Annotated checklist of Hongkong lichens

An annotated checklist of the lichens of Hong Kong, based on all available literature reports and specimens, including those recently collected by the authors, is presented. In total, 261 species are reported, of which 176 are new records for Hong Kong, 132 of which are new for China, 43 are new for East Asia, and 27 are new for Asia. The lichen vegetation is mainly tropical, as is shown by the distribution patterns of the identified species: 53 species are cosmopolitan, 40 northern temperate, 122 pantropical, 17 paleotropical and 29 endemic to tropical East Asia. With regard to substrata, 129 species are corticolous, 148 saxicolous, 17 foliicolous and 19 terricolous. Four species are newly described: Anisomeridium conorostratum Aptroot, A. hydei Aptroot, Caloplaca pulicarioides Aptroot and Placidiopsis poronioides Aptroot. The flora is rather poor in species; for example, no Caliciales have been found. In the past, the numbers of species of several groups such as the Graphidaceae, Heterodermia and Xanthoparmelia have been overestimated, whereas few pyrenocarps have been reported. The flora of wet granitic outcrops is surprisingly well developed in Hong Kong. Although not a single Peltula species was reported before, six species were identified, including one that was previously only known from Africa. In addition, several other cyanophilic genera are present, such as Euopsis, Psorotichia, Pyrenopsis and, most unexpectedly, Vestergrenopsis, each with one species. A comparison between old and recent records shows that many Lobarion species are now extinct. The drastic decline of species of the Lobarion vegetation indicates that air pollution and other habitat disturbances, mainly deforestation, to which these species are very sensitive, are seriously threatening the lichen biodiversity of Hong Kong

Tree management and the greening of the environment in Hong Kong : a study of collaborative governance

published_or_final_versionPolitics and Public AdministrationMasterMaster of Public Administratio

Screening of trees suited for growth on landfill sites

A field survey was conducted on the completed Gin Drinkers’ Bay (GDB) landfill. Hong Kong, to investigate the causes of adverse tree growth. Ten tree species, belonging to eight families, were transplanted to two sites there. One site had a high concentration of landfill gas in the cover soil (high-gas- site, HQS), while the other had a relatively low concentration of gas (low-gas-site, LGS). Besides gaseous composition, general soil properties in these sites were similar. A strong negative correlation between tree growth and landfill gas concentration was observed. A controlled laboratory simulation study was performed to study the influence of landfill gas on plants. The responses to gas varied greatly among species: some were very sensitive but others were tolerant. Generally, the growth of tap roots was reduced while the horizontal growth of adventitious roots was stimulated. The results indicate that landfill gas does not have acute toxic effects on trees. The excessive quantity of CO(_2) in cover soil limits the depth of the root system. Trees with a shallow root system become very susceptible to water stress. The effects of low O(_2) concentration in soil are less important. Trees suited for growth on sub-tropical completed landfill sites are listed, and their common characteristics are discussed

Antioxidant Activities of Fractions of Polymeric Procyanidins from Stem Bark of Acacia confusa

The polymeric procyanidins extracted from Acacia confusa stem bark were fractionated with a step gradient of water, methanol and acetone on a Sephadex LH-20 column. The antioxidant activity of the collected fractions was investigated by the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging and ferric reducing/antioxidant power (FRAP) assays. All fractions possessed potent antioxidant activity with the highest activity observed for fraction F9. The matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) and reversed-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC) analyses suggested that the collected fractions consisted primarily of oligomeric and polymeric procyanidins, with different polymer ranges and most abundant polymer size. For each fraction, catechin and epicatechin were present as both terminal and extension units, and epicatechin was the major component in the extended chain. The mean degree of polymerization (mDP) of each fraction differed, ranging from 1.68 (fraction F2) to 17.31 (fraction F11). There was a relationship between antioxidant activity (IC50/DPPH and FRAP) and mDP (R2DPPH = 0.861, P = 0.006 and R2FRAP = 0.608, P = 0.038), respectively. However, the highest antioxidant activity of fraction (F9) was not coincident with the maximum mDP of fraction (F11)

Biochemical characterization of Acacia schweinfurthii serine proteinase inhibitor

One of the many control mechanisms of serine proteinases is their specific inhibition by protein proteinase inhibitors. An extract of Acacia schweinfurthii was screened for potential serine proteinase inhibition. It was successfully purified to homogeneity by precipitating with 80% (v/v) acetone and sequential chromatographic steps, including ion-exchange, affinity purifica- Q2 tion and RP-HPLC. Reducing SDS-PAGE conditions revealed an inhibitor (ASTI) consisting of two polypeptide chains A and B of approximate molecular weights of 16 and 10 kDa, respectively, and under non-reducing conditions, 26 kDa was observed. The inhibitor was shown to inhibit bovine trypsin (Ki of 3.45 nM) at an approximate molar ratio of inhibitor: trypsin (1:1). The A- and B-chains revealed complete sequences of 140 and 40 amino acid residues, respectively. Sequence similarity (70%) was reported between ASTI A-chain and ACTI A-chain (Acacia confusa) using the ClustalW. The B-chain produced a 76% sequence similarity between ASTI and Leucaena leucocephala trypsin inhibitor

Defoliation of the Invasive Tree Falcataria moluccana on Hawaii Island by the Native Koa Looper Moth (Geometridae: Scotorythra paludicola), and Evaluation of Five Fabaceous Trees as Larval Hostplants

The koa looper (Geometridae: Scotorythra paludicola) is an endemic Hawaiian moth whose caterpillars feed on Acacia koa, and experience occasional outbreaks, producing vast defoliations of forests. During an extensive and ongoing outbreak of this species on the island of Hawaii, patchy defoliation of Falcataria moluccana (“albizia”) was observed in the vicinity of Akaka Falls State Park, relatively distant from the main defoliation of koa, raising questions about the host range of the koa looper. To identify suitable host plants in the laboratory, we of- fered the koa looper foliage from five fabaceous tree species (A. koa, A. confusa, F. moluccana, Prosopis pallida, and Leucaena leucocephala), and recorded feeding and performance on these diets. Among the five tree species, only A. koa and F. moluccana were accepted as food; caterpillars on the other three species all died by the fifth day of the trial. Survival of the koa looper to pupation and adulthood on F. moluccana did not differ significantly from that on A. koa phyllodes, indicating that this tree is a suitable host, though it does not appear to be widely utilized in the field. Both oviposition preference and larval requirements are likely important determinants of the realized diet breadth for the koa looper. Additionally, develop- ment times at 19°C on A. koa and F. moluccana were nearly twice as long as at 23°C, highlighting the importance of temperature for development of this insect

Nitrogen Fixation in Acacias: an Untapped Resource for Sustainable Plantations, Farm Forestry and Land Reclamation

Crop Production/Industries,

MiRNA Control of Vegetative Phase Change in Trees

After germination, plants enter juvenile vegetative phase and then transition to an adult vegetative phase before producing reproductive structures. The character and timing of the juvenile-to-adult transition vary widely between species. In annual plants, this transition occurs soon after germination and usually involves relatively minor morphological changes, whereas in trees and other perennial woody plants it occurs after months or years and can involve major changes in shoot architecture. Whether this transition is controlled by the same mechanism in annual and perennial plants is unknown. In the annual forb Arabidopsis thaliana and in maize (Zea mays), vegetative phase change is controlled by the sequential activity of microRNAs miR156 and miR172. miR156 is highly abundant in seedlings and decreases during the juvenile-to-adult transition, while miR172 has an opposite expression pattern. We observed similar changes in the expression of these genes in woody species with highly differentiated, well-characterized juvenile and adult phases (Acacia confusa, Acacia colei, Eucalyptus globulus, Hedera helix, Quercus acutissima), as well as in the tree Populus x canadensis, where vegetative phase change is marked by relatively minor changes in leaf morphology and internode length. Overexpression of miR156 in transgenic P. x canadensis reduced the expression of miR156-targeted SPL genes and miR172, and it drastically prolonged the juvenile phase. Our results indicate that miR156 is an evolutionarily conserved regulator of vegetative phase change in both annual herbaceous plants and perennial trees

Valorization of Acacia melanoxylon extracts for biorefinery: phenolic content, antioxidant and anti-inflammatory activities

Tese de mestrado, Química, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015A floresta portuguesa ocupa hoje aproximadamente 3154800 hectares (ha), ou seja, cerca de 35 % do território continental. Estima-se que a produção total de resíduos seja de 5630 mil toneladas secas/ano e a biomassa produzida sem utilização é de 2628 mil toneladas secas/ano, provenientes principalmente da floresta e agricultura. Desta forma, o desperdício da biomassa vegetal tem-se mostrado cada vez mais uma preocupação, pois, para além de estar disponível em grandes quantidades, é potenciadora de fogos florestais, pelo que a sua valorização surge com uma alternativa bastante viável e urgente. Os resíduos de muitas espécies florestais têm na sua composição compostos com potencial de valor acrescentado como por exemplo propriedades biológicas e funcionais, tornando-os adequados para serem utilizados nos mais diversos produtos, tais como produtos da indústria química, farmacêutica, cosmética e/ou alimentar. O objectivo do presente trabalho centrou-se na avaliação do potencial bioativo de extratos de biomassa vegetal, e na obtenção de compostos naturais de interesse industrial, tais como compostos antioxidantes e anti-inflamatórios da espécie Acacia melanoxylon R. Br., valorizando assim estes resíduos e tornando-os economicamente viáveis. A Acacia melanoxylon R. Br., vulgarmente conhecida como acácia-da-austrália, acácia-negra-da-austrália, acácia-negra e acácia-austrália, é também uma árvore da família Fabaceae (Leguminosae) nativa do Sudeste da Austrália, Tasmânia. É uma árvore de crescimento rápido que pode atingir 15-20 metros de altura. As suas folhas são ligeiramente em forma de foice e as flores apresentam uma cor amarela ou esbranquiçadas. Os frutos são vagens castanho-avermelhadas, compridas, contorcidas, cujas sementes se encontram completamente rodeadas por um funículo alaranjado. A espécie Acacia melanoxylon R. Br. foi introduzida em Portugal em meados do século XIX, estando atualmente distribuída por todo o território continental, arquipélago dos Açores e arquipélago da Madeira. Esta espécie foi inicialmente introduzida no território português para fins ornamentais, tendo sido cultivada como espécie florestal, árvore de sombra e fixadora de solos. A madeira proveniente da casca da árvore foi desde sempre utilizada para a marcenaria, no fabrico de lanças, boomerangs, escudos e cordas nas regiões de origem. Atualmente, na Austrália, as aplicações da espécie Acacia melanoxylon R. Br. expandem-se ao fabrico de mobílias, devido à qualidade e aparência da madeira. A Acacia melanoxylon R. Br. é uma das espécies mais invasoras em Portugal, Espanha, França e Itália. Apresenta uma elevada capacidade de invasão em ambientes poluídos, áridos, húmidos, ventosos e sujeitos a temperaturas extremas. Produz muitas sementes que podem permanecer no solo durante mais de 50 anos. Estas podem ser disseminadas pela água, vento, aves e roedores. Esta espécie forma povoamentos muito densos impedindo o desenvolvimento da vegetação nativa. No sentido de complementar as linhas de investigação já descritas para esta espécie de Acacia, teve-se em conta uma forte componente de pesquisa em artigos científicos. Alguns estudos apontam para possíveis aplicações da espécie Acacia melanoxylon R. Br. na área da indústria. Resultados obtidos permitiram qualificar a madeira da Acacia melanoxylon R. Br. como uma potencial fonte de material lenhoso para a indústria nacional de serração e construção. Outros estudos mostram a potencial aplicação da madeira da Acacia melanoxylon R. Br. na produção de pasta de papel. Apesar das características biométricas do material fibroso da pasta de A. melanoxylon R. Br. serem significativamente diferentes das do eucalipto, nomeadamente maior colapsabilidade, os resultados experimentais demonstraram que a Acacia melanoxylon R.Br. pode ser utilizada na produção da pasta de papel quando os níveis de resistência mecânica exigidos ao papel não forem muito elevados. No entanto, vários estudos noutras espécies de Acacia permitiram identificar alguns compostos fenólicos com ação anti-inflamatória, e também a existência de atividade inibidora da enzima xantina oxidase (XO), deixando em aberto a importância de continuar estes estudos no sentido de identificar compostos bioativos. Pretendeu-se ainda associar os resultados obtidos à informação disponível, de forma a fazer a correspondência com as demais espécies de Acacia. Iniciou-se o trabalho experimental recorrendo-se ao método de hidrodestilação por Clevenger das partes aéreas (casca, folhas e ramos) da referida espécie, com o objectivo de obter óleos essenciais. As águas de decocção residuais deste processo foram estudadas para caracterização do perfil de compostos fenólicos. Avaliaram-se as composições em compostos fenólicos totais, não-taninos e taninos pelo método de Folin-Ciocalteau, utilizou-se o ácido gálico como padrão, expressando os resultados em GAE (Gallic Acid Equivalents). A actividade antioxidante foi determinada pelo método de captura do radical livre DPPH• e pelo método ABTS•+, utilizando-se para ambos os métodos o Trolox como padrão e os resultados foram expressos em percentagem de inibição dos radicais e em TEAC (Trolox Equivalent Antioxidant Capacity). A determinação da capacidade de inibição de radicais livres, utilizando o radical estável DPPH•, é um método simples e rápido de avaliar a capacidade antioxidante. Com este método é possível determinar o poder antiradical de um antioxidante, através da medição do decréscimo da absorvância do radical DPPH• a 515 nm. Outro método igualmente utilizado é o método ABTS•+, usado para avaliar a capacidade antioxidante total. Após a avaliação e determinação da actividade antioxidante procedeu-se à análise e ao fracionamento dos extratos recorrendo à cromatografia em camada fina e à cromatografia em coluna. Analisaram-se as frações obtidas por CZE, tendo-se identificado diferentes compostos fenólicos, desde estruturas simples a complexas, alguns dos quais nunca reportados para o género Acacia. Utilizando o software de análise disponível, foi possível determinar as percentagens de aproximação (matching) dos dados das amostras analisadas com os dados dos padrões de compostos fenólicos disponíveis na base de dados do sistema. Por fim, procedeu-se à determinação da actividade anti-inflamatória pelo método da inibição da desnaturação da albumina bovina (BSA), utilizando-se o ácido acetilsalicílico como padrão. Os resultados foram expressos em percentagem de inibição da albumina bovina. Não existem na literatura estudos de actividade anti-inflamatória em espécies de acácias recorrendo a este método. No entanto, está descrita a determinação da actividade anti-inflamatória por outras metodologias noutras espécies de Acacia que não a Acacia melanoxylon R. Br., que referem o papel dos compostos fenólicos, particularmente das catequinas e ácidos fenólicos nas propriedades anti-inflamatórias destas espécies. Estes resultados suportam a pesquisa levada a cabo neste trabalho para a Acacia melanoxylon R. Br. De acordo com o estado da arte, foram identificados pela primeira vez neste trabalho ácidos fenólicos e flavonóides nos extratos aquosos das folhas e ramos e da casca de Acacia melanoxylon R. Br., assim como se refere pela primeira vez a presença de ácido O-acetilsalisilico em espécies de Acacia. A realização deste trabalho permitiu, não só complementar o estudo fitoquímico existente para esta espécie, como também avaliar o potencial bioativo dos compostos fenólicos identificados nesta espécie, potencializando assim a valorização da biomassa como uma fonte abundante de compostos naturais com actividade biológica, uma vez que os seus resíduos florestais são utilizados apenas como lenha. Espera-se futuramente poder dar continuidade a estas linhas de investigação para o desenvolvimento de produtos de valor acrescentado com base nestes compostos bioativos, úteis na indústria alimentar, farmacêutica e química. O presente trabalho revelou o potencial de valorização dos resíduos florestais endógenos, nomeadamente da biomassa de Acacia melanoxylon R. Br., sendo essa valorização uma mais-valia tanto para a floresta portuguesa, reduzindo a quantidade de sobrantes, como para a economia portuguesa, através da obtenção de produtos de valor acrescentado e a respetiva comercialização. No caso do presente estudo, ficou demonstrado que essa valorização poderá passar pela obtenção de extratos ricos em compostos fenólicos com atividades antioxidante e anti-inflamatória.The purpose of this study focused on the assessment of the potential of natural extracts from vegetable biomass of the species Acacia melanoxylon R. Br. to obtain compounds of industrial interest, such as antioxidants and anti-inflammatory compounds, enhancing these wastes and making them economically viable. The experimental work used the hydrodistillation method with a Clevenger apparatus for the aerial parts (bark, leaves and branches) of Acacia melanoxylon species, to obtain essential oils. The residual decoction waters were evaluated for their phenolic composition. The decoction waters were evaluated for the total phenolic compounds, tannins and non-tannins by the Folin-Ciocalteau method using gallic acid as standard, expressing the results in GAE (gallic acid equivalents). The antioxidant activity was determined by the free radical DPPH• capture method and the ABTS•+ method, using Trolox as standard. Further characterization was done by fractionation of the extracts using column chromatography and thin layer chromatography. Fractions obtained were analyzed by CZE, having identified different phenolic compounds from simple to complex structures, some of which have never been reported for the genus Acacia. Finally, the anti-inflammatory activity was determined by the bovine serum albumin (BSA) inhibition method, using acetyl salicylic acid as standard. To the best of our knowledge, this is the first time that phenolic acids and flavonoids were identified in the aqueous extract of leaves/branches and bark of Acacia melanoxylon, and that the presence of O-acetylsalisylic acid is referred in Acacia species. This work allowed, not only to supplement the existing phytochemical study for this species, but also to evaluate the potential of the bioactive phenolic compounds identified, enhancing thus the valorization of biomass as an abundant source of natural compounds with pharmacological activity. It is expected to continue these lines of research for development of value added products based on these bioactive compounds useful for the food, pharmaceutical and chemical industries