Seasonal variation of soluble carbohydrates and starch in Echinolaena inflexa, a native grass species from the Brazilian savanna, and in the invasive grass Melinis minutiflora / Variações sazonais de carboidratos solúveis e amido em Echinolaena inflexa, uma espécie nativa do cerrado, e na gramínea invasora Melinis minutiflora

Echinolaena inflexa (Poir.) Chase is an abundant C3 grass species with high biomass production in the Brazilian savanna (cerrado); Melinis minutiflora Beauv. is an African C4 forage grass widespread in cerrado and probably displacing some native herbaceous species. In the present work, we analysed seasonally the content and composition of soluble carbohydrates, the starch amounts and the above-ground biomass (phytomass) of E. inflexa and M. minutiflora plants harvested in two transects at 5 and 130 m from the border in a restrict area of cerrado at the Biological Reserve and Experimental Station of Mogi-Guaçu (SP, Brazil). Results showed that water soluble carbohydrates and starch amounts from the shoots of both species varied according to the time of the year, whilst in the underground organs, variations were observed mainly in relation to the transects. Marked differences in the pattern of the above-ground biomass production between these two grasses relative to their location in the Reserve were also observed, with two peaks of the invasive species (July and January) at the Reserve border. The differences in carbohydrate accumulation, partitioning and composition of individual sugars concerning time of the year and location in the Reserve were more related to the annual growth cycle of both grasses and possibly to specific physiological responses of M. minutiflora to disturbed environments in the Reserve border.

Echinolaena inflexa (Poir.) Chase é uma gramínea C3 muito abundante em áreas de cerrado e com alta produção de biomassa. Melinis minutiflora Beauv. é uma gramínea C4 de origem africana introduzida no Brasil para fins forrageiros, que se espalhou amplamente por áreas de cerrado, provavelmente deslocando espécies nativas. No presente trabalho, o conteúdo e a composição de carboidratos solúveis, o teor de amido e a biomassa aérea foram analisados sazonalmente em plantas de E. inflexa e M. minutiflora coletadas em dois transectos, a 5 e 130 m da borda da Reserva Biológica e Estação Experimental de Mogi-Guaçu, uma área restrita de cerrado (SP, Brasil). Os resultados mostraram que os carboidratos solúveis e o conteúdo de amido da parte aérea de ambas as espécies variaram de acordo com a época do ano, enquanto que nos órgãos subterrâneos as variações foram observadas principalmente em relação aos transectos. Diferenças marcantes no padrão de distribuição de biomassa aérea das duas espécies em relação à localização na reserva também foram observadas, com dois picos de produção da espécie invasora (em julho e janeiro) na borda da reserva. As diferenças observadas no acúmulo de carboidratos, partição e composição dos açúcares em relação à época do ano e localização na reserva foram mais relacionadas ao ciclo anual de crescimento de ambas as espécies e possivelmente a respostas fisiológicas específicas de M. minutiflora a ambientes perturbados na borda da reserva.

Effects of irradiance on non-structural carbohydrates, growth, and hypoglycemic activity of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb. (Poaceae)

Irradiance is a crucial factor in plant development. Different radiant energy levels cause different responses related to plant growth and the production and distribution of dry matter. Considering the relationship between light availability and metabolism of carbohydrates and derived compounds, the aim of this work was to assess the effects of irradiance on non-structural carbohydrate contents and composition, as well as on the hypoglycemiant activity of Rhynchelytrum repens, a pantropical grass species popularly used for diabetes treatment. Plants of R. repens growing under natural irradiance (NI) showed increased content of total soluble carbohydrate (TSC), higher fluctuations in starch content (SC) and higher number of tillers. The flowering process of these plants was preceded by an increase in sucrose. However, their water content was low when compared to that of plants cultivated under low irradiance (LI). The ratio root/aerial organs and SC showed no significant differences in plants grown under LI, although TSC increased and a lower number of tillers were observed during the experimental period. In both conditions, sucrose was the ubiquitous sugar and seemed to be involved in the flowering process. A reduction in the blood sugar level was observed through the intra-peritoneal (IP) administration of the precipitate of aqueous extracts obtained from plants growing in both conditions of light; the supernatant fraction showed no hypoglycemic effect.

A irradiância é um fator crucial em reações vitais para o crescimento e desenvolvimento das plantas. A utilização da energia radiante pelos vegetais afeta diferentes respostas em relação ao padrão de desenvolvimento e à produção de matéria seca e sua conseqüente distribuição. Tendo em vista a intrínseca relação entre disponibilidade de luz, acúmulo de biomassa e metabolismo de carboidratos e compostos relacionados, os objetivos deste trabalho foram avaliar o efeito da irradiância sobre o conteúdo e a composição dos carboidratos não-estruturais, sobre o desenvolvimento e sobre a atividade hipoglicemiante de Rhynchelytrum repens, uma gramínea pantropical de origem africana utilizada popularmente no tratamento de diabetes. O cultivo a pleno sol (PS) estimulou aumento no conteúdo de carboidratos solúveis totais (CST), no perfilhamento das plantas e nas flutuações do conteúdo de amido (CA). O florescimento dessas plantas foi precedido por um aumento de CST, especialmente de sacarose. Foi observado também menor conteúdo de água nas plantas sob PS quando comparado com as plantas cultivadas sob irradiância reduzida (IR). Nesta última condição, o CA e a razão raiz/parte aérea não sofreram alterações significativas, porém houve aumento no conteúdo de CST ao longo do período experimental, menor grau de perfilhamento e formação de raízes adventícias aéreas. Em ambas as condições de luminosidade, a sacarose foi o açúcar mais abundante e com maiores variações. Esse açúcar parece estar envolvido nos processos de florescimento da espécie. Uma redução no nível de glicose plasmática foi observada a partir da administração do precipitado do extrato aquoso de R. repens obtido de plantas cultivadas em PS e IR, não havendo diferença significativa entre os tratamentos. A fração sobrenadante não apresentou efeito hipoglicemiante.

Retenção do fósforo de fenos de gramíneas tropicais em ovinos

One experiment was conducted using five adult sheep fed on four tropical grass hays to determine phosphorus (P) retention. The experiment consisted of four periods of 21 days (14 days adaptation and seven days faeces collection). The treatments were: A) molasses grass (Melinis minutiflora), B) brachiaria grass (Brachiaria decumbens), C) coastcross grass (Cynodon dactilon) and D) Guinea grass (Panicum maximum). Phosphorus concentrations were 0.05%, 0.07%, 0.11% and 0.18% for treatments A, B, C and D, respectively. The effects of treatment, period and animal were evaluated by ortogonal polynomials and the contrasts by F test. Negative P balances were produced in treatments A, B and C (-13.05, -9.36 and -8.26mg/kg LW/day, respectively) which were not significantly different from each other. Positive P balance of 8.14mg/kg LW/day was produced in treatment D, which was significantly higher (P 0.05) than treatments A, B and C. Endogenous losses of 15.5mg P/kg LW/day were estimated using regression analysis. The average P retention coefficient of the hays was 0.37. A relationship between P intake and P balance showed that an intake of approximately 44mg P/kg LW/day was necessary to produce a zero P balance.

Mediu-se a retenção do fósforo de quatro gramíneas tropicais, capim-gordura (Melinis minutiflora), capim-braquiária (Brachiaria decumbens), capim-coastcross (Cynodon dactilon) e capim-colonião (Panicum maximum), em cinco ovinos por meio de ensaios de balanço de fósforo. O experimento constou de quatro fases, cada uma com duração de 21 dias (14 dias de adaptação à dieta e sete dias de colheita de fezes), totalizando 20 observações. A análise dos dados foi feita por polinômios ortogonais, testando-se os efeitos de tratamento, de período e de animal, e os contrastes foram comparados pelo teste F. A retenção de fósforo foi negativa nos fenos dos capins gordura, braquiária e coastcross e positiva no feno do capim-colonião. Por análise de regressão, a perda fecal do fósforo endógeno foi estimada em 15,5mg/kg PV/dia e o coeficiente médio de retenção foi de 0,37. Pela razão entre o balanço e a ingestão, estimou-se que o consumo de fósforo necessário para alcançar o equilíbrio foi de 44mg/kg PV/dia.