Morphological and stomatal characterization of Heliconia chartacea Var. sexy pink induced polyploidy / Caracterização morfológica e estomática de heliconia chartacea var. sexy pink induzidas a poliploidia

The growth of the tropical flower market has demanded a consistent search for new varieties, primarily those endowed with an exotic profile, but that are also beautiful and durable. The genusHeliconia, naturally found in the Amazon region, is among the most prominent of tropical flowers. Looking to augment the genetic variability available in Heliconia chartacea var. Sexy Pink, biotechnological research was conducted with the application of colchicine to induce polyploidy in plants from this species. With that in mind, this study was undertaken to evaluate the establishment of plants in the field drawn from in vitro polyploidy induction assay and to determine the morphological and physiological characteristics of 38 H. chartacea var. Sexy Pink clones. The characterization analyzes were performed through 49 morphological descriptors and a stomatal density evaluation using microscopy. The genotype 35 exhibited the greatest morphological variations, with alterations in the position and coloring of the inflorescence, in addition to having the edges of the entire limbus. Genotype 18 featured the lowest amounts for plant height and inflorescence size, showing promise for research geared towards use in reduced environments. Some genotypes did not have any flowering and arerecommended exclusively for landscape composition such as foliage, since their exotic characteristics allow for this. The genotypes that were evaluated displayed stomata with tetracytic morphology and guard cells that had no significant changes. However, genotypes with greater equatorial diameter and stomatal density were obtained in relation to the mother-plant. Overall, the induction of polyploidy allowed for clones to be obtained with a high variability for the characteristics of the leaf, pseudostem and inflorescence, with various attributes that confer a more efficient post-harvest management to some genotypes, in addition to favorable aspects for commercialized purposes as a cut flower.

A expansão do mercado de flores tropicais tem demandado uma constante procura por novas variedades, principalmente aquelas dotadas de perfil exótico, mas ainda apresentando beleza e durabilidade. Dentre as flores tropicais de maior destaque, se encontram as do gênero Helicônia, sendo estas naturalmente encontradas na região Amazônica. Visando aumentar a variabilidade genética disponível em Heliconia chartacea var. Sexy Pink, pesquisas biotecnológicas foram realizadas com a aplicação de colchicina para indução a poliploidia em plantas da espécie. Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar as plantas estabelecidas em campo, provenientes dos ensaios de indução à poliploidia in vitro para determinar as características morfológicas e fisiológicas de 38 clones de H. chartacea var. Sexy Pink. As análises de caracterização foram realizadas por meio de 49 descritores morfológicos e avaliação da densidade estomática por microscopia. O genótipo 35 foi o que apresentou as maiores variações morfológicas, com alterações na posição e coloração da inflorescência, além de possuir as bordas do limbo foliar inteiras. O genótipo 18 apresentou os menores valores para altura da planta e tamanho das inflorescências, mostrando-se promissor para pesquisas voltadas ao uso em ambientes reduzidos. Alguns genótipos não tiveram floração, sendo recomendada a sua utilização exclusivamente para composição paisagística como folhagens, já que sua exoticidade permite esta finalidade. Os genótipos avaliados apresentaram estômatos com morfologia tetracítica e células-guarda sem alterações significativas, porém, foram obtidos genótipos com maior diâmetro equatorial e densidade estomática em relação a planta matriz. De modo geral, a indução a poliploidia permitiu a obtenção de clones com alta variabilidade para características da folha, pseudocaule e inflorescência, sendo vários os atributos que conferiram a alguns genótipos um manejo pós-colheita mais eficiente, além de aspectos favoráveis para comercialização como flor de corte.

Microhabitats occupied by Myxomycetes in the Brazilian Atlantic Forest: Heliconiaceae inflorescences / Microhabitats ocupados por Myxomycetes na Floresta Atlântica Brasileira: inflorescências de Heliconiaceae

Abstract The occurrence of Myxomycetes in Heliconia psittacorum L.f. inflorescences was researched within four conservation units located in Northeast Brazil, aiming at evaluating the occupation of this microhabitat in fragments of Atlantic Forest along an altitude between 30-750 m. Inflorescences attached to the plant were examined; dead flowers and bracts were collected to assemble moist chambers (368). Four families, four genera and 10 species were recorded. A preference was evidenced for a basic pH substrate and a predominance of calcareous species (5:1). The composition of the myxobiota in fragments pertaining to altitudes above 400 m was similar and differed significantly from the one found in fragments of lowland forests (<100 m). Physarum compressum and Arcyria cinerea are the most characteristic species of the studied myxobiota.

Resumo A ocorrência de mixomicetos em inflorescências de Heliconia psittacorum L.f. foi pesquisada em quatro unidades de conservação situadas no Nordeste do Brasil, visando avaliar a ocupação deste microhabitat em fragmentos de Floresta Atlântica, numa faixa altitudinal de 30-750 m. Foram examinadas partes mortas de inflorescências ainda presas à planta; flores e brácteas mortas foram colhidas para montagem de câmaras-úmidas (368). Foram registrados quatro famílias, quatro gêneros e 10 espécies. Evidenciou-se preferência para substrato com pH básico e predominância de espécies calcárias (5:1). A composição da mixobiota nos fragmentos de altitudes acima de 400 m foi semelhante e diferiu significativamente da encontrada nos fragmentos de florestas de terras baixas (<100 m). Physarum compressum e Arcyria cinerea são as espécies mais características da mixobiota estudada.

Renealmia L. f.: aspectos botânicos, ecológicos, farmacológicos e agronômico / Renealmia L. f.: botanical, pharmacological and agronomical aspects

RESUMO: Renealmia L.f. é um gênero de Zingiberaceae com inúmeros usos, entre eles: ornamental, medicinal e alimentício. Visando ressaltar a importância deste gênero como potencial fonte de recursos agroeconômicos apresenta-se esta revisão sobre aspectos botânicos, ecológicos, farmacológicos, e agronômicos. De um universo de 87 espécies formalmente inseridas em Renealmia, registrou-se indicação de uso popular para 18 destas. Em sua maior parte as indicações de uso estiveram associadas a R. alpinia, R. exaltata e R. guianensis englobando, principalmente, os usos ornamental, alimentício e medicinal. Dentre as 14 espécies com indicação de uso popular medicinal, registram-se pesquisas farmacológicas para apenas quatro: R. alpinia, R. exaltata, R. nicolaioides e R. thyrsoidea. Entretanto, estas pesquisas evidenciam um amplo espectro de bioatividade, com ênfase na ação anticancerígena e antiofídica, especialmente de R. alpinia. Apenas seis espécies foram avaliadas quanto a composição química (R. floribunda, R. guianensis, R. alpinia, R. chrysotricha, R. exaltata e R. nicolaioides), identificando-se perfil químico que corrobora a potencialidade anticancerígena e antiofídica para os representantes deste gênero. Evidenciou-se grande lacuna no que se refere ao conhecimento científico ou técnico para o cultivo de espécies de Renealmia. Isto pode se configurar num impedimento importante na utilização destas espécies como recurso econômico.

ABSTRACT: The Renealmia L.f. is a genus that belongs to the Zingiberaceae with several applications, including the ornamental, medicinal and food ones. Aiming to emphasize the importance of this genus as a potential agro-economic resource, a review of its botanical, pharmacological and agronomic aspects is presented. From 87 species formally inserted in the Renealmia, 20 were registered with popular uses. In general, these popular uses were associated with R. alpinia, R. exaltata and R. guianensis, mainly including the ornamental, nourishing and medicinal uses. Among 14 species with indication of popular medicinal use, pharmacological studies were registered for only four: R. alpinia, R. exaltata, R. nicolaioides and R. Thyrsoidea. However, these studies show a large bioactivity range, with emphasis in the anti-carcinogenic and antiophidic action, especially for R. alpinia. Only six species were analyzed in terms of chemical composition (R. floribunda, R. guianensis, R. alpinia, R. chrysotricha, R. exaltata and R. nicolaioides). Their chemical profiles corroborate the anti-carcinogenic potential for the representatives of this genus. There is a great scientific or technical gap on the cultivation of Renealmia species. This can be an important limiting factor in the use of these species as economical resource.

Effects of the essential oil of Lippia gracilis Schauer on caulinary shoots of heliconia cultivated in vitro / Efeito do óleo essencial de Lippia gracilis Schauer sobre ápices caulinares de heliconia cultivadas in vitro

The effects of thymol and carvacrol and the essential oil of Lippia gracilis on caulinary shoots of heliconia were evaluated. After disinfection, the shoots were inoculated into MS medium and subjected to the treatments with 420 µL L-1 of essential oil (EO) of L. gracilis; 420 µL L-1 of thymol; 420 µL L-1 of carvacrol; 210 µL L-1 of thymol and 210 µL L-1 of carvacrol. The control treatment consisted of the MS medium without any phytoregulators. The main components of EO from L. gracilis are carvacrol, ρ-cimene, and thymol. Seven days after the initiation of the experiments, 36.3% of the control treatment shoots were necrotized, but 90% of the caulinary shoots exposed to EO, thymol, or carvacrol appeared necrotized. Transmission electron microscopy of the shoots revealed that the treatment with EO, thymol, or carvacrol caused the destruction of the plasma cell membranes, and the cell organelles and the nucleus were hardly evident. The EO and its main constituent were toxic to caulinary shoots of heliconia.

O efeito do timol, carvacrol e óleo essencial de Lippia gracilis foi observado sobre ápices caulinares de heliconia. Após a desinfestação os ápices foram inoculados em meio MS com os tratamentos de 420 µL L-1 do óleo essencial (OE) de L. gracilis; 420 µL L-1 de timol; 420 µL L-1 de carvacrol; 210 µg L-1 de timol e 210 µL L-1 de carvacrol. O tratamento controle consistiu de meio MS sem fitorreguladores. Os principais componentes do OE foram carvacrol, ρ-cimeno e timol. Sete dias após o início do experimento 36,3% dos ápices submetidos ao tratamento controle e 90% dos ápices caulinares expostos ao EO, timol ou carvacrol necrosaram. A microscopia eletrônica de transmissão dos ápices caulinares revelou que os tratamentos com OE, timol e carvacrol provocaram desestruturação da membrana plasmática das células. As organelas e o núcleo não estavam evidentes. O OE e seus principais constituintes foram tóxico para os ápices caulinares de helicônias.

Propagación in vitro de Heliconia curtispatha P, planta utilizada contra la mordedura de serpientes por algunas comunidades campesinas de la región colombiana del Urabá / In vitro propagation of Heliconia curtispatha P, plant used against snakebite by some rural communities of the colombian region of Urabá

Heliconia curtispatha Petersen (Zingiberales) comúnmente conocida como platanillo, es usada en la medicina tradicional colombiana por su acción antiedematizante, antihemorrágica y neutralizante del veneno de Bothrops asper (mapaná) responsable del 95% de las mordeduras de serpientes en el país. Lo anterior destaca su utilidad y potencial función, como coadyuvante en el tratamiento del accidente ofídico. La propagación por cultivos in vitro, se convierte en una herramienta valiosa e interesante para su masificación, debido al difícil acceso al material vegetal en su ambiente natural y la carencia de estudios previos en multiplicación in vitro de esta especie. En el presente trabajo se obtienen plántulas a partir de semillas y se evalúa su propagación en medios de cultivo Murashige & Skoog, semisólidos y líquidos suplementados con reguladores de crecimiento tipo citoquinina. Experimentalmente, se favorece la propagación de la Heliconia (2 brotes semana-1) cuando se utiliza medio Murashige & Skoog líquido sin adición de reguladores de crecimiento o al emplear Murashige & Skoog semisólido adicionándole 2 mg.L-1 6-Bencilaminopurina 0.93 brotes.semana -1. Este es el primer reporte de propagación in vitro de H. curtispatha y el primer paso para el estudio de metabolitos secundarios con potencial antiofídico que pueden producirse bajo tales condiciones.

Evaluación fitoquímica preliminar de Heliconia psittacorum y Heliconia rostrata y de la potencial actividad inhibitoria de algunos de los efectos del veneno de Bothrops asper (mapaná X) / Preliminary phytochemistry assessment of Heliconia psittacorum and Heliconia rostrata and the potential inhibitory activity of some effects of the Bothrops asper (mapaná X) venom

Algunas especies de la familia Heliconaceae han demostrado capacidad neutralizante parcial/total de las actividades letal, hemolítica indirecta, hemorrágica, proteolítica, coagulante, mionecrosante y edematizante del veneno de Bothrops asper (mapaná equis). Este trabajo evalúa dos especies de heliconias: Heliconia psittacorum y Heliconia rostrata, contra las actividades hemolítica indirecta, proteolítica y coagulante del veneno de B. asper, sin que ninguna de ellas ejerza inhibición sobre la actividad hemolítica indirecta y proteolítica. Por el contrario, sus extractos retardan el efecto coagulante del veneno con respecto al controlpositivo hasta 45.59 segundos. Al realizar el perfil electroforético, se observa una banda perteneciente al extracto de H. psittacorum, y además se evidencia disminución y aumento en la intensidad de algunas bandas (66 y 31 KDa respectivamente), que pueden indicar una posible degradación por parte de los extractos. La evaluación fitoquímica de los extractos muestra la presencia de metabolitos primarios de carácter glúcido y protéico; y secundarios como compuestos fenólicos, terpenoides y cumarinas, algunos de los cuales han sido reportados en otras especies vegetales como responsables de la actividad antiofídica.

Water use in four model tropical plant associations established in the lowlands of Costa Rica

We examined soil water use patterns of four model plant associations established in the North Caribbean lowlands of Costa Rica by comparing the stable hydrogen isotope composition, δD, in xylem sap and in soil water at different depths, under rainy and dry conditions. Four 5-year-old model plant associations composed of 2 tree species (Hyeronima alchorneoides and Cedrela odorata) having different architecture and phenology were studied. Average tree height was 8.9 and 7.6 m, respectively. Each tree species was grown in monoculture and in polyculture with 2 perennial monocotyledons (Euterpe oleracea and Heliconia imbricata). Maximum rooting depth at the time of δD determination was ~ 2 m for almost all species. Most roots of all species were concentrated in the upper soil layers. Stomatal conductance to water vapor (gS) was higher in the deciduous C. odorata than in the evergreen H. alchorneoides; within each species, gS did not differ when the trees were grown in mono or in polyculture. During the rainy season, gradients in soil water δD were not observed. Average rainy season xylem sap δD did not differ among members of the plant combinations tested (-30 ‰), and was more similar to δD values of shallow soil water. Under dry conditions, volumetric soil water content declined from 50 to ~ 35%, and modest gradients in soil water δD were observed. xylem sap δD obtained during dry conditions was significantly lower than rainy season values. xylem sap δD of plants growing in the four associations varied between -9 and -22‰, indicating that shallow water was predominantly absorbed during the dry period too. Differences in xylem sap δD of trees and monocots were also detected, but no significant patterns emerged. The results suggest that: a) the plant associations examined extracted water predominantly from shallow soil layers (<1 m), b) the natural isotopic variation in soil and plant water at the study site was low, and c) the plant mixes obtain water from more than a single soil layer simultaneously. Temporal factors were important in determining the competition and complementary relations observed among the trees and the perennial monocots. Under the prevailing environmental conditions, water use in these plant associations was determined largely by species-specific attributes such as biomass allocation to fine roots, phenology, and canopy architecture, and to a lesser extent by water limitations. Rev. Biol. Trop. 56 (4): 1947-1957. Epub 2008 December 12.

Examinamos los patrones de uso de agua del suelo de cuatro asociaciones vegetales establecidas en el Caribe norte de Costa Rica, comparando la composición isotópica del hidrógeno, δD, en la savia del xilema y en el agua del suelo en condiciones lluviosas y secas. Estudiamos cuatro asociaciones de cinco años de edad compuestas por dos árboles (Hyeronima alchorneoides y Cedrela odorata) con diferente arquitectura y fenología, cultivados en mono y policultivo con dos monocotiledóneas perennes (Euterpe oleracea y Heliconia imbricata). Las excavaciones mostraron que la profundidad máxima de las raíces fue de 2 m para casi todas las especies, y que la mayor densidad de raíces se encontraba en la superficie del suelo. La conductividad estomática (gS) fue mayor en el árbol caducifolio (C. odorata) que en el perennifolio (H. alchorneoides); dentro de cada especie, gS no difirió cuando los árboles fueron cultivados en mono o en policultivo. Los resultados sugieren que: a) las asociaciones examinadas extrajeron agua predominantemente de las capas superficiales del suelo (<1 m), b) la variación natural en el acceso al agua del suelo por parte de las especies, y en las propiedades del suelo, fue baja, y c) las combinaciones de plantas obtuvieron agua de varias capas del perfil del suelo simultáneamente. Los factores relacionados con el tiempo fueron importantes en la determinación de las relaciones de competencia y complementariedad observadas entre los árboles y las monocotiledóneas perennes. En las condiciones ambientales prevalecientes, el uso del agua por parte de estas asociaciones de plantas fue determinado más por atributos, como la asignación de biomasa a las raíces finas, la fenología, y las propiedades del dosel, que por limitaciones en la disponibilidad de agua.

Inhibición de las actividades proteolítica, coagulante y hemolítica indirecta inducidas por el veneno de Bothrops asper por extractos etanólicos de tres especies de heliconias / Inhibition of proteolitic, coagulant and indirect hemolytic activity induced by Bothrops asper venom for ethanolic extracts from three species of Heliconias

En Colombia Bothrops asper (mapaná) es la especie causante del 70 al 90 por ciento de los cerca de 3.000 accidentes ofídicos informados cada año. Durante varios siglos, la medicina tradicional ha utilizado plantas para el tratamiento de la mordedura de serpiente. En nuestro país, el 60 por ciento de las mordeduras son atendidas inicialmente por curanderos o chamanes, que usan al menos 100 especies de plantas medicinales en diferentes formas, de acuerdo al estado clínico del paciente. En este estudio se evaluó la capacidad inhibitoria de tres especies de la familia Heliconiaceae, H. latispatha Benth, H. wagneriana Petersen y H. curtispatha Petersen, sobre los efectos proteolítico, coagulante y hemolítico indirecto inducido por el veneno de Botrhops asper. La primera indujo un mayor porcentaje de inhibición del efecto hemolítico indirecto del veneno de B. asper que la Heliconia wagneriana, así como una reducción en la intensidad en las proteínas del veneno con masa molecular de 14 KDa, mientras que el extracto de la segunda planta mostró una mayor inhibición del efecto proteolítico inducido por el veneno de B. asper, así como mayores cambios en las bandas de proteína del veneno con masas moleculares entre 95 y 110 KDa. El extracto de Heliconia curtispatha, mostró la mayor capacidad inhibitoria de los efectos hemolítico, proteolítico y coagulante; además indujo una degradación de todas las proteínas del veneno completo de B. asper, como había sido reportado previamente

Pragas da bananeira atacando Heliconia latispatha Benth. (Heliconiaceae) / Banana tree pests attacking Heliconia latispatha Benth. (Heliconiaceae)

Em maio de 2005, foi constatada a infestação de lagartas de Antichloris eriphia (Fabr.) (Lepidoptera: Arctiidae) e Calligo illioneus (Cramer) (Lepidoptera: Nymphalidae), pragas da bananeira, em plantas de Heliconia latispatha Benth. com seis meses de idade, plantadas próximas a cultura de bananeiras em Jaguariúna, SP. Trata-se da primeira observação do ataque de C. illioneus em H. latispatha no Brasil.

In mid-May 2005, the caterpillars Antichloris eriphia (Fabr.) (Lepidoptera: Arctiidae) and Calligo illioneus (Cramer) (Lepidoptera: Nymphalidae) which are banana tree pests, were found attacking six-month old stalks of Heliconia latispatha Benth., planted near a banana tree plantation in Jaguariuna, SP, Brazil. The attack by C. illioneus is observed by the first time in Brazil.

Heliconia acuminata reproductive success is independent of local floral density

Plantas reprodutivas em florestas tropicas são distribuidas em manchas, com algumas em grandes agregações coespecíficas e outras relativamente isoladas. A hipótese é que esta variação na densidade de flores em um local tem um grande efeito no sucesso reprodutivo de plantas, já que indivíduos em agregações maiores poderiam atrair mais polinizadores ou polinizadores de melhor qualidade. Esta hipótese foi testada na Amazônia central com populações da erva de sub-bosque Heliconia acuminata. Foram criadas parcelas em que a densidade de plantas reprodutivas simula a densidade natural, e medimos componentes de sucesso reprodutivo em plantas focais em cada parcela. Não houve diferença significativa entre nenhum dos tratamentos de densidade de flores em termos da taxa de produção de frutos, de produção total de sementes por planta, ou de produção de sementes por fruto. Visitas por polinizadores eram extremamente raras, e muitas plantas não receberam nenhuma visita. Isto poderia ser porque os beija-flores que polinizam Heliconia acuminata são muito ineficientes, mas isto parece não ser o caso. A densidade de flores pode simplesmente estar abaixo do limiar em que efeitos de densidade local são importantes, até mesmo em agregações de maior densidade. Limitação de nutrientes, aborto seletivo de frutos, e reprodução via função masculina e não feminina também poderiam ser responsáveis. Sugere-se que a ausência de efeitos de densidade local na reprodução de plantas pode ser um fenômeno geral nas florestas da Amazônia central, embora experimentos adicionais com outros sistemas são necessários para determinar se esta hipótese é valida.