Basal root whorl number: a modulator of phosphorus acquisition in common bean (Phaseolus vulgaris).

BACKGROUND AND AIMS: Root architectural phenes enhancing topsoil foraging are important for phosphorus acquisition. In this study, the utility of a novel phene is described, basal root whorl number (BRWN), that has significant effects on topsoil foraging in common bean (Phaseolus vulgaris). METHODS: Whorls are defined as distinct tiers of basal roots that emerge in a tetrarch fashion along the base of the hypocotyl. Wild and domesticated bean taxa as well as two recombinant inbred line (RIL) populations were screened for BRWN and basal root number (BRN). A set of six RILs contrasting for BRWN was evaluated for performance under low phosphorus availability in the greenhouse and in the field. In the greenhouse, plants were grown in a sand-soil media with low or high phosphorus availability. In the field, plants were grown in an Oxisol in Mozambique under low and moderate phosphorus availability. KEY RESULTS: Wild bean accessions tended to have a BRWN of one or two, whereas cultivated accessions had BRWN reaching four and sometimes five. BRWN and BRN did not vary with phosphorus availability, i.e. BRWN was not a plastic trait in these genotypes. Greater BRWN was beneficial for phosphorus acquisition in low phosphorus soil. Genotypes with three whorls had almost twice the shoot biomass, greater root length and greater leaf area than related genotypes with two whorls. In low phosphorus soil, shoot phosphorus content was strongly correlated with BRWN (R(2) = 0.64 in the greenhouse and R(2) = 0.88 in the field). Genotypes with three whorls had shallower root systems with a greater range of basal root growth angles (from 10 to 45 ° from horizontal) than genotypes with two whorls (angles ranged from 60 to 85 ° from horizontal). CONCLUSIONS: The results indicate that BRWN is associated with increased phosphorus acquisition and that this trait may have value for selection of genotypes with better performance in low phosphorus soils.

Avaliação agronômica e química de dezessete acessos de erva-cidreira [Lippia alba (Mill. ) N. E. Brown] - quimiotipo citral, cultivados no Distrito Federal / Agronomic and chemical evaluation of seventeen accessions of "erva-cidreira" [Lippia alba (Mill. ) N. E. Brown] - citral chemotype, cultivated at the Federal District, Brazil

A erva-cidreira [Lippia alba (Mill.) N.E.Brown] é uma espécie nativa utilizada como planta medicinal em todo o Brasil. O citral é responsável pela ação sedativa da erva cidreira, sendo um dos principais componentes do óleo essencial. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento agronômico, teor e rendimento de óleo essencial e de citral em 17 acessos de L. alba da coleção da Universidade de Brasília - UnB. O experimento foi realizado no período de 19/02/2005 a 18/03/2006, em latossolo vermelho, no Distrito Federal. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com três repetições, contendo três plantas por parcela. Foram avaliados os parâmetros área foliar, comprimento da haste, produção de massa fresca (folhas e hastes), produção de massa foliar seca, teor de óleo essencial e de citral, rendimento estimado de óleo essencial e de citral por planta, além da caracterização do perfil aromático do óleo essencial. Os acessos L.41 (0,75 por cento), L.45 (0,66 por cento) e L.08 (0,62 por cento) apresentaram os maiores teores de óleo essencial. O acesso L.45 (1,32 g pl-1) apresentou o maior rendimento de óleo, seguido dos acessos L.47 (0,73 g pl-1), L.41 (0,67 g pl-1), L.34 (0,67 g pl-1) e L.33 (0,62 g pl-1). Os acessos apresentaram teores de citral variando de 51,7 por cento (L.34) a 75,1 por cento (L.09), com média de 63,6 por cento e predominância do isômero geranial (36,4 por cento) sobre o neral (27,8 por cento). O acesso L.45 (0,83 g pl-1) apresentou o maior rendimento de citral. Treze acessos apresentaram o quimiotipo citral; três o quimiotipo citral-limoneno e apenas um apresentou o quimiotipo citral-mirceno. Os resultados evidenciam o potencial de produção de citral do acesso L.45, o qual poderá ser utilizado para melhorar a qualidade da matéria prima de erva-cidreira utilizada nos programas de fitoterapia no país ou em programas de melhoramento genético para esta finalidade.

"Erva-cidreira" [Lippia alba (Mill.) N.E.Brown] is a native species used as a medicinal plant all over Brazil. Citral, a major constituent of L. alba essential oil, is responsible for its sedative activity. The aim of this study was to evaluate the agronomic behavior, content and yield of essential oil and citral in 17 accessions of L. alba from the germplasm bank of University of Brasília - UnB, Brazil. The experiment was carried out from 02/19/2005 to 03/18/2006, in red latosol, at the Federal District, Brazil. The adopted experimental design was in randomized blocks, with three replicates and three plants per plot. The following parameters were evaluated: leaf area, stem length, fresh mass (leaves and stems) production, dry leaf mass production, essential oil and citral content, estimated yield of essential oil and citral per plant, besides characterization of the essential oil aromatic profile. Accessions L41 (0.75 percent), L45 (0.66 percent) and L08 (0.62 percent) showed the highest essential oil content. Accessions L45 (1.32 g pl-1) presented the highest essential oil yield, followed by L47 (0.73 g pl-1), L41 (0.67 g pl-1), L34 (0.67 g pl-1) and L33 (0.62 g pl-1). Citral content varied from 51.7 percent (L34) to 75.1 percent (L09), with an average of 63.6 percent and predominance of the isomer geranial (36.4 percent) over neral (27.8 percent). Accession L45 (0.83 g pl-1) showed the highest citral yield. Thirteen accessions presented the chemotype citral; three, the chemotype citral-limonene, and only one had the chemotype citral-myrcene. The results evidenced the potential of accession L45 to produce citral, which can be used to improve the quality of "erva-cidreira" raw material in phytotherapy programs in the country or in breeding programs.

Propagação vegetativa de Brosimum gaudichaudii Tréc. (mama-cadela) por estacas de raízes / Vegetative propagation of Brosimum gaudichaudii Tréc. (mama-cadela) by root cuttings

Brosimum gaudichaudii Tréc. (mama-cadela) é uma planta medicinal nativa do Cerrado, utilizada na medicina tradicional. O objetivo deste trabalho foi verificar a possibilidade de propagação de mama-cadela por meio de estacas de raízes, sob o efeito de reguladores de crescimento e de diferentes substratos. No experimento 1 foram avaliados os efeitos da aplicação de ácido indol-butírico (AIB) e ácido naftaleno-acético (ANA) na concentração de 1000 mg L-1 e três substratos (S1- areia; S2 - 75 por cento de areia + 25 por cento de substrato comercial; S3 - 50 por cento de areia + 50 por cento de substrato comercial). No experimento 2 foram avaliadas 4 doses de AIB: 0 - testemunha; 250 mg L-1 (1,3426 mM ); 500 mg L-1 (2,6853 mM) e 1000 mg L-1 (5,3706 mM); e 4 doses de ácido naftaleno-acético (ANA): 0 - testemunha; 250 mg L-1 (1,2295 mM); 500 mg L-1 (2,458 mM); e 1000 mg L-1 (4,918 mM). O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso com três repetições de seis estacas por parcela. No experimento 1, os substratos compostos por areia e areia (75 por cento) + substrato comercial (25 por cento) proporcionaram os maiores Índices de pegamento. A aplicação de AIB (1000 mg L-1) proporcionou aumentos relativos de 30,8 por cento e 51,3 por cento, no IMP quando comparada com a testemunha e a aplicação de ANA, respectivamente. No experimento 2, observou-se resposta quadrática significativa da aplicação de AIB sobre o IMP. A dose de 500 mg L-1 (2,6853 mM) promoveu maior IMP. Não houve efeito significativo das doses de ANA para os parâmetros avaliados. Não houve efeito significativo relevante de substratos ou hormônios sobre os demais parâmetros avaliados. Estes resultados evidenciam o potencial de utilização de estacas de raiz de mama-cadela para a produção de mudas clonais desta espécie.

Brosimum gaudichaudii Tréc. (mama-cadela) is a medicinal plant native to Cerrado and largely used in traditional medicine. The aim of this study was to verify the propagation of mama-cadela by means of root cutting under the effect of plant growth regulators and different substrates. In experiment 1, the effects of indole butyric acid (IBA) and naphthylacetic acid (NAA) at the concentration of 1000 mg L-1 were evaluated together with three substrates (S1 - sand; S2 - 75 percent sand + 25 percent commercial substrate; S3 - 50 percent sand + 50 percent commercial substrate). In experiment 2, 4 IBA levels were evaluated: 0 - control; 250 mg L-1 (1.3426 mM ); 500 mg L-1 (2.6853 mM) and 1000 mg L-1 (5.3706 mM), as well as 4 NAA levels: 0 - control; 250 mg L-1 (1.2295 mM); 500 mg L-1 (2.458 mM) and 1000 mg L-1 (4.918 mM). The adopted experimental design was in randomized blocks with three replicates of six cuttings per plot. In experiment 1, substrates containing sand and sand (75 percent) + commercial substrate (25 percent) promoted the highest average rooting indexes. Application of IBA (1000 mg L-1) led to increases of 30.8 percent and 51.3 percent in the average rooting indexes compared to control and NAA application, respectively. In experiment 2, there was a significant quadratic response of IBA application on the average rooting index. The level of 500 mg L-1 (2.6853 mM) promoted the highest average rooting index. There was no significant effect of NAA levels for the evaluated parameters. Similarly, there was no significant effect of substrates or hormones on the remaining parameters evaluated. These results show the potential use of mama-cadela root cuttings for the production of clonal seedlings of this species.

Influência de diferentes meios de cultura sobre o crescimento de Pfaffia glomerata (Spreng. ) Pedersen (Amaranthaceae) para conservação in vitro / Influence of different culture media on the growth of Pfaffia glomerata (Spreng. ) Pendersen (Amaranthaceae) for conservation in vitro

Pfaffia glomerata ocorre em vários estados do Brasil e países limítrofes da região Sul às margens de rios e nas orlas das matas de galerias, é espécie hidrófita e heliófita. As raízes de espécies do gênero Pfaffia são usadas na medicina popular brasileira, especialmente como tônico, afrodisíaco e no controle do diabete. O objetivo deste trabalho foi estabelecer um banco de germoplasma in vitro de Pfaffia glomerata. O experimento em delineamento inteiramente casualizado foi conduzido com seis tratamentos: 1) MS + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol; 2) MS/2 + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol; 3) MS + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol + 2 mg L-1 de pantotenato de cálcio; 4) MS/2 + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol + 2 mg L-1de pantotenato de cálcio; 5) MS + 2 por cento de sacarose + 3 por cento de manitol + 2 mg L-1de pantotenato de cálcio; 6) MS/2 + 2 por cento de sacarose + 3 por cento de manitol + 2 mg L-1de pantotenato de cálcio. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e ao teste de separação de médias de Scott Knott. Os tratamentos um, três e quatro apresentaram, significativamente, o maior número de segmentos nodais por haste, quando comparados com os tratamentos dois, cinco e seis. O tratamento dois foi o mais indicado para a conservação in vitro da espécie por ter promovido menor crescimento das plantas (altura de 3,1±1,9 cm), alto índice de sobrevivência, 100 por cento de explantes com brotação e o maior número de brotos por explante, após seis meses de cultivo. Todas as plântulas produziram raízes e não houve formação de calos, também não ocorreu hiperhidricidade nos tratamentos avaliados. As plantas aclimatizadas apresentaram 100 por cento de sobrevivência no ambiente ex vitro. A manutenção de acessos de P. glomerata no banco de germoplasma in vitro é viável tanto do ponto de vista da conservação quanto economicamente.

Pfaffia glomerata occurs in several states of Brazil and its neighboring countries in the south region at riverbanks and gallery forests. It is a hydrophyte and heliophyte species. The roots of the genus Pfaffia are used in Brazilian folk medicine especially as tonic, aphrodisiac and to control diabetes. The aim of this work was to establish an in vitro germplasm bank for Pfaffia glomerata. The experiment was carried out in completely randomized design with six treatments: 1) DM + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol; 2) DM/2 + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol; 3) DM + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate; 4) DM/2 + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate; 5) DM + 2 percent sucrose + 3 percent mannitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate; 6) DM/2 + 2 percent sucrose + 3 percent mannitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate. Results were subjected to analysis of variance and Scott Knott test for mean grouping. Treatments 1, 3 and 4 had a significantly larger number of nodal segments per stem, compared to Treatments 2, 5 and 6. Treatment 2 was the most appropriate for the in vitro conservation of this species since it led to the lowest growth (3.1±1.9 cm height), high survival rate, 100 percent explants with sprouting, and the largest number of sprouts per explant after six months of culture. All seedlings produced root and showed no formation of calluses or hyperhydricidity under the evaluated treatments. Acclimatized plants showed 100 percent survival in the ex vitro environment. Maintaining P. glomerata accessions in an in vitro germplasm bank is viable both economically and for conservation.

Conservação in vitro de Cochlospermum regium (Schrank) pilg. - cochlospermaceae sob regime de crescimento mínimo / In vitro conservation of Cochlospermum regium (Schrank) pilg. - cochlospermaceae under minimal growth storage

Cochlospermum regium é uma planta de áreas de cerrado, caatinga e pantanal. Na medicina popular é conhecida por "algodão-do-campo" e suas raízes são utilizadas para o tratamento de infecções uterinas, intestinais, gastrite, úlceras e artrite. Atualmente, o extrativismo e a destruição dos habitats naturais colocaram o algodão-do-campo na lista de espécies medicinais nativas prioritárias para conservação ex situ. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para a conservação in vitro do algodão-do-campo e fornecer subsídios para estudos de micropropagação da espécie. Sementes de algodão-do-campo foram testadas quanto à germinação in vitro pela escarificação ou não das sementes em ácido sulfúrico e inoculação em meio de cultura MS. Para a conservação in vitro, segmentos nodais retirados das plântulas germinadas in vitro foram avaliados por 90 dias sob três regimes de temperatura (10, 20, e 25ºC) e em três concentrações de meio WPM (½, ¾ e pleno). Verificou-se que sementes escarificadas apresentaram percentual de germinação in vitro de 93,3 por cento aos 30 dias, valor significativamente superior aos 13,3 por cento observados nas sementes não escarificadas. A conservação da espécie in vitro mostrou-se viável, desde que as culturas sejam mantidas em câmara de crescimento a 20ºC em meio de cultivo ½WPM. Sob estas condições os explantes mantiveram um crescimento mínimo e percentual de sobrevivência de 100 por cento, após três meses de avaliação.

Cochlospermum regium is a plant from cerrado, caatinga and pantanal areas. In popular medicine, it is known as "algodão-do-campo" and its roots are used to treat uterine and intestinal infections, gastritis, ulcers and arthritis. Nowadays, extraction activities and the destruction of natural habitats has made "algodão-do-campo" one of the major native medicinal species for ex situ conservation. The aim of this work was to develop a methodology for the in vitro conservation of "algodão-do-campo", contributing to studies on the micropropagation of this species. In vitro germination was evaluated in "algodão-do-campo" seeds subjected to scarification or not with sulfuric acid and inoculation in MS medium. For in vitro conservation, nodal segments from in vitro-germinated seedlings were evaluated for 90 days at three temperatures (10, 20 and 25ºC) and three WPM medium concentrations (½, ¾ and full-strength). Scarified seeds presented 93.3 percent in vitro germination at 30 days of cultivation, a significantly higher value than the 13.3 percent observed for non-scarified seeds. The in vitro conservation of "algodão-do-campo" showed to be viable once cultures are kept in a growth chamber at 20ºC in ½ WPM medium. Under such conditions, the explants presented a minimal growth and 100 percent survival after three evaluation months.