Ontogenia dos ductos de resina do pinheiro brasileiro, Araucaria angustifolia (Bert.)O. Ktze. - Araucariaceae

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Fractal dimension of the leaf vascular system of three Relbunium species (Rubiaceae)

 Fractal analysis has been used as a powerful tool to characterize the complexity of plant structures. Tree ramification, root and venation systems are some examples of patterns studied using this geometry, and fractal dimension has quantified and graded the complexity of these structures. In this paper, the fractal dimension of the leaf vascular system was determined in three species of Relbunium (Endl.) Hook. F: R. megapotamicum (Spr.) Ehrendf., R. hirtum (Lam.) K. Schum. and R. hypocarpium (L.) Hemsl. The results showed significant differences in the fractal dimension of the three species (1.387 in R. megapotamicum, 1.561 in R. hirtum and 1.763 in R. hypocarpium), indicating that this type of measurement can be used as a taxonomic character to differentiate species and to quantify and grade the venation of leaves.  Análise fractal tem sido usada como uma poderosa ferramenta para caracterizar a complexidade das estruturas vegetais. Ramificações de árvores, raízes e sistemas vasculares são alguns exemplos de padrões estudados usando essa geometria e a dimensão fractal tem quantificado e medido a complexidade dessas estruturas. Neste artigo, a dimensão fractal do sistema vascular foi determinada em três espéceis do gênero Relbunium (Endl.) Hook. F: R. megapotamicum (Spr.) Ehrendf., R. hirtum (Lam.) K. Schum. e R. hypocarpium (L.) Hemsl. Os resultados mostram diferenças significativas na dimensão fractal das espécies (1,387 em R. megapotamicum; 1,561 em R. hirtum; 1,763 em R. hypocarpium), indicando que este tipo de medida pode ser usado como um caráter taxonômico para diferenciar espécies e quantificar o grau de venação foliar

Comparação de desenvolvimento inicial do rudimento seminal em Schinus terebinthifolius Raddi e Schinus polygamus (Cav.) Cabr. (Anacardiaceae)

O gênero Schinus é dividido em dois subgêneros, Duvaua e Euschinus, onde o tipo de folha einflorescência justificam tal organização infragenérica. Devido à sobreposição desses caracteres, os autoresobservaram padrões ontogenéticos diferentes entre duas espécies de subgêneros distintos. S.terebinthifolius apresenta folha composta e S. polygamus folha simples. A ontogenia do rudimentoseminal em S. terebinthifolius mostra o crescimento deste órgão em direção à base da cavidade locular,e o surgimento do tegumento interno é simétrico dorsoventralmente. Em S. polygamus o rudimento seminalcresce contra a parede da cavidade locular, e o surgimento do tegumento interno é assimétricodorsoventralmente. Com base na ontogenia dos rudimentos seminais, sugere-se a confirmação dossubgêneros para o gênero Schinus.Palavras-chave: Anacardiaceae, embriologia, ontogenia, rudimento seminal, Schinus

Anatomia vegetal aplicada ao estudo de sistemas androgênicos in vitro

By means of anther culture or isolated gametophyte culture, it is possible to control the microgametophytic development and to trigger atypical cell divisions that could originate sporophytes. These new sporophytes have the same genetic constitution of the gametophyte, with different ploidy levels, characterizing the occurrence of androgenesis. In this direct gametophyte-sporophyte transition, histological studies contribute to understanding morphogenic events, which frequently occur by embryogenesis. Moreover, since anther walls and connective tissue could proliferate in vitro, cultured anthers must always undergo histological studies for a precise description of embryogenic sites. In this text, recent histological observations in both androgenic systems are presented and discus-sed. Observations confirm that compared with techniques, anatomical techniques enable highly reliable inferences.Por meio do cultivo in vitro de anteras ou de gametófitos isolados de algumas espécies vegetais, é possível interromper o desenvolvimento microgametofítico e acionar divisões celulares atípicas, as quais podem originar esporófitos com a mesma constituição genética do gametófito e com variados níveis de ploidia, caracterizando a ocorrência da androgênese. Estudos histológicos têm contribuído para a compreensão dos eventos morfogênicos nesta transição direta gametófito-esporófito que, freqüentemente, envolve a embriogênese. Além disso, diante da possibilidade de proliferação dos estratos parietais e do conectivo, o estudo histológico de anteras em cultivo tornou-se indispensável para a identificação dos sítios de embriogênese. Neste texto, são apresentadas observações recentes, resultantes de estudos histológicos em ambos os sistemas que visam à androgênese, indicando que, comparativamente a outras técnicas, as técnicas de análise anatômica oferecem inferências de grande confiabilidade

O processo da ginosporogênese e ginogametogênese de Passiflora suberosa L. (Passifloraceae)

The present work aims to observe the ginosporogenesis and embryo sac development of Passiflora suberosa. Ovules of Passiflora suberosa are anatropous, bitegmic and crassinucellate. The nucellus presents a trizonate structure. Teguments become from periclinal divisions in dermal layer, as same as, the first record for the genera. Periclinal divisions occurs in archesporial cells forming, outer, the primary parietal cell, and inter, the sporogenous cell. The archesporius is unicellular and the meiosis in ginosporocyte originates a linear tetrad. The chalazal ginospore become into the Polygonum type embryo sac. Antipodals are persistent until mature stage. The middle cell presents a big vacuole and the two polar nucleous are fusioned before anthesis. Sinergids show a conspicuous fibrilar apparatus, similar to the genera description. Related patterns like no callosis detection in tetrad, the presence of a lot of starch in adult phase and aspects of reproductive biology of genera are discussed.A família Passifloraceae conta com cerca de 750 espécies, distribuídas em regiões tropicais e subtropicais, com a maioria de suas espécies exclusivamente americanas. Visando um maior conhecimento da biologia de suas espécies e o detalhamento da ontogênese de estruturas reprodutivas, cujas variações podem fornecer dados importantes para a delimitação de grupos taxonômicos relacionados dentro de uma mesma família ou gênero, o presente trabalho tem por objetivo descrever a ginosporogênese e formação do saco embrionário de Passiflora suberosa. Os tegumentos formam-se através de divisões periclinais da camada dérmica. A inicial subdérmica divide-se periclinalmente formando a célula parietal primária e a célula arquesporial. A célula arquesporial divide-se mitoticamente e somente uma célula inicia o processo meiótico, dando origem a uma tétrade linear de ginósporos. O ginósporo funcional calazal sofre cariocinese e citocinese formando um ginófito do tipo Polygonum, com antípodas efêmeras e núcleo secundário próximo ao aparelho oosférico. O nucelo apresenta grande quantidade de grãos de amido durante a antese. Os rudimentos seminais são arilados, anátropos, bitegumentados e crassinucelados, com micrópila em zig-zag. Algumas das características morfológicas verificadas correspondem a novos caracteres embriológicos importantes para a taxonomia do gênero Passiflora

From light microscopy to X-ray microtomography: observation and analysis technologies in transdisciplinary approaches for bionic design and botany

Recent achievements in bioinspired designs closely follow growing advances in observation technologies which are essential for comprehending a biological structure or system and correctly adapting them in a project. Likewise, different areas of classical disciplines, such as plant sciences, are even being rewritten thanks to the progress of newer technologies. This paper addresses the impact the use of observation technologies has on the development of state-of-the-art botany research as well as its applications in bionic designs. From light microscopy (LM) to X-ray microtomography (µCT), we present examples of how multiple technologies are contributing to innovations and newer discoveries in plant morphology and anatomy, answering important questions about structure/ function. The evolution of observation technologies is discussed, showing how they are impacting the comprehension of multiple plant characteristics and their consequential adaptation and use in bioinspired projects by examples. Essentially, the transdisciplinary approach of connecting professionals from multiple fields is considered essential for the progress obtained both in bionics and botany. By including newer observation technologies in their research workflow, designers and botanists could benefit from different perspectives in the investigation and application of their findings.Los logros recientes en diseños bioinspirados siguen de cerca los crecientes avances en las tecnologías de observación que son esenciales para comprender una estructura o sistema biológico y adaptarlos correctamente en un proyecto. Asimismo, diferentes áreas de disciplinas clásicas, como las ciencias vegetales, incluso se están reescribiendo gracias al avance de las nuevas tecnologías. Este artículo aborda el impacto que tiene el uso de tecnologías de observación en el desarrollo de la investigación botánica de vanguardia, así como sus aplicaciones en diseños biónicos. Desde microscopía óptica (LM) hasta microtomografía de rayos X (µCT), presentamos ejemplos de cómo múltiples tecnologías están contribuyendo a innovaciones y descubrimientos más recientes en morfología y anatomía de plantas, respondiendo preguntas importantes sobre estructura / función. Se discute la evolución de las tecnologías de observación, mostrando cómo están impactando la comprensión de múltiples características de las plantas y su consiguiente adaptación y uso en proyectos bioinspirados mediante ejemplos. Esencialmente, el enfoque transdisciplinario de conectar profesionales de múltiples campos se considera fundamental para el progreso obtenido tanto en biónica como en botánica. Al incluir nuevas tecnologías de observación en su flujo de trabajo de investigación, los diseñadores y botánicos podrían beneficiarse de diferentes perspectivas en la investigación y aplicación de sus hallazgos.Conquistas recentes em designs bioinspirados seguem de perto os avanços crescentes nas tecnologias de observação, que são essenciais para compreender uma estrutura ou sistema biológico e adaptá-los corretamente em um projeto. Da mesma forma, diferentes áreas de disciplinas clássicas, como as ciências das plantas, estão até mesmo sendo reescritas graças ao progresso de novas tecnologias. Este artigo aborda o impacto do uso de tecnologias de observação no desenvolvimento da pesquisa botânica de ponta, bem como em suas aplicações em projetos biônicos. Da microscopia de luz (LM) à microtomografia de raios-X (µCT), apresentamos exemplos de como várias tecnologias estão contribuindo para inovações e novas descobertas em morfologia e anatomia vegetal, respondendo a questões importantes sobre estrutura / função. A evolução das tecnologias de observação é discutida, mostrando como elas estão impactando a compreensão das múltiplas características das plantas e sua consequente adaptação e uso em projetos bioinspirados por meio de exemplos. Essencialmente, a abordagem transdisciplinar de conectar profissionais de múltiplas áreas é considerada essencial para o progresso obtido tanto na biônica quanto na botânica. Incluindo novas tecnologias de observação em seu fluxo de trabalho de pesquisa, designers e botânicos podem se beneficiar de diferentes perspectivas na investigação e aplicação de suas descobertas

Microcutting redox profile and anatomy in Eucalyptus spp. With distinct adventitious rooting competence

Adventitious root (AR) development takes place in an intricate cellular environment. Reactive oxygen species (ROS) and antioxidant defenses, triggered by wounding in cuttings, can modulate this process. A comparative assessment of biochemical and anatomical parameters at critical rooting stages in hard- (Eucalyptus globulus Labill.) and easy- (Eucalyptus grandis W.Hill ex Maiden) to-root species was carried out. Microcuttings from seedlings were inoculated in auxin-free AR induction medium and, after 96 h, transferred to AR formation medium for a period of 24 h. Samples were collected upon excision (Texc) and at the 5th day post excision (Tform). Delayed xylem development, with less lignification, was recorded in E. globulus, when compared to E. grandis, suggesting lower activity of the cambium layer, an important site for AR development. Superoxide was more densely present around the vascular cylinder at both sampled times, and in greater quantity in E. globulus than E. grandis, declining with time in the former. Hydrogen peroxide was localized primarily along cell walls, more intensely in the primary xylem and phloem, and increased significantly at Tform in E. globulus. Ascorbate peroxidase (APX), superoxide dismutase (SOD), and catalase (CAT) activities were generally higher in E. grandis and varied as a function of time in E. globulus. Soluble guaiacol peroxidase (GPRX) activity increased from Texc to Tform in both species, whereas cell wall-bound GPRX activity increased with time in E. grandis, surpassing E. globulus. Flavonoid content increased with time in E. grandis and was higher than E. globulus at Tform. Principal component analysis showed that species- and time-derived differences contributed to almost 80% of the variance. Overall, data indicate that E. grandis shows higher cambium activity and tighter modulation of redox conditions than E. globulus. These features may influence ROS-based signaling and phytohormone homeostasis of cuttings, thereby impacting on AR development. Besides being players in the realm of AR developmental differences, the specific features herein identified could become potential tools for early clone selection and AR modulation aiming at improved clonal propagation of this forest crop

Anatomic changes of the vascular system in grapevine rootstocks

O objetivo deste trabalho foi avaliar a ocorrência de alterações do padrão de vascularização de porta-enxertos de videira. Utilizaram-se os genótipos Paulsen 1103 (Vitis berlandieri x Vitis rupestris), MGT 101-14 (Vitis riparia x V. rupestris) e SO4 (V. berlandieri x V. riparia). O experimento foi conduzido em delineamento de blocos ao acaso com três tratamentos (genótipos) e dez plantas por parcela. Avaliaram-se as variáveis de crescimento vegetativo dos porta-enxertos e, por meio de cortes histológicos realizados no ápice, na porção mediana e na base dos ramos, as anatômicas. As diferenças no sistema vascular tornaram-se maiores do ápice para a base dos ramos. Os genótipos SO4 e Paulsen 1103 apresentaram maior área de xilema na base dos ramos, 2,61 e 2,51 mm2, respectivamente, e maior diâmetro dos vasos, 45,8 e 47,2 μm, respectivamente, em comparação ao MGT 101-14 que apresentou 1,60 mm2 de xilema e 34,1 μm de diâmetro dos vasos. Ocorreram modificações também na frequência dos vasos. A área de xilema, o diâmetro e a frequência dos vasos estão relacionados ao crescimento vegetativo dos porta-enxertos. As alterações do padrão de vascularização podem ser um critério para a escolha de porta-enxertos, em razão de sua influência sobre os processos fisiológicos.The objective of this work was to evaluate the occurrence of changes in the vascularization pattern of grapevine rootstocks. The genotypes Paulsen 1103 (Vitis berlandieri x Vitis rupestris), 101-14 MGT (Vitis riparia x V. rupestris), and SO4 (V. berlandieri x V. riparia) were used. The experiment was carried out in a randomized complete block design with three treatments (genotypes) and ten plants per plot. Vegetative growth of grapevine rootstocks and anatomic variables, by the analysis of histological sections performed in the apex, middle, and base portion of the stem, were evaluated. The differences in the vascular system became larger from the apex to the base. The SO4 and Paulsen 1103 genotypes had higher xylem area in the base of the stem, of 2.61 and 2.51 mm2, respectively, and larger diameter of vessels, of 45.8 and 47.2 μm, respectively, in comparison to 101-14 MGT that showed 1.60 mm2 for xylem and 34.1 μm for vessel diameter. Modifications also occurred for the frequency of vessels. The xylem area, diameter, and frequency of vessels are related to rootstock vegetative growth. Vascularization pattern changes may be a criterion for the choice of rootstocks, due to their effect on the physiological processes

Embriogênese somática a partir de tecidos estaminais da soja

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