Use of microstructural characteristics of pollen and pistil to identify olive cultivars in Southern Brazil

The olive crop has a large diversity in cultivars around the world, whose identification have been based on leaf, stem or fruit traits. However, these traits may be influenced by the environment, which has led to the misidentification of cultivars. The variability of the pistil and pollen structure under electron scanning and light microscopy were studied using the cultivars 'Arbequina', 'Arbosana', 'Frantoio', 'Koroneiki', 'Manzanilla de Sevilla' and 'Picual', cultivated in Southern Brazil. The aim was to find unique patterns for their identification. This type of study has not been carried out in the conditions of Southern Brazil, where the identification of commercial cultivars sometimes is complex and confusing. There were significant differences in the variables, showing uniformity within each cultivar in different locations. The principal component analysis indicated a separation of cultivars according to similarities or micromorphological differences in the pollen wall, area of the lumen and the structural elements of the tectum. For the analysis of the pistil, the separation was even clearer, each cultivar individually forming a cluster, using as characters the length of the style in contrast to the length, width and area of the stigma. This evidenced little variation among individuals within the same cultivar. The information provided can contribute to the individual identification of very close olive tree cultivars in the conditions of Southern Brazil.(AU)

Physiological responses of sweet potato (Ipomoea batatas L. ) plants due to different copper concentrations / Respostas fisiológicas de plantas de batata-doce (Ipomoea batatas L. ) submetidas a diferentes concentrações de cobre

At low concentrations, Cu is considered as an essential micronutrient for plants and as a constituent and activator of several enzymes. However, when in excess, Cu can negatively affect plant growth and metabolism. Therefore, the aim of this study was to evaluate physiological responses of sweet potato plants at different Cu concentrations by measuring morphological parameters, antioxidant metabolism, stomatal characteristics, and mineral profile. For this purpose, sweet potato plants were grown hydroponically in complete nutrient solution for six days. Then, the plants were transferred to solutions containing different Cu concentrations, 0.041 (control), 0.082, and 0.164 mM, and maintained for nine days. The main effect of increased Cu concentration was observed in the roots. The sweet potato plants grown in 0.082 mM Cu solution showed increased activity of antioxidant enzymes and no changes in growth parameters. However, at a concentration of 0.164 mM, Cu was transported from the roots to the shoots. This concentration altered morpho-anatomical characteristics and activated the antioxidant system because of the stress generated by excess Cu. On the basis of the results, it can be concluded that the sweet potato plants were able to tolerate Cu toxicity until 0.082 mM.(AU)

O cobre, em baixas concentrações, é considerado micronutriente essencial para as plantas por ser constituinte e ativador de diversas enzimas. Porém, quando em excesso, pode afetar negativamente o crescimento, o desenvolvimento e o metabolismo vegetal. Com base no exposto, o objetivo do trabalho foi avaliar as respostas fisiológicas de plantas de batata-doce quando submetidas a diferentes concentrações de cobre através dos parâmetros morfológicos, índice de clorofila, metabolismo antioxidante, perfil mineral e características estomáticas. Para tanto, as mesmas foram cultivadas em sistema hidropônico com solução nutritiva completa por seis dias. Após este período foram transferidas para soluções contendo diferentes concentrações de cobre: 0,041 (controle); 0,082 e 0,164 mM, onde permaneceram por nove dias. Nas raízes, o principal efeito do aumento da concentração de cobre foi o acúmulo do mesmo nesse órgão. As plantas de batata-doce cultivadas com 0,082 mM de cobre na solução, apresentaram aumento da atividade das enzimas antioxidantes sem nenhuma alteração na taxa de crescimento. No entanto, na concentração de 0,164 mM, o cobre foi transportado das raízes para a parte aérea. Essa concentração reduziu o crescimento, alterou características morfo-anatômicas e ativou o sistema antioxidante como forma de proteção ao estresse gerado pelo excesso de cobre. Com base nos resultados, pode-se concluir que as plantas de batata-doce foram capazes de tolerar a toxidez por Cu até a concentração de 0,082 mM.(AU)

Chemical composition and structural characterization of contrasting colors of soybean seed coats / Composição química e caracterização estrutural de tegumentos de sementes de soja com cores contrastantes

Seed coats provide protection to seeds and present differential traits between soybean genotypes. The aim of this study was to determine the chemical composition and analyze the internal coat structure of soybean genotypes with contrasting seed coat color, as well as to evaluate the rate of water absorption by seeds. Four genotypes were tested: two genotypes with black seed coat (IAC and TP lines) and two genotypes with yellow seed coat (BMX Potência RR and CD 202 cultivars).The seeds of the four genotypes were grown during the 2012/0213 crop season, in a greenhouse at the Embrapa Clima Temperado - Estação Experimental Terras Baixas. After the harvest, the seeds were stored in controlled conditions for five months. After this period, concentration of phenolic compounds, antioxidant potential, anthocyanins, carotenoids, and lignin in seed coats were determined at the Universidade Federal de Pelotas. Internal coat structure was examined on anatomical slides and documented with image capturing software using a microscope at the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. Finally, water absorption of contrasting seeds was evaluated at 42 hours of imbibition. Experimental design was completely randomized with five replicates. Data were subjected to analysis of variance and the means were compared by Tukeys test, at 5% probability level. Coat structure was characterized by the image analysis. Imbibition data were subjected to regression analysis.The concentration of phenolic compounds, antioxidant potential, anthocyanins, carotenoids, and ligninare higher in black coated genotypes. Their palisade layer and hourglass cells are thicker and the former are more lignified in black seed coats compared to yellow seed coats. The water gain by the seeds is dependent on the conditions in which the seeds were formed and varied between genotypes, independent of coat coloration and lignin concentration.(AU)

Os tegumentos desempenham importante função de proteção às sementes, e podem apresentar características diferenciais entre os genótipos de soja. O objetivo do trabalho foi determinar a composição química e analisar a estrutura interna dos tegumentos de genótipos de soja com cores contrastantes, assim como avaliar a absorção de água destas sementes. Foram testados quatro genótipos sendo dois de tegumento preto (linhagens IAC e TP) e dois de tegumento amarelo (cultivares BMX Potência RR e CD 202). Inicialmente, as sementes dos quatro genótipos foram multiplicadas, na safra 2012/2013, em casa de vegetação, na Embrapa Clima Temperado - Estação Experimental Terras Baixas. Após a colheita, as sementes ficaram armazenadas, sob condições controladas, durante cinco meses. Depois desse período, junto à UFPel, se determinou a concentração de compostos fenólicos, potencial antioxidante, antocianinas, carotenóides e lignina dos tegumentos. Também se analisou a estrutura interna destes, por meio de cortes anatômicos, sendo a documentação dos resultados realizada pela captura de imagens em microscópio, na Esalq-USP. Por fim, a absorção de água das sementes também foi avaliada, por um período de quarenta e duas horas de embebição. O delineamento foi o inteiramente casualizado, com cinco repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade; com exceção da caracterização estrutural, que constou apenas da análise de imagens. Os dados de embebição foram submetidos à análise de regressão. As concentraçõesde compostos fenólicos, potencial antioxidante, antocianinas, carotenóides e lignina são maiores nos genótipos de tegumento preto. Esses possuem a camada paliçádica e as células em ampulheta mais espessas em comparação aos genótipos de tegumento amarelo, sendo a camada paliçádica, também, mais lignificada nos tegumentos pretos.(AU)

Chemical composition and structural characterization of contrasting colors of soybean seed coats / Composição química e caracterização estrutural de tegumentos de sementes de soja com cores contrastantes

Seed coats provide protection to seeds and present differential traits between soybean genotypes. The aim of this study was to determine the chemical composition and analyze the internal coat structure of soybean genotypes with contrasting seed coat color, as well as to evaluate the rate of water absorption by seeds. Four genotypes were tested: two genotypes with black seed coat (IAC and TP lines) and two genotypes with yellow seed coat (BMX Potência RR and CD 202 cultivars).The seeds of the four genotypes were grown during the 2012/0213 crop season, in a greenhouse at the Embrapa Clima Temperado - Estação Experimental Terras Baixas. After the harvest, the seeds were stored in controlled conditions for five months. After this period, concentration of phenolic compounds, antioxidant potential, anthocyanins, carotenoids, and lignin in seed coats were determined at the Universidade Federal de Pelotas. Internal coat structure was examined on anatomical slides and documented with image capturing software using a microscope at the Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo. Finally, water absorption of contrasting seeds was evaluated at 42 hours of imbibition. Experimental design was completely randomized with five replicates. Data were subjected to analysis of variance and the means were compared by Tukeys test, at 5% probability level. Coat structure was characterized by the image analysis. Imbibition data were subjected to regression analysis.The concentration of phenolic compounds, antioxidant potential, anthocyanins, carotenoids, and ligninare higher in black coated genotypes. Their palisade layer and hourglass cells are thicker and the former are more lignified in black seed coats compared to yellow seed coats. The water gain by the seeds is dependent on the conditions in which the seeds were formed and varied between genotypes, independent of coat coloration and lignin concentration.

Os tegumentos desempenham importante função de proteção às sementes, e podem apresentar características diferenciais entre os genótipos de soja. O objetivo do trabalho foi determinar a composição química e analisar a estrutura interna dos tegumentos de genótipos de soja com cores contrastantes, assim como avaliar a absorção de água destas sementes. Foram testados quatro genótipos sendo dois de tegumento preto (linhagens IAC e TP) e dois de tegumento amarelo (cultivares BMX Potência RR e CD 202). Inicialmente, as sementes dos quatro genótipos foram multiplicadas, na safra 2012/2013, em casa de vegetação, na Embrapa Clima Temperado - Estação Experimental Terras Baixas. Após a colheita, as sementes ficaram armazenadas, sob condições controladas, durante cinco meses. Depois desse período, junto à UFPel, se determinou a concentração de compostos fenólicos, potencial antioxidante, antocianinas, carotenóides e lignina dos tegumentos. Também se analisou a estrutura interna destes, por meio de cortes anatômicos, sendo a documentação dos resultados realizada pela captura de imagens em microscópio, na Esalq-USP. Por fim, a absorção de água das sementes também foi avaliada, por um período de quarenta e duas horas de embebição. O delineamento foi o inteiramente casualizado, com cinco repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade; com exceção da caracterização estrutural, que constou apenas da análise de imagens. Os dados de embebição foram submetidos à análise de regressão. As concentraçõesde compostos fenólicos, potencial antioxidante, antocianinas, carotenóides e lignina são maiores nos genótipos de tegumento preto. Esses possuem a camada paliçádica e as células em ampulheta mais espessas em comparação aos genótipos de tegumento amarelo, sendo a camada paliçádica, também, mais lignificada nos tegumentos pretos.

Physiological responses of sweet potato (Ipomoea batatas L. ) plants due to different copper concentrations / Respostas fisiológicas de plantas de batata-doce (Ipomoea batatas L. ) submetidas a diferentes concentrações de cobre

At low concentrations, Cu is considered as an essential micronutrient for plants and as a constituent and activator of several enzymes. However, when in excess, Cu can negatively affect plant growth and metabolism. Therefore, the aim of this study was to evaluate physiological responses of sweet potato plants at different Cu concentrations by measuring morphological parameters, antioxidant metabolism, stomatal characteristics, and mineral profile. For this purpose, sweet potato plants were grown hydroponically in complete nutrient solution for six days. Then, the plants were transferred to solutions containing different Cu concentrations, 0.041 (control), 0.082, and 0.164 mM, and maintained for nine days. The main effect of increased Cu concentration was observed in the roots. The sweet potato plants grown in 0.082 mM Cu solution showed increased activity of antioxidant enzymes and no changes in growth parameters. However, at a concentration of 0.164 mM, Cu was transported from the roots to the shoots. This concentration altered morpho-anatomical characteristics and activated the antioxidant system because of the stress generated by excess Cu. On the basis of the results, it can be concluded that the sweet potato plants were able to tolerate Cu toxicity until 0.082 mM.

O cobre, em baixas concentrações, é considerado micronutriente essencial para as plantas por ser constituinte e ativador de diversas enzimas. Porém, quando em excesso, pode afetar negativamente o crescimento, o desenvolvimento e o metabolismo vegetal. Com base no exposto, o objetivo do trabalho foi avaliar as respostas fisiológicas de plantas de batata-doce quando submetidas a diferentes concentrações de cobre através dos parâmetros morfológicos, índice de clorofila, metabolismo antioxidante, perfil mineral e características estomáticas. Para tanto, as mesmas foram cultivadas em sistema hidropônico com solução nutritiva completa por seis dias. Após este período foram transferidas para soluções contendo diferentes concentrações de cobre: 0,041 (controle); 0,082 e 0,164 mM, onde permaneceram por nove dias. Nas raízes, o principal efeito do aumento da concentração de cobre foi o acúmulo do mesmo nesse órgão. As plantas de batata-doce cultivadas com 0,082 mM de cobre na solução, apresentaram aumento da atividade das enzimas antioxidantes sem nenhuma alteração na taxa de crescimento. No entanto, na concentração de 0,164 mM, o cobre foi transportado das raízes para a parte aérea. Essa concentração reduziu o crescimento, alterou características morfo-anatômicas e ativou o sistema antioxidante como forma de proteção ao estresse gerado pelo excesso de cobre. Com base nos resultados, pode-se concluir que as plantas de batata-doce foram capazes de tolerar a toxidez por Cu até a concentração de 0,082 mM.