The origin of pine pollen grains captured from air at Calypsobyen, Svalbard

Spitsbergen is the largest island in the Svalbard Archipelago (Norway) that has been permanently populated. The harsh Arctic climate prevents development of large vascular plants such as trees. A two-year aerobiological survey was conducted within the framework of two consecutive polar expeditions (2014 and 2015) in Spitsbergen (Calypsobyen, Bellsund). The air quality was measured continuously from June/July to August using a 7-day volumetric air sampler, Tauber trap and moss specimens. Collected air samples and gravimetric pollen deposits were processed following transfer to sterile laboratory conditions and analyzed with the aid of light microscopy. Days when pine pollen grains were detected in the air were selected for further analysis. Clusters of back-trajectories, computed using the Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory model in combination with ArcGIS software as well as the Flextra trajectory model, showed the movement of air masses to the sampling location at Hornsund, and thus indicated the likely origin of pollen grains. The GlobCover 2009 and CORINE Land Cover 2012 datasets were employed to establish the distribution of coniferous forests in the areas of interest. Conclusions were drawn based on the analyses of the circulation of air masses, using visualization of global weather conditions forecast to supercomputers. For the first time, we have demonstrated that pine pollen grains occurring in pine-free Spitsbergen, could originate from numerous locations, including Scandinavia, Iceland, Siberia and northern Canada. Pollen grains were transported via air masses for distances exceeding ~2000 km. Both air samples and gravimetric pollen deposits revealed the same pattern of Pinus pollen distributio

Cechy strukturalne włosków w kwiatach świetlika wyprężonego (Euphrasia stricta D. Wolff ex J. F. Lehm.)

Euphrasia stricta D. Wolff ex J. F. Lehm. (Orobanchaceae) is a representative of plants that are widely used in folk medicine, phytomedicine, and homeopathy. The medicinal raw material derived from the drug eyebright is applied primarily in treatment of ophthalmic diseases. The investigations of trichomes in drug eyebright (Euphrasia stricta D. Wolff ex J. F. Lehm) were conducted in 2010–2011. Using light microscopy and scanning electron microscopy, their location and morphological and anatomical features were identified. Three types of non-glandular trichomes were found: short unicellular, long 1–2 celled, and long 2-celled with wall ornamentation. Additionally, 7 types of glandular trichomes were found; these included: unicellular clavate, 2–3-celled clavate, capitate with a unicellular head and a 3-celled stalk, capitate with a unicellular head and a 2-celled stalk, capitate with a 2-celled head, conical papillae, and ribbon-like trichomes with wall thickening.Euphrasia stricta D. Wolff ex J. F. Lehm. (Orobanchaceae) jest jedną z roślin szeroko stosowanych w medycynie ludowej, fitomedycynie i homeopatii. Surowiec leczniczy pochodzący ze świetlika wykorzystywany jest głównie w terapii schorzeń okulistycznych. Badania włosków występujących w kwiatach świetlika wyprężonego (Euphrasia stricta D. Wolff ex J. F. Lehm) przeprowadzono w latach 2010–2011. Przy zastosowaniu mikroskopii świetlnej i skaningowej elektronowej określono lokalizację, cechy budowy morfologicznej i anatomicznej włosków. Stwierdzono obecność 3 typów włosków mechanicznych: krótkie jednokomórkowe, długie 1–2-komórkowe oraz długie 2-komórkowe z ornamentacją ściany. Ponadto zaobserwowano 7 rodzajów włosków gruczołowych: maczugowate jednokomórkowe, maczugowate 2–3-komórkowe, główkowate z 1-komórkową główką i 3-komórkowym trzonkiem, główkowate z 1-komórkową główką i 2-komórkowym trzonkiem, główkowate z 2-komórkową główką, stożkowate papille oraz włoski taśmowate ze zgrubieniami ścian

Histochemical investigation of trichomes and chemical composition of essential oil from Euphrasia stricta D. Wolff ex J.F. Lehm. (Orobanchaceae)

Micromorphological and anatomical investigations of trichomes on vegetative and generative organs of the drug eyebright (Euphrasia stricta D. Wolff ex J.F. Lehm.) were carried out. Additionally, identification of the main components of the secreted products was conducted. The following types of glandular structures were found: capitate trichomes (i) with a unicellular head, a neck cell, and a 2-celled stalk, (ii) with a unicellular head, a neck cell, and 3-celled stalk, (iii) with a bicellular head and sporadically with a 3- or 4-celled head; moreover, on the surface of corolla unicellular and 2–3-celled clavate trichomes, ribbon-like trichomes, and papillae were present. Using fluorescence microscopy and histochemical tests, various substances such as lipids, phenolic compounds, terpenes containing steroids, terpenoids, sesquiterpenes, tannins, and flavonoids were determined but only in the capitate trichomes. The analysis of the essential oil showed that its content in the dry herb of E. stricta was on average 0.257%. Gas chromatography revealed the presence of 28 compounds

Mikromorfologia liści Aesculus hippocastanum L. i uszkodzenia wywołane przez minujące larwy Cameraria ohridella Deschka i Dimić

The present study is a continuation of our research on the structure of healthy leaves of Aesculus hippocastanum and leaves damaged by larvae of Cameraria ohridella. In this study, the epidermal micromorphology of both leaf surfaces in A. hippocastanum was investigated by scanning electron microscopy (SEM). Light microscopy was used to examine on which side of the leaf blades eggs of Cameraria ohridella were laid. The characteristic features of the adaxial and abaxial epidermis were shown. In the hypostomatic leaves of the studied species, the stomata occurred at a density of 173 × mm-2 and they represented the cyclocytic type. A striated layer of the cuticle was observed only in the adaxial epidermis in which glandular hairs were also present along the midribs. Non-glandular trichomes grew only on the surface of the midribs or in their axils in the abaxial epidermis. We found eggs of C. ohridella only on the adaxial surface of the epidermis. Using SEM, we also observed in the mines leaf tissues damaged by C. ohridella. We found palisade parenchyma to be absent, whereas in the spongy parenchyma there could be seen large intercellular spaces and at places a dense mass of organic matter, formed from damaged cells and larval excrement. The vascular bundles and calcium oxalate crystals remained in the feeding places. We found numerous bacteria, fungal spores and hyphae as well as cleistothecia of Erysiphales in the mines on the surface of the damaged mesophyll. The glandular trichomes occurring only locally on the leaves, the relatively thin cell walls of the epidermis and a not well-developed cuticle layer on their surface do not protect sufficiently these leaves against the invasion of C. ohridella. On the other hand, damaged tissue areas are a convenient place for the growth of bacteria and fungi.Obecna praca stanowi kontynuację naszych badań dotyczących struktury zdrowych liści Aesculus hippocastanum i uszkodzonych przez larwy Cameraria ohridella. Analizowano mikromorfologię epidermy obu powierzchni liści A. hippocastanum w skaningowym mikroskopie elektronowym. W mikroskopie świetlnym oceniano, po której stronie blaszek liściowych składane są jaja Cameraria ohridella. Wykazano charakterystyczne cechy epidermy doosiowej i odosiowej. W hypostomatycznych liściach badanego gatunku aparaty szparkowe występowały w zagęszczeniu 173 × mm-2 i reprezentowały cyklocytyczny typ. Prążkowaną warstwę kutykuli obserwowaliśmy tylko w doosiowej epidermie, gdzie obecne były również włoski gruczołowe wzdłuż nerwów głównych. Włoski mechaniczne wyrastały tylko na powierzchni nerwów oraz w ich kątach w obrębie odosiowej epidermy. Jaja C. ohridella znaleźliśmy jedynie na powierzchni doosiowej epidermy. W mikroskopie skaningowym obserwowaliśmy również uszkodzone przez C. ohridella tkanki liści w obrębie min. Stwierdziliśmy brak miękiszu palisadowego, zaś w obrębie miękiszu gąbczastego widoczne były duże przestwory międzykomórkowe, a miejscami zwarta masa materii organicznej, która powstała z uszkodzonych komórek i ekskrementów larw. W żerowiskach pozostały wiązki przewodzące i kryształy szczawianu wapnia. W obrębie min, na powierzchni zniszczonego mezofilu znaleźliśmy liczne bakterie, zarodniki i strzępki grzybów oraz kleistotecja Erysiphales. Występujące na liściach tylko lokalnie włoski gruczołowe, stosunkowo cienkie ściany komórkowe epidermy oraz niezbyt dobrze rozwinięta warstwa kutykuli na ich powierzchni nie zabezpieczają w dostateczny sposób tych liści przed inwazją C. ohridella. Natomiast obszary uszkodzonych tkanek są dogodnym miejscem do rozwoju bakterii i grzybów

Zmiany w tkankach liści kasztanowca zwyczajnego (Aesculus hippocastanum L.) zasiedlonych przez szrotówka kasztanowcowiaczka (Cameraria ochridella Deschka and Dimic)

The present study, conducted during the period 2010- 2011, involved morphological observations and anatomical investigations of horse chestnut (Aesculus hippocastanum L.) leaves with symptoms of damage caused by feeding of larvae of the horse-chestnut leaf miner (Cameraria ohridella Deschka& Dimić). Leaves were collected from trees growing in the city of Lublin (Poland). Microscopic slides were prepared from fresh and fixed plant material. Leaf anatomical features were examined by light microscopy in order to determine the mechanical barrier for feeding pests. Changes were also observed during the progressive damage of the leaf tissues caused by the larvae. Selected developmental stages of the pest are presented in the paper. It has been shown that very thin blades of the mesomorphic leaves of Aesculus hippocastanum produce a poorly- -developed mechanical barrier in which the following elements can be included: the presence of collenchyma and idioblasts with druses of calcium oxalate, few non-glandular trichomes found close to the leaf veins as well as relatively thin outer walls of the epidermal cells. The cells containing tannins and the oil cells found in the mesophyll may form a physiological barrier. However, foraging leaf miner larvae feed only on the palisade and spongy parenchyma cells, leaving undamaged the cells with tannins as well as the idioblasts with calcium oxalate crystals and oils. The feeding of the pest in the leaf mesophyll leads to the death of the epidermis on both sides of the lamina and to drying of the parts of the leaves in the area of the mines.W latach 2010-2011 przeprowadzono obserwacje morfologiczne i badania anatomiczne liści kasztanowca zwyczajnego (Aesculus hippocastanum L.) z oznakami uszkodzeń spowodowanymi żerowaniem larw szrotówka kasztanowcowiaczka (Cameraria ohridella Deschka& Dimić). Liście pobierano z drzew rosnących na terenie Lublina (Poland). Preparaty mikroskopowe wykonano ze świeżego i utrwalonego materiału roślinnego. W mikroskopie świetlnym analizowano cechy anatomiczne liścia w celu określenia bariery mechanicznej dla żerujących szkodników. Obserwowano również zmiany w czasie postępujących uszkodzeń tkanek liści przez larwy. Przedstawiono wybrane stadia rozwojowe szkodnika. Wykazano, że bardzo cienkie blaszki mezomorficznych liści Aesculus hippocastanum wytwarzają słabo rozwiniętą barierę mechaniczną, do której możemy zaliczyć obecność kolenchymy, idioblastów z druzami szczawianu wapnia, nieliczne włoski mechaniczne występujące przy nerwach oraz stosunkowo cienkie ściany zewnętrzne komórek epidermy. Barierę fizjologiczną mogą tworzyć komórki zawierające garbniki oraz występujące w mezofilu komórki olejkowe. Jednakże żerujące larwy szrotówka żywią się tylko komórkami parenchymy palisadowej i gąbczastej, pozostawiając nieuszkodzone komórki z garbnikami oraz idioblasty z kryształami szczawianu wapnia oraz olejkami. Postępujące żerowanie szkodnika w mezofilu liścia doprowadza do obumierania epidermy po obu stronach blaszki liściowej i zasychania fragmentów liści w obrębie min

Morphological differentiation of non-glandular and glandular trichomes on Marrubium vulgare L.

Marrubium vulgare L., commonly known as a white horehound or common horehound, belongs to the plant family Lamiaceae. It is a perennial aromatic herb which grows naturally in Europe, Asia, and America. Since ancient Egypt, this species has been known as a remedy for upper respiratory tract ailments. Nowadays, horehound is used in herbal medicine for treatment of liver diseases, biliary tract disorders, and for increasing the appetite and supporting the function of the stomach. The main biologically active substances in M. vulgare organs are: marrubiin, tannins, essential oils, and ursolic acid. The paper presents micromorphological analyses of non-glandular and glandular trichomes of M. vulgare. The research material was sampled from the plant collection in the Botanical Garden of the Maria Curie-Sklodowska University in Lublin (51°14′ N, 22°34′ E). The above-ground parts of horehound were collected during the flowering period in July 2013. Using light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM), the types and sizes of trichomes from the stem, leaf, calyx, and corolla were investigated. The results of the microscopic observations show that the surfaces of M. vulgare vegetative and reproductive organs are densely clothed with glandular and non-glandular trichomes. The glandular trichomes are of two main types: peltate and capitate. Peltate trichomes consist of a short stalk cell and a large head with secretory cells arranged in a circle. The height of a mature trichome is about 31.33 μm and the diameter of the head is 31.47 μm. The substance produced by secretory cells passes through the apical walls and accumulates within a space between the cuticle and the cell wall layer. Capitate long trichomes with a basal cell, long stalk, neck cell, and a unicellular head are 36.65 μm long and the diameter of the head is about 15.6 μm. There are two types of short capitate trichomes: with a bicellular head and a unicellular stalk and with four-celled head and a unicellular stalk. The length of these trichomes is on average 26.32 μm and the diameter of the head is 20.32 μm. Moreover, we observed two types of non-glandular trichomes: multicellular uniserrate and multicellular branched. The length of the non-glandular trichomes is between 60.69 μm and 1130.3 μm

Cechy ekologiczne kwiatów i kwiatostanów dwóch gatunków z rodzaju Petasites Miller (Asteraceae)

The structural features of flowers and inflorescences of Petasites hybridus and P. albus were compared. Only individuals producing flower heads with male flowers and few female flowers were found in the studied populations. Light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM) were used for examination. The present study shows that the stems of the above- -mentioned species differed in height and number of flower heads, but the number of flowers per head was similar. Larger flowers were found on the stems of P. albus. The following features has been found to play an important role in pollination ecology: the strongly contrasting colours of the floral parts; on the petals, the occurrence of several types of cells which can increase the attractiveness of the flowers by refracting sunlight in a different way; production of odorous oils by the petal cells; production of significant amounts of pollen offered to insects by the well-developed pollen presenters; the development of nectaries and nectar production by the male flowers as well as the development of colour attractants by the corolla, anthers, and bracts.Porównywano cechy budowy kwiatostanów i kwiatów Petasites hybridus i P. albus. W badanych populacjach znaleziono tylko osobniki wytwarzające koszyczki z kwiatami męskimi i nielicznymi żeńskimi. Do badań wykorzystano mikroskopię świetlną (LM) i skaningową elektronową (SEM). Z badań wynika, że pędy wymienionych gatunków różniły się wysokością i liczbą koszyczków, ale liczba kwiatów w koszyczkach była zbliżona. Większe kwiaty znaleziono na pędach P. albus. Do cech odgrywających znaczną rolę w ekologii zapylania zaliczono: silnie skontrastowane barwy elementów kwiatowych; występowanie na płatkach kilku typów komórek, które mogą zwiększać atrakcyjność kwiatów przez załamywanie w różny sposób promieni świetlnych; wytwarzanie olejków zapachowych przez komórki płatków; produkcję znacznych ilości pyłku oferowanego owadom przez dobrze rozwinięte prezentery pyłkowe; wytwarzanie nektarników i nektaru przez kwiaty męskie oraz utworzenie barwnych atraktantów sygnalizacyjnych przez koronę, pylniki i liście przykwiatowe

Zakres wahań stężenia zarodników konidialnych Alternaria w powietrzu z różnych lokalizacji geograficznych w Polsce (2010–2011)

Knowledge of seasonal and diurnal fluctuations of allergenic and phytopathogenic fungal spores in the air and the determination of the influence of weather and environmental parameters on spore concentrations are of great practical use in control of both human and animal health as well as plant diseases. The aim of this study was to evaluate the dynamics of the occurrence of Alternaria spores in the air at three sites located in different geographical regions of Poland. The study was done from 15 April to 30 September in 2010–2011 in Rzeszów (Carpathian Foothills, south-east Poland), Lublin (Lublin Upland, central east), and Poznań (central west); the distance between the experimental sites ranged from 138 to 441 km. To assess the concentration of Alternaria spores, the volumetric method was used. In both years, the highest concentration of spores was observed in Poznań and the lowest in Rzeszów. In 2010 the annual total, monthly total and maximum spore concentration were higher than in 2011 at all monitoring sites. The greatest concentration of Alternaria spores was recorded in August, followed by July. High spore concentrations were also noted at the beginning of September. The differences in daily concentrations, average concentrations and cumulative numbers of spores were statistically significant. The reasons for this can be related not only to weather parameters, which is often raised in the literature, but also to the type of landscape. Landscape and geobotanical conditions of Great Poland and Carpathian Foothills greatly differ. In both years, the highest number of Alternaria spores was found in Poznań – the city with the highest urbanization factor and the capital of the region with large-scale farming, connected with the intensification of agricultural practices.Znajomość sezonowej i dobowej rytmiki występowania alergennych i patogennych zarodników grzybów w powietrzu oraz określenie wpływu elementów środowiska na wartości stężeń mogą być wykorzystane w praktyce, w alergologii i w rolnictwie. Celem badań było określenie dynamiki występowania zarodników Alternaria w powietrzu trzech stanowisk zlokalizowanych w różnych regionach geograficznych Polski. Badania prowadzono od 15 kwietnia do 30 września w latach 2010–2011 na terenie Rzeszowa, Lublina i Poznania; odległości pomiędzy punktami badawczymi wynosiły od 138 do 441 km. Do oceny stężenia zarodników rodzaju Alternaria zastosowano metodę wolumetryczną. W obu latach najwyższe stężenia zarodników odnotowano w Poznaniu, a najniższe w Rzeszowie. Na wszystkich stanowiskach w 2010 roku miesięczne i roczne sumy zarodników, jak też ich maksymalne stężenie było wyższe niż w 2011 roku. Stężenie zarodników Alternaria było największe w sierpniu i niewiele niższe w lipcu. Wysokie stężenia odnotowano także na początku września. Różnice w dobowych stężeniach, średnich stężeniach i sumach w kolejnych miesiącach w okresie dwóch lat badań były statystycznie istotne. Przyczyny takich wyników można upatrywać nie tylko w przebiegu pogody, co jest często rozważane w literaturze, ale także w typie krajobrazu. Warunki geobotaniczne Wielkopolski i Podkarpacia bardzo się różnią, a krajobraz Lubelszczyzny jest w tym przypadku pośredni, lecz bardziej zbliżony do Wielkopolski. W obu latach największą liczbę zarodników grzybów rodzaju Alternaria stwierdzono w Poznaniu – mieście o największym współczynniku urbanizacji oraz stolicy regionu z rolnictwem wielkoobszarowym, związanym z intensyfikacją zabiegów agrotechnicznych