscopy (SEM) and histochemical tests with Nadi and Sudan IV reagents. The antioxidant activity demonstrated by the β-carotene/acid linoleic test, with IC50 = 455.7 μg mL-1. This oil also presented antibacterial activity for both Gram-negative and Gram-positive bacteria. The minimal inhibitory concentration ranged 62.5 to 250 μL mL-1. The presence of terpenes in the glandular trichomes was observed, suggesting that the essential oil is secreted by these structures.(AU)

Objetivou-se neste trabalho avaliar as atividades antibacteriana e antioxidante do óleo essencial de Chenopodium ambrosioides L. e determinar as suas estruturas secretoras. A extração do óleo essencial foi realizada pelo método de hidrodestilação, utilizando o aparelho de Clevenger modificado com duração de 2 horas, sendo, posteriormente, analisado por CG/EM e CG-DIC. A atividade antioxidante foi determinada monitorando-se a redução do radical livre DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazila) e utilizando o ensaio de oxidação do sistema β-caroteno/ácido linoleico. A avaliação da atividade antibacteriana foi realizada por meio da técnica difusão cavidade em ágar, utilizando os micro-organismos Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli e Salmonella Cholerasuis. A caracterização dos tricomas foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e pelos testes histoquímicos com os reagentes de Nadi e Sudan IV. A atividade antioxidante foi evidenciada pelo teste β-caroteno/ácido linoleico, com CI50 455,7 μg mL-1. O óleo também apresentou atividade antibacteriana tanto para bactérias Gram-negativas como para Gram-positivas. A concentração mínima inibitória do mesmo variou entre 62,5 e 250 μL mL-1. Constatouse a presença de compostos terpênicos nos tricomas glandulares, inferindo-se que o óleo essencial seja secretado nessas estruturas.(AU)

Anatomia foliar de plantas de alfavaca-cravo cultivadas sob malhas coloridas / Leaf anatomy of alfavaca-cravo plants cultivated under colored nets

No presente trabalho, foi avaliado o efeito do controle espectral da luz sobre características anatômicas de folhas em Ocimum gratissimum L. As plantas foram cultivadas por quatro meses sob malhas de 50 por cento de sombreamento nas cores preta, vermelha e azul e a pleno sol. Plantas submetidas a pleno sol apresentaram maior espessura foliar, maior densidade estomática e maior densidade de tricomas tectores e glandulares na face adaxial. As plantas cultivadas sob malhas coloridas não exibiram diferenças quanto à espessura e à área foliar. As plantas mantidas sob malha vermelha tiveram a menor densidade estomática na face adaxial, já as plantas mantidas sob malhas azul e vermelha exibiram maior área foliar total. As plantas mantidas sob malha vermelha apresentaram a menor densidade estomática e as menores densidades de tricomas tectores e glandulares na face adaxial. Tais resultados mostram que tanto a intensidade como a qualidade espectral da luz pode ser modulada durante o cultivo de Ocimum gratissimum L. a fim de serem obtidas características anatômicas desejáveis.(AU)

In the present research, the effect of spectral control of light was evaluated on anatomical characteristics of Ocimum gratissimum L. leaves. The plants were cultivated during four months under black, red and blue nets with 50 percent of shade, and full sunlight. Plants grown under full sunlight showed higher leaf thickness, higher stomatal density and higher density of no-glandular and glandular trichomes on the adaxial epidermis. Plants cultivated under colored nets did not show differences in leaf thickness or leaf area. Plants maintained under red net had the lowest stomatal density in adaxial epidermis, as the plants cultivated under blue and red nets exhibited the largest leaf area. The plants maintained under red net showed the smallest stomatal density and the smallest non-glandular and glandular trichomes density in the adaxial epidermis. Such results show that the spectral quality and intensity of light can be modulated during the cultivation of Ocimum gratissimum L. plants in order to obtain desirable anatomical characteristics.(AU)

Alterações bioquímicas de plantas e morfológicas de gemas de cafeeiro associadas a eventos do florescimento em resposta a elementos meteorológicos / Biochemical alterations of plants and bud morphology of coffee tree associated to events on flowering in response to meteorological elements

O florescimento do cafeeiro envolve diversos fatores, tanto da planta como do ambiente. A compreensão das interações entre esses fatores pode contribuir para o desenvolvimento de práticas de manejo mais dequadas, principalmente em relação à irrigação. Tais práticas podem vir a promover uma uniformização da floração, conseqüentemente uniformização da maturação dos frutos, minimizando os custos de produção. O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações morfológicas de gemas, síntese de prolina e de ácido abscísico em plantas de cafeeiros em resposta a elementos meteorológicos, visando assim contribuir para o conhecimento de fatores que influenciam a uniformização da floração. Foram feitas análises, por meio de técnicas de microscopia eletrônica de varredura, em gemas de ramos plagiotrópicos de primeira ordem, coletadas semanalmente durante o período de novembro/04 a fevereiro/05. No período de julho a setembro de 2005, foram realizadas avaliações em plantas irrigadas e não-irrigadas, de potencial hídrico foliar antes do amanhecer e teor de prolina, em folhas totalmente expandidas, posicionadas em ramos do terço superior da copa. Foi também avaliado o teor de ácido abscísico na seiva do xilema e nas gemas florais. Os resultados mostram modificações na estrutura das gemas associadas a um período de déficit hídrico seguido de precipitação e, conseqüentemente, de menor amplitude térmica. Em relação ao potencial hídrico, há diferenças entre os tratamentos irrigado e não-irrigado e foram observados valores entre -0,3 e -0,8MPa e -0,6 e -1,5MPa respectivamente. Os maiores valores de teores de prolina e de ABA correspondem a períodos de menor oferta de precipitação, entretanto, não há uma relação direta entre a síntese destes compostos e as fases do florescimento avaliadas.(AU)

Flowering on coffee plants involves several aspects from the plant as well as from the environment. Understanding these interactions can enhance the knowledge and promote better handling of the crop in field, mainly related to irrigation to promote synchronized flowering and consequently the uniform fruit maturation, lowering the production costs. The aim of the present study was to evaluate bud morphology, proline and abscisic acic biosynthesis on coffee plants under different environmental conditions in order to contribute to the knowledge in factors that influence flowering synchronization. Scanning electron microscopic was performed on buds of plagiotropic shoots weekly collected from November/04 to February/05. Predawn water potential and proline content analysis were carried out from July to September/05 using complete superior third expanded leaves from plagiotropic shoots of non and irrigated plants. Abcisic acid content was also evaluated in xylem sap and on flower buds. The results show alterations on bud morphology associated to the period of water deficit followed by precipitation and also, consequently, lower thermic amplitude. Regarding to the water potential, differences could be observed in the treatments having -0.3 and 0.8MPa for irrigated and -0.6 and -1.5MPa for non-irrigated plants. The highest proline and abcisic acid content are related to dryer period, however there is no direct relationship between these biosynthesis compounds and the different flowering stages evaluated.(AU)

Efeitos de citocininas sobre a anatomia foliar e o crescimento de Annona glabra L. durante o cultivo in vitro e ex vitro / Effects of cytokinins on the leaf anatomy and growth of Annona glabra L. during in vitro and ex vitro culture

O efeito de diferentes fontes de citocininas durante o cultivo in vitro de A. glabra sobre características anatômicas de folhas e crescimento das plantas foi avaliado neste trabalho. BAP (6-benzilaminopurina) e KIN (cinetina) induziram aumento na espessura do mesofilo, enquanto que ZEA (zeatina) promoveu aumento na densidade e no índice estomático e no desenvolvimento do sistema vascular de folhas. A utilização de KIN e BAP proporcionou maior desenvolvimento e taxa de sobrevivência das plantas durante as fases de enraizamento e aclimatização.(AU)

The effect of different sources of cytokinins during the in vitro cultivation of A. glabra on anatomical characteristics of leaves and plant growth was evaluated in this work. BAP (6-benzilaminopurine) and KIN (kinetin) induced an increase in leaf mesophyll thickness, while the ZEA (zeatin) promoted an increase in density and stomatic index and development of leaves vascular system. The utilization of KIN and BAP improved higher plant development and survival rate during the acclimatization and rooting phases.(AU)

Alterações morfofisiológicas em folhas de Coffea arabica L. cv. "Oeiras" sob influência do sombreamento por Acacia mangium Willd / Morphophysiological alterations in leaves of Coffea arabica L. cv. 'Oeiras' shaded by Acacia mangium Willd

Diferenças na disponibilidade de radiação podem causar modificações na estrutura e função das folhas do cafeeiro, que podem responder de maneira diferencial à radiação por alterações morfológicas, anatômicas, de crescimento e na taxa fotossintética. O objetivo deste trabalho foi avaliar características morfofisiológicas de cafeeiros (Coffea arabica L. cv. "Oeiras") sombreados por acácia (Acacia mangium Willd.) na época seca e chuvosa no sul de Minas Gerais. As maiores taxas fotossintéticas e maiores espessuras da epiderme adaxial foram observadas na estação chuvosa nas linhas de cafeeiros a pleno sol. O sombreamento influenciou em menor espessura das folhas e em espaços intercelulares maiores no tecido esponjoso. Foi também verificada mudança na forma dos cloroplastos, os quais apresentaram-se mais alongados em folhas de cafeeiros a pleno sol quando relacionados aos arborizados.(AU)

Light availability is one of the most important environmental factors affecting leaf structure and functions in coffee plants that can respond differently to radiation by changes in leaf anatomy, morphology, growth and photosynthetic rate. The objective of this research was evaluate some morphophysiological aspects in leaves of coffee (Coffea arabica L. cv. 'Oeiras') cropped under shelter trees in the south of Minas Gerais during the rainy and dry season. The shade caused lower leaves thickness and higher intercellular spaces in spongious tissue. There was also verified a change in chloroplast shape, which showed more elongated in coffee tree kept at full sunlight in relation to that ones maintained on shading.(AU)

Photosynthetic pigments content, photosynthesis rate and chloroplast structure in young plants of Mikania laevigata Schultz Bip. ex Baker grown under colored nets / Teores de pigmentos fotossintéticos, taxa de fotossíntese e estrutura de cloroplastos de plantas jovens de Mikania laevigata Schultz Bip. ex Baker cultivadas sob malhas coloridas

Guaco (Mikania laevigata) is a medicinal plant used to treat fever, rheumatism, flu and respiratory tract diseases. Understanding the physiology of this species and its responses to environmental conditions has become necessary to improving the cultivation methods. In this context, this work aimed to access the effects of shading by using colored nets in on photosynthetic pigment concentration, photosynthetic rate and ultrastructure of chloroplasts of Mikania laevigata. The plants were cultivated during four months under nets with 50% shading in blue, red and gray color nets and under full sunlight (0%). The plants grown under full sunlight had decreased contents of a and b chlorophyll, and of carotenoids, while those grown under blue nets shown higher concentrations of a and b chlorophyll. The lowest density of chloroplasts was found in plants cultivated under full sunlight. Elongated chloroplasts were noticed in treatments with 50% shading. Regarding the potential rate of photosynthesis no significant change was observed among the plants grown under red, blue and gray nets, which leads to the conclusion that the spectrum transmitted by different coloured nets did not affect guaco photosynthetic apparatus.

O guaco (Mikania laevigata) é uma planta medicinal, usada para o tratamento de febre, reumatismo, gripe e doenças do trato respiratório. O entendimento do comportamento fisiológico dessa espécie e as suas respostas às condições do ambiente tornam-se necessários ao aperfeiçoamento dos métodos de cultivo. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do sombreamento com uso de malhas coloridas na concentração de pigmentos fotossintéticos, na taxa de fotossíntese e na ultra-estrutura de cloroplastos de plantas de Mikania laevigata. As plantas foram cultivadas por quatro meses sob malhas de 50% de sombreamento nas cores azul, vermelha e cinza e a pleno sol (0%). As plantas mantidas a pleno sol tiveram os menores teores de clorofila a e b e o menor teor de carotenóides, enquanto aquelas cultivadas sob malha azul tiveram a maior concentração de clorofilas a e b. A menor densidade de cloroplastos foi encontrada nas plantas cultivadas a pleno sol. Nos tratamentos com 50% de sombreamento, foram verificados cloroplastos mais alongados. Com relação à taxa de fotossíntese potencial, não foi observada nenhuma diferença significativa entre plantas crescidas sob as malhas vermelha, cinza e azul, fato que leva a acreditar que o espectro diferenciado transmitido pelas malhas coloridas não interferiu no aparelho fotossintético do guaco.