Light quality in the biometrics and leaf anatomy of Cattleya loddigesii L. seedlings (Orchidaceae) micropropagated

A qualidade de luz pode alterar a morfogênese das plantas por meio de uma série de processos mediados por receptores de luz, principalmente na região do vermelho e azul. O objetivo do presente estudo foi verificar alterações anatômicas foliares e características biométricas de Cattleya loddigesii 'Tipo', cultivadas in vitro, sob diferentes malhas coloridas com nível de radiação de 50% de sombreamento. Plântulas oriundas de autopolinização e sementes germinadas in vitro, com aproximadamente 1,0cm de comprimento e com raízes, foram inoculadas em meio WPM e submetidas a diferentes condições de incubação. Testou-se o efeito de sombrites coloridos (vermelho e azul) sobre os frascos cultivados em casa de vegetação (CV) e sala de crescimento (SC), além dos tratamentos, nos dois ambientes, sem utilização das telas coloridas. A avaliação foi efetuada 180 dias após inoculação. Com os resultados obtidos, observou-se que o ambiente de cultivo promove alterações anatômicas e biométricas em plântulas de Cattleya loddigesii 'Tipo' micropropagadas. As alterações promovidas pelo cultivo em luz natural evidenciam maior capacidade fotossintética, por meio de maior diferenciação dos tecidos clorofilianos, promovendo uma superfície foliar anatomicamente adaptada à fase de aclimatização.The light quality is responsible for the morphogenesis in plants. It is mediated by a series of processes involving light receptors, mainly in the red blue region. The aim of this research was to observe the anatomical leaf alterations as well as the biometric characteristics of in vitro cultured Cattleya loddigesii 'Tipo'. Two different colour shading nets (red and blue, 50% mesh) were tested and compared with a control without the shading nets in greenhouse and growth room. Plantlets of 1.0cm in length with roots produced by self pollinization and by seeds in vitro germination were inoculated in WPM medium and submitted to these different incubation environments. After 180 days of inoculation the plantlets were evaluated. It was observed that the culture environment promote anatomical and biometric alterations in Cattleya loddigesii 'Tipo' plantlets micropropagated. The changes promoted by the cultivation in natural light show greater photosynthetic capacity, through greater differentiation of the chlorenchyma tissue, promoting a leaf surface anatomically adapted to the acclimatization stage

Modificações anatômicas e fisiológicas de bananeiras 'Caipira' micropropagadas sob luz natural

Research about the use of natural light associated to changes in sucrose levels demonstrated potential in promoting in vitro hardiness of tropical climate species, as well as reducing production costs. However, little is known about physiological and structural changes that happen in the process. This study evaluated the physiological and anatomic performance, and ex vitro survival of micropropagated banana plants in response to cultivation conditions, in the stage of in vitro rooting. Shoots of the 'Caipira' cultivar were cultivated in MS medium, supplemented with 1 mg L-1 NAA and 6 g L-1 agar, in which the following treatments were applied: two sucrose concentrations (15 g L-1 or 30 g L-1) and two cultivation conditions (Natural light - greenhouse and Artificial light - growth chamber). At the end of 45 days, the contents of chlorophyll a, b and total, the relative water content in the tissues, anatomic characteristics and the ex vitro survival were evaluated. Effects of growth environment and sucrose concentration were observed on micropropagated 'Caipira' banana anatomy, physiology and survival. In vitro rooting of the shoots under natural light in the medium containing 15 g L-1 or 30 g L-1 sucrose promoted major alteration in the increase of palisade and spongy parenchyma, as well as reducing leaf water loss and plant death. The results obtained in the present study confirm the potential of the use of natural light as a substitute for artificial light for micropropagation of tropical species.Pesquisas acerca do uso da luz natural associado a alterações nos níveis de sacarose têm apresentado potencial para promover a rustificação in vitro de espécies de clima tropical bem como reduzir os custos de produção. Todavia, pouco se conhece sobre as modificações fisiológicas e estruturais ocasionadas. Avaliaram-se o comportamento fisiológico, anatômico e a sobrevivência ex vitro de bananeiras micropropagadas em resposta às condições de cultivo, na fase de enraizamento in vitro. Para isso, brotações axilares da cultivar Caipira foram cultivadas em meio MS, adicionado de ANA (1 mg L-1) e agar (6 g L-1), onde foram aplicados os seguintes tratamentos: duas concentrações de sacarose (15 g L-1e 30 g L-1) e dois ambientes de cultivo (Luz natural - casa de vegetação e Luz artificial - sala de crescimento). Ao final de 45 dias, foram avaliados os teores de clorofila a, b e total, conteúdo relativo de água nos tecidos, características anatômicas e a sobrevivência ex vitro. Houve efeito do ambiente de cultivo e concentrações de sacarose sobre a anatomia, fisiologia e sobrevivência de plantas de bananeira 'Caipira' micropropagada. O enraizamento in vitro das brotações sob luz natural e meio contendo 15 g L-1 ou 30 g L-1 de sacarose promove como principais alterações o aumento na espessura dos parênquimas paliçádico e esponjoso, bem como reduz a perda de água foliar e morte de plantas. Os resultados alcançados no presente estudo confirmam o potencial da luz natural em substituir a iluminação artificial para a micropropagação de espécies tropicais

Evolution of the root anatomy of 'Saracura' maize in successive selection cycles

Este trabalho teve como objetivo verificar as modificações nas características anatômicas radicularesrelacionadas à hipoxia, durante 18 ciclos de seleção da variedade de milho (Zea mays) BRS 4154 Saracura,adaptada a áreas sujeitas a alagamento. A variedade BR 107 e o híbrido simples BRS 1010, suscetíveis ao alagamento, foram utilizados como controle. As diferentes cultivares foram submetidas a alagamentos intermitentes, a cada dois dias, durante dois meses. As amostras radiculares foram preparadas e analisadas em microscopia óptica. Em relação ao grupo controle e aos ciclos anteriores de seleção, a BRS 4154 teve aumento na formação de aerênquima, diminuição do córtex, diminuição do diâmetro dos vasos, diminuição da camada subepidérmica, aumento na espessura do floema e epiderme. Os sucessivos ciclos de seleção melhoraram as características do milho 'Saracura' e sua tolerância a ambientes alagados.This work aimed to verify the modifications in the root anatomical characteristics related to hypoxia, along 18 selection cycles of the maize (Zea mays) cultivar BRS 4154 Saracura, adapted to areas subject to flooding. Cultivars not tolerant to fooding, BR 107 and the simple hybrid BRS 1010, were used as controls. The different cultivars were subjected to intermittent soil waterlogging every two days for two months. The root samples were prepared and analyzed through light microscopy. Compared to the controls group and to early selection cycles, BRS 4154 had increased development of aerenchyma, decreased cortex thickness, decreased metaxylem diameter, decreased subepidermal layer, and increased epidermis and phloem thickness. The successive selection cycles improved 'Saracura' maize characteristics and its tolerance to flooding environments

Evolução da anatomia radicular do milho 'Saracura' em ciclos de seleção sucessivos

This work aimed to verify the modifications in the root anatomical characteristics related to hypoxia, along 18 selection cycles of the maize (Zea mays) cultivar BRS 4154 Saracura, adapted to areas subject to flooding. Cultivars not tolerant to fooding, BR 107 and the simple hybrid BRS 1010, were used as controls. The different cultivars were subjected to intermittent soil waterlogging every two days for two months. The root samples were prepared and analyzed through light microscopy. Compared to the controls group and to early selection cycles, BRS 4154 had increased development of aerenchyma, decreased cortex thickness, decreased metaxylem diameter, decreased subepidermal layer, and increased epidermis and phloem thickness. The successive selection cycles improved 'Saracura' maize characteristics and its tolerance to flooding environments.Este trabalho teve como objetivo verificar as modificações nas características anatômicas radicularesrelacionadas à hipoxia, durante 18 ciclos de seleção da variedade de milho (Zea mays) BRS 4154 Saracura,adaptada a áreas sujeitas a alagamento. A variedade BR 107 e o híbrido simples BRS 1010, suscetíveis ao alagamento, foram utilizados como controle. As diferentes cultivares foram submetidas a alagamentos intermitentes, a cada dois dias, durante dois meses. As amostras radiculares foram preparadas e analisadas em microscopia óptica. Em relação ao grupo controle e aos ciclos anteriores de seleção, a BRS 4154 teve aumento na formação de aerênquima, diminuição do córtex, diminuição do diâmetro dos vasos, diminuição da camada subepidérmica, aumento na espessura do floema e epiderme. Os sucessivos ciclos de seleção melhoraram as características do milho 'Saracura' e sua tolerância a ambientes alagados

Anatomical and physiological modifications in water hyacinth under cadmium contamination

The pollution of water bodies with heavy metals is generating increasing concern worldwide, and among those heavy metals, cadmium is one of the most toxic elements released into the environment. The present study aimed to evaluate the anatomical and physiological modifications adopted by the water hyacinth (Eichhornia crassipes) under cadmium contamination. The plants were grown in Hoagland solution in a greenhouse at five cadmium levels: 0.00, 3.5, 7.0, 14.0, and 28.0 μM. The net photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, Ci/Ca ratio, antioxidant system enzymes activity, and anatomical traits in plant roots and leaves were evaluated. The plants exhibited increased photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, and Ci/Ca ratios in all treatments containing cadmium. Antioxidant system enzymes displayed increased activity in the roots and leaves of plants treated with cadmium. Plants exhibited higher stomatal density and spongy parenchyma thickness under Cd contamination. The anatomical traits of the roots exhibited no evidence of toxicity or improved vascular system traits. Thus, Eichhornia crassipes demonstrated an ability to tolerate Cd by adopting changes in the anatomy, gas exchange and antioxidant system

Leaf anatomy and physiology of garlic cultivars related to tolerance to environmental factors

O objetivo deste trabalho foi avaliar as características fisiológicas e anatômicas de folhas de cultivares de alho que indiquem tolerância ou susceptibilidade a fatores ambientais. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado, com oito tratamentos (cultivares) e quatro repetições. As cultivares avaliadas foram Amarantes, BRS Hozan, Caçador, Crespo, Chinês Folha Fina, Chonan, Gigante Roxo Escuro e Ito. Avaliaram-se as seguintes variáveis fisiológicas: taxa fotossintética líquida, condutância estomática ao vapor d’água, transpiração, carbono interno e externo, e eficiência no uso da água. As características anatômicas foram analisadas com microscópio acoplado a uma câmera. As cultivares Chinês Folha Fina, Chonan, Gigante Roxo Escuro e Crespo apresentaram taxas fotossintéticas médias maiores e tecidos fotossintéticos mais espessos que as demais. As cultivares Chonan e Crespo destacaram-se por maiores taxas fotossintéticas, índices estomáticos, espessuras da cutícula e da epiderme, e espaços intercelulares do mesofilo, características comuns em plantas tolerantes ao deficit hídrico. As características das cultivares de alho Chonan e Crespo são relacionadas à tolerância à seca, e as de BRS Hozan, Ito e Caçador à suscetibilidade.  The objective of this work was to evaluate the physiological and anatomical characteristics of garlic cultivar leaves that indicate tolerance or susceptibility to environmental factors. The experiment was conducted in a greenhouse in a completely randomized design, with eight treatments (cultivars). The evaluated cultivars were Amarantes, BRS Hozan, Caçador, Crespo, Chinês Folha Fina, Chonan, Gigante Roxo Escuro, and Ito. The following physiological variables were evaluated: net photosynthetic rate, stomatal conductance to water vapor, transpiration, internal and external carbon, and water use efficiency. The anatomical characteristics were analyzed with a microscope coupled to a camera. The Chinês Folha Fina, Chonan, Gigante Roxo Escuro, and Crespo cultivars showed higher mean photosynthetic rates and thicker photosynthetic tissues than the others. The Chonan and Crespo cultivars stood out for their higher photosynthetic rates, higher stomatal indices, thicker cuticle and epidermis, and larger mesophyll intercellular spaces, which are characteristics common to plants tolerant to water deficit. The characteristics of the Chonan and Crespo garlic cultivars are related to drought tolerance, and those of BRS Hozan, Ito, and Caçador to susceptibility.

Callogénesis y caracterización morfohistológica de Hancornia speciosa Gomes

Hancornia speciosa Gomes belongs to the family Apocynaceae and is distributed across different regions of Brazil. The objective of this study was to evaluate callus induction and histodifferentiation in five mangaba accessions under different in vitro culture conditions. Five acessions from the Active Germplasm Bank of Mangaba (Embrapa, Brazil) were evaluated. In vitro-germinated plant seedlings were used for the excision of different explants (internode and node segments, and foliar section). These segments were inoculated in a culture medium containing different concentrations of 6-Benzylaminopurine (BA) and 2,4-Dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D). There was a significant effect of accessions, treatments, and time on the callus mass (g). There was no callus induction in the absence of regulators. After 60 days of in vitro culture, all treatments exhibited a linear positive cellular growth. The highest callus mass was observed in the BI accession, in the presence of 22.62 µM 2,4-D and 11.10 µM BA.Hancornia speciosa Gomes pertenece a la familia Apocynaceae, distribuida en diferentes regiones de Brasil. El objetivo de este trabajo fue evaluar la callogénesis y la histodiferenciación en cinco accesiones de mangaba bajo diferentes condiciones de cultivo in vitro. Se evaluaron cinco accesiones del Banco de Germoplasma Activo de Mangaba (Embrapa, Brasil). Las plántulas germinadas in vitro se utilizaron para la escisión de explantes (segmentos nodales e internodales y secciones foliares). Estos segmentos fueron inoculados en un medio de cultivo que contenía diferentes concentraciones de 6-benzilaminopurina (BA) y ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D). Hubo un efecto significativo de las accesiones, los tratamientos y el tiempo del cultivo en la masa de los callos. No hubo inducción de callos en ausencia de reguladores. A los 60 días de cultivo in vitro, los otros tratamientos presentaron un crecimiento celular linear positivo. La mayor masa de callo se observó en la accesión BI, en presencia de 22,62 μM 2,4-D y 11,10 μM BA

Antioxidant system activity and aerenchyma formation in 'Saracura' maize roots

Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência de sucessivos ciclos de seleção do milho 'Saracura' na atividade das enzimas do sistema antioxidante, e a relação dessas enzimas com a capacidade dessa variedade em desenvolver aerênquima. Sementes de 18 ciclos de seleção intercalados do milho 'Saracura' e da cultivar BR 107, sensível à hipoxia, foram semeadas em vasos e em casa de vegetação. As plantas foram submetidas ao alagamento intermitente de dois em dois dias. As amostras de raízes foram coletadas após 60 dias e analisaram-se as atividades das enzimas peroxidase do guaiacol, peroxidase do ascorbato e catalase, além da capacidade das plantas de cada ciclo desenvolverem aerênquima. Ao longo dos ciclos, as plantas apresentaram modificações na atividade das enzimas, com aumento na de peroxidase do ascorbato e diminuição na de catalase e de peroxidase do guaiacol. Observou-se, ainda, maior capacidade de desenvolver aerênquima nos últimos ciclos de seleção. A redução na atividade das enzimas do sistema antioxidante parece estar relacionada a um desbalanço na decomposição de H2O2.This work aimed to assess the influence of successive selection cycles in 'Saracura' maize on the enzyme activity of the antioxidant system and the relationship of these enzymes with the aerenchyma development capacity of this variety. Seeds of 18 intercalated selection cycles of the 'Saracura' maize and of the cultivar BR 107, sensitive to hipoxia, were sown in pots in the greenhouse. Plants were submitted to intermittent soil flooding each two days. After 60 days, the roots were sampled and analysis were done for the guaiacol peroxidase, ascorbate peroxidase, and catalase activities and for the capacity of the plants of each cycle to develop aerenchyma. The plants showed modifications in enzyme activity along the cycles, increasing the ascorbate peroxidase activity and decreasing the catalase and guaiacol peroxidase ones. A greater capacity to develop aerenchyma was also observed in the last selection cycles. Reductions in the enzyme activity of the antioxidant system seem to be related to a disorder in the H2O2 decomposition capacity

Fitotoxicidade do chumbo na germinação e crescimento inicial de alface em função da anatomia radicular e ciclo celular.

Objetivou-se com esse trabalho avaliar a fitotoxicidade de cinco concentrações de chumbo na germinação, anatomia radicular, e divisão celular de alface. Cipselas de alface foram colocadas em placas de Petri com papel de filtro e 2,5 mL de solução contendo 0,0; 0,5; 1,0; 2,0 e 5,0 mM de Pb(NO3)2. As placas permaneceram em câmara do tipo B.O.D. a 25°C com fotoperíodo de 12 h, sendo avaliadas as seguintes variáveis: germinação, crescimento inicial, anatomia radicular, índice mitótico e frequência de anormalidades cromossômicas no meristema apical radicular. O delineamento estatístico foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos e quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância e regressão. A germinação das sementes e o crescimento inicial das plântulas foram reduzidos proporcionalmente ao aumento nas concentrações de chumbo. A anatomia radicular apresentou reduções nas barreiras apoplásticas e modificações do xilema relacionadas com um aumento na condutividade hidráulica na presença de chumbo. O índice mitótico foi reduzido e as anormalidades cromossômicas foram aumentadas na presença das diferentes concentrações de chumbo. O sistema radicular da alface foi mais afetado que a parte aérea pelas doses de chumbo e os sintomas de fitotoxicidade mostraram-se relacionados a redução no índice mitótico do meristema apical radicular e maior condução de chumbo para a parte aérea