Cytological and reproductive aspects in the Caespitosa group of Paspalum

Somatic chromosome numbers are reported for thirty four germplasm accessions of Paspalum, Caespitosa group, representing five different species. All five species have shown x=10 as the basic chromosome number. The diploid 2n=20 chromosome number was confirmed for P. chacoense and P. indecorum, as well as sexuality for the latter. This is the first report of the chromosome number and cytological behavior for P. ligulare (2n=20 and 40), P. pleostachyum (2n=20, 30 and 40) and P. redondense (2n=20 and 40). The present results document regular meiosis in diploid accessions, with primarily bivalent pairing at diakinesis and metaphase I. Polyploids of these species had irregular meiosis, with univalent, trivalent, and quadrivalent chromosome associations. Diploid accessions of P. pleostachyum and P. ligulare have shown a single meiotic embryo-sac, indicating sexual reproduction, while the triploid and one of the tetraploid accessions of P. pleostachyum have shown aposporic embryo-sacs of nucelar origin, and a few meiotic sacs, suggesting facultative apomixis. Identification of the new diploid accessions may prove useful for phylogenetic studies of Paspalum, as well as for breeding programs focusing on the forage potential of species of the Caespitosa group.

Números cromossômicos são reportados para trinta e quatro acessos, representando cinco espécies de Paspalum, grupo Caespitosa. Todos são múltiplos do número básico x=10. Confirmou-se o número diploide 2n=20 para P. chacoense e P. indecorum como, também, a sexualidade para P. indecorum. As contagens cromossômicas são inéditas para P. ligulare (2n=20 e 40), P. pleostachyum (2n=20, 30 e 40) e P. redondense (2n=20 e 40). A meiose foi regular nos diploides, com pareamento em bivalentes na diacinese e metáfase I, enquanto irregularidades, tais como univalentes, trivalentes e quadrivalentes, foram comuns nos poliploides. Acessos diploides de P. pleostachyum e P. ligulare mostraram um único saco embrionário meiótico em cada óvulo, indicando reprodução sexual. O acesso triploide e um dos tetraploides de P. pleostachyum evidenciaram sacos apospóricos e alguns sacos meióticos, sugerindo apomixia facultativa. A identificação dos novos acessos diploides poderá se mostrar bastante útil para o estudo filogenético do gênero, assim como para programas de melhoramento genético focados no potencial forrageiro das espécies do grupo Caespitosa.

Cytological and reproductive aspects in the Caespitosa group of Paspalum

Somatic chromosome numbers are reported for thirty four germplasm accessions of Paspalum, Caespitosa group, representing five different species. All five species have shown x=10 as the basic chromosome number. The diploid 2n=20 chromosome number was confirmed for P. chacoense and P. indecorum, as well as sexuality for the latter. This is the first report of the chromosome number and cytological behavior for P. ligulare (2n=20 and 40), P. pleostachyum (2n=20, 30 and 40) and P. redondense (2n=20 and 40). The present results document regular meiosis in diploid accessions, with primarily bivalent pairing at diakinesis and metaphase I. Polyploids of these species had irregular meiosis, with univalent, trivalent, and quadrivalent chromosome associations. Diploid accessions of P. pleostachyum and P. ligulare have shown a single meiotic embryo-sac, indicating sexual reproduction, while the triploid and one of the tetraploid accessions of P. pleostachyum have shown aposporic embryo-sacs of nucelar origin, and a few meiotic sacs, suggesting facultative apomixis. Identification of the new diploid accessions may prove useful for phylogenetic studies of Paspalum, as well as for breeding programs focusing on the forage potential of species of the Caespitosa group.

Números cromossômicos são reportados para trinta e quatro acessos, representando cinco espécies de Paspalum, grupo Caespitosa. Todos são múltiplos do número básico x=10. Confirmou-se o número diploide 2n=20 para P. chacoense e P. indecorum como, também, a sexualidade para P. indecorum. As contagens cromossômicas são inéditas para P. ligulare (2n=20 e 40), P. pleostachyum (2n=20, 30 e 40) e P. redondense (2n=20 e 40). A meiose foi regular nos diploides, com pareamento em bivalentes na diacinese e metáfase I, enquanto irregularidades, tais como univalentes, trivalentes e quadrivalentes, foram comuns nos poliploides. Acessos diploides de P. pleostachyum e P. ligulare mostraram um único saco embrionário meiótico em cada óvulo, indicando reprodução sexual. O acesso triploide e um dos tetraploides de P. pleostachyum evidenciaram sacos apospóricos e alguns sacos meióticos, sugerindo apomixia facultativa. A identificação dos novos acessos diploides poderá se mostrar bastante útil para o estudo filogenético do gênero, assim como para programas de melhoramento genético focados no potencial forrageiro das espécies do grupo Caespitosa.

Cytogenetic analyses in Paspalum L. reveal new diploid species and accessions / Análises citogenéticas em Paspalum L. revelam novas espécies e acessos diplóides

Chromosome numbers were counted in 126 new accessions of 50 Paspalum species from Brazil, Argentina, Paraguay and Bolivia. The chromosome numbers 2n=12, 20, 24, 30, 40, 50, 60, 80 were confirmed. Chromosome numbers for P. arenarium (2n=20), P. barretoi (2n=20), P. aff. ceresia (2n=40), P. corcovadense (2n=20), P. crispulum (2n=20), P. flaccidum (2n=40), P. nummularium (2n=20), P. scalare (2n=20), P. vescum (2n=20) and P. rectum (2n=20) and a diploid cytotype of P. malacophyllum are reported for the first time. The predominance of tetraploid accessions (43.6 percent) was confirmed, but an unusually high number of diploid species (44 percent) and accessions (35.7 percent) was found. These results open new perspectives for breeding programs, phylogenetic studies, and for research on apomixis control, since diploids of Paspalum are typically sexual.(AU)

O número cromossômico foi determinado para 126 novos acessos de 50 espécies de Paspalum do Brasil, Argentina, Paraguai e Bolívia. Foram verificados os números somáticos 2n=12, 20, 24, 30, 40, 50, 60 e 80. Estas são as primeiras contagens para P. arenarium (2n=20), P. barretoi (2n=20), P. aff. ceresia (2n=40), P. corcovadense (2n=20), P. crispulum (2n=20), P. flaccidum (2n=40), P. nummularium (2n=20), P. scalare (2n=20), P. vescum (2n=20) e P. rectum (2n=20). O nível diplóide (2n=20) é reportado pela primeira vez para P. malacophyllum. Os dados confirmam a predominância de acessos tetraplóides (43,6 por cento) no gênero e mostram um número incomumente elevado de espécies (44 por cento) e acessos diplóides (35,7 por cento). Estes resultados trazem novas perspectivas para programas de melhoramento, para estudos filogenéticos e para pesquisa orientada ao controle da apomixia, já que em Paspalum as plantas diplóides são tipicamente sexuais.(AU)

TRANSFORMAÇÕES CITOMORFOLÓGICAS EM PLANTAS DE Centrosema virginianum (L.) BENTH. PELO USO DA COLCHICINA

Several concentrations of colchicine were applied in the seeds of Centrosema virginianum (L.) Benth, during variable periods of time in order to determine some cytomorphological reactions in the development of the plants. The Centrosema have demonstrated high sensibility to colchicine, with only 5% survived. Several differences were observed in the morphological characters and, in the root-tips it was detected high percentage of polissomaty with two news levels of ploidy, 2n = 4X = 36 (Tetraploids) and 2n = 4X = 54 (hexaploids).

Diferentes concentrações de colchicina foram aplicadas em sementes de Centrosema virginianum (L.) Benth., por períodos variados de tempo, com a finalidade de detectar reações citomorfológicas no desenvolvimento de suas plantas. Centrosema mostrou alta sensibilidade à colchicina, sobrevivendo apenas 5% das mesmas. Várias alterações foram observadas em seus caracteres morfológicos, e, em pontas de raízes, ocorreu elevada taxa de polissomatia com dois novos níveis de ploidia, 2n = 4X = 36 (tetraplóides) e 2n = 6X = 54 (hexaplóides).

Ploidy level and caffeine content in leaves of Coffea

Several species of Coffea and varieties of C. arabica differing in chromosome number had their caffeine content determined in the leaves. For Coffea arabica var. "Angustifolia", var. "Caturra" and var. "Icatu", it was observed caffeine decrease from the haploid (2n = 22) to tetraploid leaves (2n = 44). Caffeine in the tetraploid "Angustifolia" was decreased by 50% when compared to the haploid. Caffeine reduction was also observed in leaves of C. canephora var. "Kouilou" as chromosome number was increased (2n = 22 ® 2n = 44). In this case, caffeine in the leaves of the diploid genotype was close to 4 times higher than in the tetraploid. On the other hand it was observed an increase of the alkaloid when the chromosome number was doubled in the C. canephora var. "Robusta".

Variedades e espécies de café (Coffea) que diferem quanto ao número de cromossomos tiveram o conteúdo de cafeína determinado em suas folhas. Para as variedades "Angustifolia", "Caturra" e "Icatu" de Coffea arabica foi observada redução no teor de cafeína de folhas haplóides (2n = 22) em relação a tetraplóides (2n = 44). Cafeína na forma tetraplóide da var. "Angustifolia" foi reduzida em 50% quando comparada com a forma haplóide. Redução de cafeína também foi observada em folhas de C. canephora var. "Kouilou" quando o número de cromossomos aumentou (2n = 22 ® 2n = 44). Neste caso, a cafeína nas folhas do genótipo diplóide foi cerca de quatro vezes maior que no tetraplóide. Por outro lado, foi observado aumento desse alcalóide quando o número de cromossomos foi duplicado em C. canephora var. "Robusta".

TRANSFORMAÇÕES CITOMORFOLÓGICAS EM PLANTAS DE Centrosema virginianum (L.) BENTH. PELO USO DA COLCHICINA

Several concentrations of colchicine were applied in the seeds of Centrosema virginianum (L.) Benth, during variable periods of time in order to determine some cytomorphological reactions in the development of the plants. The Centrosema have demonstrated high sensibility to colchicine, with only 5% survived. Several differences were observed in the morphological characters and, in the root-tips it was detected high percentage of polissomaty with two news levels of ploidy, 2n = 4X = 36 (Tetraploids) and 2n = 4X = 54 (hexaploids).

Diferentes concentrações de colchicina foram aplicadas em sementes de Centrosema virginianum (L.) Benth., por períodos variados de tempo, com a finalidade de detectar reações citomorfológicas no desenvolvimento de suas plantas. Centrosema mostrou alta sensibilidade à colchicina, sobrevivendo apenas 5% das mesmas. Várias alterações foram observadas em seus caracteres morfológicos, e, em pontas de raízes, ocorreu elevada taxa de polissomatia com dois novos níveis de ploidia, 2n = 4X = 36 (tetraplóides) e 2n = 6X = 54 (hexaplóides).

Ploidy level and caffeine content in leaves of Coffea

Several species of Coffea and varieties of C. arabica differing in chromosome number had their caffeine content determined in the leaves. For Coffea arabica var. "Angustifolia", var. "Caturra" and var. "Icatu", it was observed caffeine decrease from the haploid (2n = 22) to tetraploid leaves (2n = 44). Caffeine in the tetraploid "Angustifolia" was decreased by 50% when compared to the haploid. Caffeine reduction was also observed in leaves of C. canephora var. "Kouilou" as chromosome number was increased (2n = 22 ® 2n = 44). In this case, caffeine in the leaves of the diploid genotype was close to 4 times higher than in the tetraploid. On the other hand it was observed an increase of the alkaloid when the chromosome number was doubled in the C. canephora var. "Robusta".

Variedades e espécies de café (Coffea) que diferem quanto ao número de cromossomos tiveram o conteúdo de cafeína determinado em suas folhas. Para as variedades "Angustifolia", "Caturra" e "Icatu" de Coffea arabica foi observada redução no teor de cafeína de folhas haplóides (2n = 22) em relação a tetraplóides (2n = 44). Cafeína na forma tetraplóide da var. "Angustifolia" foi reduzida em 50% quando comparada com a forma haplóide. Redução de cafeína também foi observada em folhas de C. canephora var. "Kouilou" quando o número de cromossomos aumentou (2n = 22 ® 2n = 44). Neste caso, a cafeína nas folhas do genótipo diplóide foi cerca de quatro vezes maior que no tetraplóide. Por outro lado, foi observado aumento desse alcalóide quando o número de cromossomos foi duplicado em C. canephora var. "Robusta".

Diâmetro dos grãos de pólen e tamanho dos estômatos em acessos diplóides e tetraplóides de Hemarthria altissima (Poiret) Stapf & Hubbard (Gramineae)

Seven accessions of african diploid and tetraploid and brazilian tetraploid plants of Hemarthria altissima were studied to distinguish, in each ploidy level, the characters of pollen grain diameter and stomatal size. Measurements were performed with ocular micrometer microscope. Results demonstrated that pollen grain diameter can be used to characterize different ploidy levels, but the stomatal size is not a reliable criterion in this species.

Sete acessos da gramínea forrageira Hemarthria altissima, diplóides e tetraplóides africanos e tetraplóides brasileiros, foram analisados com fins de caracterizar, nos diferentes níveis de ploidia, os parâmetros diâmetro dos grãos de pólen e tamanho dos estômatos, com o objetivo de utilizar esses critérios para inferência de níveis de ploidia nessa espécie. As medidas foram feitas com o auxílio de um microscópio com ocular micrométrica. Os resultados demostraram que o diâmetro dos grãos de pólen podem ser utilizados para caracterizar diferentes níveis de ploidia, enquanto que o tamanho dos estômatos não é um critério seguro nessa espécie.

Diâmetro dos grãos de pólen e tamanho dos estômatos em acessos diplóides e tetraplóides de Hemarthria altissima (Poiret) Stapf & Hubbard (Gramineae)

Seven accessions of african diploid and tetraploid and brazilian tetraploid plants of Hemarthria altissima were studied to distinguish, in each ploidy level, the characters of pollen grain diameter and stomatal size. Measurements were performed with ocular micrometer microscope. Results demonstrated that pollen grain diameter can be used to characterize different ploidy levels, but the stomatal size is not a reliable criterion in this species.

Sete acessos da gramínea forrageira Hemarthria altissima, diplóides e tetraplóides africanos e tetraplóides brasileiros, foram analisados com fins de caracterizar, nos diferentes níveis de ploidia, os parâmetros diâmetro dos grãos de pólen e tamanho dos estômatos, com o objetivo de utilizar esses critérios para inferência de níveis de ploidia nessa espécie. As medidas foram feitas com o auxílio de um microscópio com ocular micrométrica. Os resultados demostraram que o diâmetro dos grãos de pólen podem ser utilizados para caracterizar diferentes níveis de ploidia, enquanto que o tamanho dos estômatos não é um critério seguro nessa espécie.