RESUMO

Abstract Golden trumpet, Tabebuia chrysotricha, is a native tree from the Brazilian Atlantic rain forest, with a broad latitudinal distribution. In this study, we investigated the potential effects of short-term changes in micro-weather conditions on structural features, and total protein and carbohydrate content of golden trumpet leaves, using structural and histochemical approaches. Leaves were harvested in four different micro-weather conditions: 1. Afternoon, after a hot, sunny day; 2. at dawn, after a previously hot, sunny day; 3. at noon, of a hot, sunny day; and 4. at noon, of a cold, cloudy day. Leaflets exposed to low light irradiance showed flattened chloroplasts, uniformly distributed within the cells, throughout the palisade parenchyma. Conversely, leaflets exposed to high light irradiance presented flattened and rounded chloroplasts, in the upper and lower palisade parenchyma cells, respectively. The strongest protein staining was found for leaves harvested at the coldest period, whereas the weakest protein staining was found for leaves harvested after a hot, sunny day. The largest and most numerous starch grains were found for leaves harvested in the afternoon, after a hot, sunny day. Conversely, the smallest and less numerous starch grains were found for leaves harvested at dawn. Analysis of the data reported herein suggests that the leaflet responses to transient changes in micro-weather conditions are likely to contribute to the golden trumpet successful establishment in the broad latitudinal distribution in which the species is found.

Resumo Ipê amarelo é uma árvore nativa da floresta Atlântica brasileira, encontrada em uma ampla distribuição latitudinal. Neste estudo, nós investigamos os efeitos potenciais de alterações de curto prazo nas condições micro-climáticas sobre características estruturais, proteína e carboidratos histoquimicamente marcados, de folhas de ipê amarelo, usando estratégias de análise estrutural e histoquímicas. As folhas foram marcadas em quatro condições microclimáticas distintas: 1. Tarde, após um dia quente e ensolarado; 2. Amanhecer, após um dia quente e ensolarado; 3. Ao meio-dia, de um dia quente e ensolarado; e 4. Ao meio-dia, de um dia frio e nublado. Folíolos expostos à baixa irradiância luminosa apresentaram cloroplastos achatados, uniformemente distribuídos no interior das células, por todo o parênquima paliçádico, enquanto que folíolos expostos à alta irradiância apresentaram cloroplastos achatados e arredondados, nas células superiores e inferiores do parênquima paliçádico, respectivamente. A marcação mais intensa para proteína foi observada para folhas coletadas no momento mais frio de coleta, enquanto que a marcação mais fraca foi observada para folhas coletadas após um dia quente e ensolarado. Os grãos de amido maiores e mais numerosos foram observados em folhas coletadas durante a tarde de dia quente e ensolarado, enquanto que os menores e menos numerosos grãos de amido foram observados em folhas coletadas ao amanhecer.

Assuntos

RESUMO

Abstract Golden trumpet, Tabebuia chrysotricha, is a native tree from the Brazilian Atlantic rain forest, with a broad latitudinal distribution. In this study, we investigated the potential effects of short-term changes in micro-weather conditions on structural features, and total protein and carbohydrate content of golden trumpet leaves, using structural and histochemical approaches. Leaves were harvested in four different micro-weather conditions: 1. Afternoon, after a hot, sunny day; 2. at dawn, after a previously hot, sunny day; 3. at noon, of a hot, sunny day; and 4. at noon, of a cold, cloudy day. Leaflets exposed to low light irradiance showed flattened chloroplasts, uniformly distributed within the cells, throughout the palisade parenchyma. Conversely, leaflets exposed to high light irradiance presented flattened and rounded chloroplasts, in the upper and lower palisade parenchyma cells, respectively. The strongest protein staining was found for leaves harvested at the coldest period, whereas the weakest protein staining was found for leaves harvested after a hot, sunny day. The largest and most numerous starch grains were found for leaves harvested in the afternoon, after a hot, sunny day. Conversely, the smallest and less numerous starch grains were found for leaves harvested at dawn. Analysis of the data reported herein suggests that the leaflet responses to transient changes in micro-weather conditions are likely to contribute to the golden trumpet successful establishment in the broad latitudinal distribution in which the species is found.

Resumo Ipê amarelo é uma árvore nativa da floresta Atlântica brasileira, encontrada em uma ampla distribuição latitudinal. Neste estudo, nós investigamos os efeitos potenciais de alterações de curto prazo nas condições micro-climáticas sobre características estruturais, proteína e carboidratos histoquimicamente marcados, de folhas de ipê amarelo, usando estratégias de análise estrutural e histoquímicas. As folhas foram marcadas em quatro condições microclimáticas distintas: 1. Tarde, após um dia quente e ensolarado; 2. Amanhecer, após um dia quente e ensolarado; 3. Ao meio-dia, de um dia quente e ensolarado; e 4. Ao meio-dia, de um dia frio e nublado. Folíolos expostos à baixa irradiância luminosa apresentaram cloroplastos achatados, uniformemente distribuídos no interior das células, por todo o parênquima paliçádico, enquanto que folíolos expostos à alta irradiância apresentaram cloroplastos achatados e arredondados, nas células superiores e inferiores do parênquima paliçádico, respectivamente. A marcação mais intensa para proteína foi observada para folhas coletadas no momento mais frio de coleta, enquanto que a marcação mais fraca foi observada para folhas coletadas após um dia quente e ensolarado. Os grãos de amido maiores e mais numerosos foram observados em folhas coletadas durante a tarde de dia quente e ensolarado, enquanto que os menores e menos numerosos grãos de amido foram observados em folhas coletadas ao amanhecer.

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Objetivou-se, com a realização da pesquisa, avaliar modificações fisiológicas e anatômicas em plantas de melissa, cultivadas sob malhas termorrefletoras (Aluminet®), em diferentes níveis de sombreamento, visando conhecer a plasticidade fenotípica em resposta de adaptação a diferentes quantidades de luz. Os tratamentos foram caracterizados por plantas submetidas a pleno sol e a 20 e 60 por cento de intensidade luminosa, e arranjados conforme o delineamento inteiramente casualizado (DIC). As quantificações de clorofila foram feitas em quatro repetições, as medições das epidermes e parênquimas foram repetidas 15 vezes e utilizou-se 10 repetições para as avaliações das características de cloroplastos e grãos de amido destes. Plantas submetidas a 20 por cento de intensidade luminosa apresentaram maior quantidade de clorofila a e, portanto, maior razão clorofila a/b. Comparativamente, as folhas de melissa a pleno sol e a 60 por cento de luz apresentaram células da epiderme adaxial mais espessas, mas as células da epiderme abaxial mostraram características encontradas em folhas de sombra, ou seja, mais finas. Quanto maior a intensidade luminosa, maior o número de cloroplastos, porém, a pleno sol mostraram-se mais finos e com menor área. Os grãos de amido de plantas cultivadas sob ambientes sombreados tiveram maior área e ocuparam maior parte nos cloroplastos de plantas a 60 por cento de intensidade luminosa. Assim, plantas de melissa, quando submetidas ao sombreamento, tiveram plasticidade fenotípica.

The aim of this study was to evaluate physiological and anatomical modifications in lemon balm plants, cultivated under thermo-reflector nets (Aluminet®) at different levels of shading, in order to understand the phenotypic plasticity in adaptation response to different light quantities. The treatments were characterized by plants subjected to full sun and 20 and 60 percent of luminous intensity, and arranged in completely randomized design (CRD). The quantifications of chlorophylls were done in four replicates, the measurements of epidermis and parenchymas were repeated 15 times and 10 replicates were used to evaluate characteristics of chloroplasts and their starch grains. Plants subjected to 20 percent of luminous intensity showed higher quantity of chlorophyll a and, therefore, higher chlorophyll a/b ratio. Lemon balm leaves under full sun and 60 percent of light showed thicker adaxial epidermis cells, but the abaxial epidermis cells showed characteristics found in shaded leaves, i.e., they were slender. The higher the light intensity, the larger the number of chloroplasts; however, under full sun, they were slender and had smaller area. The starch grains of leaves grown under shaded environments showed larger area and, at 60 percent of luminous intensity, occupied the largest part of chloroplasts. Thus, lemon balm plants, subjected to shading conditions, showed phenotypic plasticity.

Assuntos

RESUMO

The deleterious effects of Mn stress on many species have been studied, mainly concerning biochemical, physiological and growth parameters of plants. However, there are few studies relating the anatomical and ultrastructural changes in response to manganese (Mn) nutritional disorders, This study examined the leaf ultrastructure of Mn-inefficient (IAC-15, Santa Rosa) and Mn-efficient (IAC-Foscarin 31) soybean (Glycine max L.) genotypes in response to three rates of Mn (0.5, 2 and 200 µmol L-1) in the nutrient solution. Symptoms of Mn deficiency developed 12 days after transplanting in IAC-15 and Santa Rosa, followed by IAC-Foscarin 31 on the 15th day. Only IAC-15 and Santa Rosa leaves showed symptoms of Mn toxicity. The Mn concentration in leaves ranged from 8.6 (deficiency) to 886.3 mg kg-1 d.w. (toxicity). There were no changes either in stomata length or stomata number per unit of leaf surface. Cytoplasm disorganization was observed in IAC-15 under Mn-excess. In this case, the cytoplasm was amorphous, densely stained and extensively disorganized, with increased vacuolation. Mn effects were not found in mitochondria and nucleus in any of the genotypes tested. Under all Mn concentrations, many lipid globules were observed in the IAC15 chloroplasts. There was an increase in the number of plastids as well as in the size of starch grains within IAC-Foscarin 31 chloroplasts as Mn concentration in the nutrient solution increased. Genotypes had marked differences in the ultrastructure organization, mainly in leaf chloroplasts grown under conditions of both Mn deficiency and toxicity (the most sensitive genotype was IAC-15).

Os efeitos negativos provocados tanto pela deficiência quanto pela toxidez de manganês (Mn) no desenvolvimento das plantas têm sido avaliados, considerando-se os aspectos bioquímicos e produtivos da parte aérea, particularmente, onde os sintomas visuais são manifestados. Entretanto, há poucas informações na literatura abordando as alterações anatômicas e de ultra-estrutura, em relação ao suprimento de Mn. Os objetivos do presente estudo foram avaliar os efeitos do fornecimento de três doses de Mn (0,5; 2 e 200 µmol L-1), em solução nutritiva, nas ultra-estruturas de folhas de cultivares de soja Glycine max (L.): Santa Rosa, IAC-15 e IAC-Foscarin 31, contrastantes quanto à aquisição e ao uso do Mn. Os sintomas visuais de deficiência foram observados primeiramente em Santa Rosa e IAC-15 (ineficientes), os únicos a exibirem sintomas de toxidez. As concentrações de Mn nas folhas com sintomas variaram de 8,6 (deficiência) a 886,3 mg kg-1 (toxidez). Não houve alterações no comprimento e no número de estômatos nos limbos foliares. Em condição de toxidez, constatou-se no IAC-15, citoplasma desorganizado, vacuolado em excesso e denso evidenciando alterações nas membranas dos tilacóides. Não ocorreram alterações ultra-estruturais nas mitocôndrias e no núcleo das células dos três genótipos. Constatou-se presença de glóbulos de lipídios nos cloroplastos do cultivar IAC-15, em todas as condições de fornecimento de Mn. Houve aumento no número de plastídeos e grãos de amido, bem como no tamanho destes no IAC-Foscarin 31 com o suprimento de Mn. Os genótipos, tanto na condição de deficiência quanto de excesso, exibiram distintos graus de organização das ultraestruturas, notadamente, os cloroplastos. O IAC-15 exibiu maiores alterações das ultra-estruturas em função das desordens nutricionais em manganês.

RESUMO

The deleterious effects of Mn stress on many species have been studied, mainly concerning biochemical, physiological and growth parameters of plants. However, there are few studies relating the anatomical and ultrastructural changes in response to manganese (Mn) nutritional disorders, This study examined the leaf ultrastructure of Mn-inefficient (IAC-15, Santa Rosa) and Mn-efficient (IAC-Foscarin 31) soybean (Glycine max L.) genotypes in response to three rates of Mn (0.5, 2 and 200 µmol L-1) in the nutrient solution. Symptoms of Mn deficiency developed 12 days after transplanting in IAC-15 and Santa Rosa, followed by IAC-Foscarin 31 on the 15th day. Only IAC-15 and Santa Rosa leaves showed symptoms of Mn toxicity. The Mn concentration in leaves ranged from 8.6 (deficiency) to 886.3 mg kg-1 d.w. (toxicity). There were no changes either in stomata length or stomata number per unit of leaf surface. Cytoplasm disorganization was observed in IAC-15 under Mn-excess. In this case, the cytoplasm was amorphous, densely stained and extensively disorganized, with increased vacuolation. Mn effects were not found in mitochondria and nucleus in any of the genotypes tested. Under all Mn concentrations, many lipid globules were observed in the IAC15 chloroplasts. There was an increase in the number of plastids as well as in the size of starch grains within IAC-Foscarin 31 chloroplasts as Mn concentration in the nutrient solution increased. Genotypes had marked differences in the ultrastructure organization, mainly in leaf chloroplasts grown under conditions of both Mn deficiency and toxicity (the most sensitive genotype was IAC-15).

Os efeitos negativos provocados tanto pela deficiência quanto pela toxidez de manganês (Mn) no desenvolvimento das plantas têm sido avaliados, considerando-se os aspectos bioquímicos e produtivos da parte aérea, particularmente, onde os sintomas visuais são manifestados. Entretanto, há poucas informações na literatura abordando as alterações anatômicas e de ultra-estrutura, em relação ao suprimento de Mn. Os objetivos do presente estudo foram avaliar os efeitos do fornecimento de três doses de Mn (0,5; 2 e 200 µmol L-1), em solução nutritiva, nas ultra-estruturas de folhas de cultivares de soja Glycine max (L.): Santa Rosa, IAC-15 e IAC-Foscarin 31, contrastantes quanto à aquisição e ao uso do Mn. Os sintomas visuais de deficiência foram observados primeiramente em Santa Rosa e IAC-15 (ineficientes), os únicos a exibirem sintomas de toxidez. As concentrações de Mn nas folhas com sintomas variaram de 8,6 (deficiência) a 886,3 mg kg-1 (toxidez). Não houve alterações no comprimento e no número de estômatos nos limbos foliares. Em condição de toxidez, constatou-se no IAC-15, citoplasma desorganizado, vacuolado em excesso e denso evidenciando alterações nas membranas dos tilacóides. Não ocorreram alterações ultra-estruturais nas mitocôndrias e no núcleo das células dos três genótipos. Constatou-se presença de glóbulos de lipídios nos cloroplastos do cultivar IAC-15, em todas as condições de fornecimento de Mn. Houve aumento no número de plastídeos e grãos de amido, bem como no tamanho destes no IAC-Foscarin 31 com o suprimento de Mn. Os genótipos, tanto na condição de deficiência quanto de excesso, exibiram distintos graus de organização das ultraestruturas, notadamente, os cloroplastos. O IAC-15 exibiu maiores alterações das ultra-estruturas em função das desordens nutricionais em manganês.

RESUMO

No presente trabalho, foi avaliado o efeito do controle espectral da luz sobre características anatômicas de folhas em Ocimum gratissimum L. As plantas foram cultivadas por quatro meses sob malhas de 50 por cento de sombreamento nas cores preta, vermelha e azul e a pleno sol. Plantas submetidas a pleno sol apresentaram maior espessura foliar, maior densidade estomática e maior densidade de tricomas tectores e glandulares na face adaxial. As plantas cultivadas sob malhas coloridas não exibiram diferenças quanto à espessura e à área foliar. As plantas mantidas sob malha vermelha tiveram a menor densidade estomática na face adaxial, já as plantas mantidas sob malhas azul e vermelha exibiram maior área foliar total. As plantas mantidas sob malha vermelha apresentaram a menor densidade estomática e as menores densidades de tricomas tectores e glandulares na face adaxial. Tais resultados mostram que tanto a intensidade como a qualidade espectral da luz pode ser modulada durante o cultivo de Ocimum gratissimum L. a fim de serem obtidas características anatômicas desejáveis.(AU)

In the present research, the effect of spectral control of light was evaluated on anatomical characteristics of Ocimum gratissimum L. leaves. The plants were cultivated during four months under black, red and blue nets with 50 percent of shade, and full sunlight. Plants grown under full sunlight showed higher leaf thickness, higher stomatal density and higher density of no-glandular and glandular trichomes on the adaxial epidermis. Plants cultivated under colored nets did not show differences in leaf thickness or leaf area. Plants maintained under red net had the lowest stomatal density in adaxial epidermis, as the plants cultivated under blue and red nets exhibited the largest leaf area. The plants maintained under red net showed the smallest stomatal density and the smallest non-glandular and glandular trichomes density in the adaxial epidermis. Such results show that the spectral quality and intensity of light can be modulated during the cultivation of Ocimum gratissimum L. plants in order to obtain desirable anatomical characteristics.(AU)

Assuntos

RESUMO

No presente trabalho, foi avaliado o efeito do controle espectral da luz sobre características anatômicas de folhas em Ocimum gratissimum L. As plantas foram cultivadas por quatro meses sob malhas de 50 por cento de sombreamento nas cores preta, vermelha e azul e a pleno sol. Plantas submetidas a pleno sol apresentaram maior espessura foliar, maior densidade estomática e maior densidade de tricomas tectores e glandulares na face adaxial. As plantas cultivadas sob malhas coloridas não exibiram diferenças quanto à espessura e à área foliar. As plantas mantidas sob malha vermelha tiveram a menor densidade estomática na face adaxial, já as plantas mantidas sob malhas azul e vermelha exibiram maior área foliar total. As plantas mantidas sob malha vermelha apresentaram a menor densidade estomática e as menores densidades de tricomas tectores e glandulares na face adaxial. Tais resultados mostram que tanto a intensidade como a qualidade espectral da luz pode ser modulada durante o cultivo de Ocimum gratissimum L. a fim de serem obtidas características anatômicas desejáveis.

In the present research, the effect of spectral control of light was evaluated on anatomical characteristics of Ocimum gratissimum L. leaves. The plants were cultivated during four months under black, red and blue nets with 50 percent of shade, and full sunlight. Plants grown under full sunlight showed higher leaf thickness, higher stomatal density and higher density of no-glandular and glandular trichomes on the adaxial epidermis. Plants cultivated under colored nets did not show differences in leaf thickness or leaf area. Plants maintained under red net had the lowest stomatal density in adaxial epidermis, as the plants cultivated under blue and red nets exhibited the largest leaf area. The plants maintained under red net showed the smallest stomatal density and the smallest non-glandular and glandular trichomes density in the adaxial epidermis. Such results show that the spectral quality and intensity of light can be modulated during the cultivation of Ocimum gratissimum L. plants in order to obtain desirable anatomical characteristics.

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ABSTRACT The goal of this work was to perform a cytomorphologic study of rice plants upon salt stress (170 mM NaCl). The effects of salinity on cell structures were analyzed by optical and electron transmission microscopy. An early differentiation process could be observed in stressed plants, however the most striking deleterious effect was found in the thylacoid membranes of chloroplasts. These results indicate a correlation between the previously described accumulation of sodium and the cytomorphological changes in chloroplasts of mature tissues of rice plants.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo citomorfológico em plantas de arroz submetidas ao estresse salino (170 mM NaCl). Os efeitos da salinidade nas estruturas celulares foram analisados por meio de microscopia óptica e eletrônica de transmissão. Um processo de diferenciação precoce pôde ser observado na planta estressada, porém, o efeito deletério mais drástico foi encontrado nas membranas tilacóides dos cloroplastos. Estes resultados permitiram correlacionar o acúmulo de íons sódio, descritos na literatura, com os efeitos citomorfológicos do estresse salino em tecidos maduros de arroz.