Morphological characteristics and seed viability of Schizolobium parahyba (Vell.) S.F. Blake / Características morfológicas y viabilidad de semillas de Schizolobium parahyba (Vell.) S.F. Blake

ABSTRACT Schizolobium parahyba is a fast-growing tropical tree, with various uses: forestry, agroforestry, landscaping, boat building, cabinetmaking and light packaging. Studies of morphometry and viability of forest species seeds are important for their identification, conservation and sustainable use. The objective of the study was to describe the morphometric and viability characteristics of the seeds of S. parahyba. Seeds of free pollination of plantations from three locations in Tierralta (Córdoba - Colombia) were used. In each plantation, five trees were randomly taken and, of each, 100 seeds to estimate the morphometric characteristics and seed weight. The morphological description was made with a sample of 10 seeds. The viability was determined by the tetrazolium test in an experiment under a completely randomized design, with six treatments and four replicates of 25 seeds each. The six treatments corresponded to the combinations of three concentrations of tetrazolium (0.5; 1.0 and 1.5%) and two staining times (2 and 3 hours). The width, length, and ratio width / length of the seed showed little variation, compared to the freshweight of a seed, freshweight of 100 seeds and number of seeds per kilogram. Tetrazolium and germination tests showed similar and reliable results. The concentration of 0.5% tetrazolium, with immersion of 2 hours, was sufficient to determine the viability of seeds of S. parahyba.

RESUMEN Schizolobium parahyba es un árbol tropical de crecimiento rápido, con diversos usos: forestería, agroforestería, paisajismo, construcción de embarcaciones, ebanistería y embalajes livianos. Los estudios de morfometría y viabilidad de semillas de especies forestales son importantes para la identificación, la conservación y el uso sostenible de éstas. El objetivo del estudio fue describir las características morfométricas y viabilidad de la semilla de S. parahyba. Se utilizó semilla sexual de polinizaciónlibre de plantaciones de tres localidades de Tierralta (Córdoba, Colombia). En cada plantación, se tomaron al azar cinco árboles y de cada uno 100 semillas, para la estimación de las características morfométricas y el peso de la semilla. La descripción morfológica, se hizo con una muestra de 10 semillas. La viabilidad, se determinó mediante la prueba de tetrazolio, en un experimento bajo un diseño completamente al azar, con seis tratamientos y cuatro repeticiones de 25 semillas cada una; los seis tratamientos correspondieron a las combinaciones de tres concentraciones de tetrazolio (0,5; 1,0 y 1,5%) y dos tiempos de tinción (2 y 3 horas). Las características de ancho, longitud y relación ancho/longitud de la semilla, acusaron poca variación, en comparación con el peso de una semilla, peso frescode 100 semillas y número de semilla por kilogramo. Las pruebas de tetrazolio y de germinaciónmostraron resultados similares y confiables. La concentración de 0,5% de tetrazolio, con inmersión de 2 horas, es suficiente para determinar la viabilidad de la semilla de S. parahyba.

MORPHOLOGICAL CHARACTERIZATION OF VARIETIES OF Chenopodium quinoa CULTIVATED IN THE DEPARTMENT OF BOYACÁ, COLOMBIA / CARACTERIZACIÓN MORFOLÓGICA DE VARIEDADES DE Chenopodium quinoa CULTIVADAS EN EL DEPARTAMENTO DE BOYACÁ, COLOMBIA

ABSTRACT In the department of Boyacá, seeds of Chenopodium quinoa Willd. are planted, which correspond to a mixture of varieties, producing different grain sizes and saponin concentrations, affecting the quality and yield of the derived products, and therefore their commercialization, whenever the buyer requires it for a certain purpose, sweet varieties for bakeries or with high contents of saponin for the detergent industry. The objective was to compare the morphological characters, to identify the six varieties, according to the constant and conspicuous characteristics, as well as physiological parameters in the reproductive and vegetative stages. Observations were made in the different stages of development; in seeds, germination tests were made, the diameter and weight were measured; In the seedling stage, the total height, hypocotyl length, cotyledon lamina length and changes in red pigmentation were determined, qualitatively evaluated by direct observation. In adult plants, reproductive and vegetative characters were reviewed. A taxonomic key was proposed for the identification of the varieties. Blanca Real recorded the highest germination percentage (98%). Amarilla Marangani presented the seeds with the greatest weight and diameter and the longest cotyledons. The height of the Black and Piartal seedlings was below the other varieties. Blanca de Jericó, Blanca Real and Piartal presented weak reddish colorations in the hypocotyl and cotyledons. The identification of each variety will result in better products for growers, marketers, and processors.

RESUMEN En el departamento de Boyacá, se siembran semillas de Chenopodium quinoa Willd., las cuales, corresponden a una mezcla de variedades, produciendo diferentes concentraciones de saponina y de tamaños de grano, afectando la calidad y el rendimiento de los productos derivados y, por tanto, su comercialización, toda vez que el comprador lo requiere para un determinado fin, como variedades dulces, para las panaderías o, con altos contenidos de saponina, para la industria de detergentes. El objetivo fue comparar los caracteres morfológicos, para identificar las seis variedades, de acuerdo con las características constantes y conspicuas, además de parámetros fisiológicos en etapa reproductiva y vegetativa. Se realizaron observaciones en las diferentes etapas del desarrollo; en semillas, se hicieron pruebas de germinación, se midió el diámetro y el peso; en el estadio de plántula, se determinó la altura total, longitud del hipocótilo, largo de la lámina de los cotiledones y cambios en la pigmentación rojiza, evaluada cualitativamente por observación directa. En plantas adultas, se revisaron caracteres reproductivos y vegetativos. Se propuso una clave taxonómica, para la identificación de las variedades. Blanca Real registró el porcentaje de germinación más alto (98%). Amarilla Maranganí presentó las semillas con el mayor peso y diámetro y los cotiledones más largos. La altura de las plántulas Negra y Piartal estuvo por debajo de las otras variedades. Blanca de Jericó, Blanca Real y Piartal presentaron coloraciones rojizas débiles en el hipocótilo y en los cotiledones. La identificación de cada variedad redundará en mejores productos para los cultivadores, comercializadores y procesadores.

Producción de Pseudomonas sp. LMTK32 en medio modificado para peletizar semillas de maca (Lepidium meyenii Walp.) / Pseudomonas sp. LMTK32 production in modified media for pelleting seeds of maca (Lepidium meyenii Walp.)

Se produjo biomasa de Pseudomonas sp. LMTK32 a partir de la modificación del medio de cultivo Caldo Extracto de Levadura Manitol (LMC) con el objetivo de incrementar el número de células viables con capacidad de promover la germinación de semillas de maca peletizadas y reducir los costos de producción. En el proceso de optimización, los componentes extracto de levadura y manitol del medio de cultivo LMC fueron reemplazados por fuentes comerciales de sacarosa y glutamato, cuyas concentraciones fueron determinadas en matraces mediante el diseño estadístico de Box-Behnken; además, se determinó el efecto del porcentaje de inóculo en el tiempo de producción de biomasa. Posteriormente se determinó a nivel de biorreactor que 28.57 h-1 fue el valor adecuado del coeficiente volumétrico de transferencia de oxigeno (kLa) a 600 rpm, produciendo 1.28x1011 UFC/mL. En el medio modificado M1, empleando 12.06 g/L-1 de sacarosa, 11.50 g/L-1 de glutamato de sodio y 10.9% de inoculante se obtuvo 15x108 UFC/mL, superando en 52% más el número de células viables con respecto al tratamiento control LMC (7.8x108 UFC/mL). A nivel in vitro, la peletización de semillas de maca con Pseudomonas sp. LMTK32 producidas en biorreactor y en el medio modificado M1 favoreció su germinación. A partir de sustratos orgánicos comerciales se puede producir inoculantes bacterianos eficientes en el desarrollo de cultivos de maca, sin alterar su capacidad de promover el crecimiento vegetal

Biomass of Pseudomonas sp. LMTK32 was produced from modification of culture media Yeast Extract Mannitol Broth (YEMB) with the aim of increasing the number of viable cells with the ability to promote the germination of maca seeds pelleted with the bacteria and reduce production costs. In the optimization process, the yeast extract and mannitol components of the LMC culture media were replaced by commercial sources of sucrose and glutamate, whose concentrations were determined in flasks by statistical design from Box-Behnken; in addition, the effect of the inoculum percentage on the time of biomass production was determined. Subsequently, it was determined at the bioreactor level that 28.57 h-1 was the adequate value of the volumetric oxygen transfer coefficient (kLa) at 600 rpm, producing 1.28 x 10 11 CFU / mL. In the LMC M1 modified media, using 12.06 g / L-1 of sucrose, 11.50 g / L-1 of sodium glutamate and 10.9% of inoculant obtained 15x108 CFU / mL, increasing in 48% the number of viable cells with respect to the YEMB control treatment (7.8x10 8 CFU / mL). At the in vitro level, the pelleting of maca seeds with Pseudomonas sp. LMTK32 produced in bioreactor and in the modified media M1 favored its germination. From commercial organic substrates, efficient bacterial inoculants can be produced in the development of maca crops, without altering their ability to promote plant growth

Seed dormancy of Ochradenus baccatus (Resedaceae), a shrubby species from Arabian desert regions / Dormición de semillas de Ochradenus baccatus (Resedaceae), una especie arbustiva de las regiones desérticas arábicas

Abstract:Ochradenus baccatus is a perennial glycophyte growing in Middle East and it is one of the most important food sources for many animal species in desert regions. The aim of our study was to investigate the effects of seed storage, light, temperature and gibberellic acid (GA3) on germination of O. baccatus seeds. We also investigated the germination characteristics of O. baccatus seeds under different saline concentration and their capability to recover germination once they were transferred to distilled water. Seeds were stored at room temperature (20 ± 2 ºC) and at -18 ºC. Germination tests were conducted at alternating temperatures of 15/25, 20/30 and 25/35 ºC in either continuous darkness or photoperiod of 12-h dark/12-h light. To study the effect of GA3 on germination of O. baccatus seeds, freshly-collected seeds and stored seeds were soaked for 24 h in a GA3 water solution (1 g/L) before sowing. To assess the salinity tolerance during germination, seeds were germinated under different salinity levels (100, 200 and 400 mM NaCl). Stored seeds at room temperature and -18 ºC germinate equally well at different temperature regimes and light conditions. However, freshly matured seeds were not able to germinate even when they were treated with GA3. On the contrary, stored seeds at room temperature and -18 ºC treated with GA3 increase the final germination percentages. These results indicated that O. baccatus seeds have physiological dormancy and they need to be stored in order to break their dormancy. In the present study, one year of storage did not show a significant variation in germination between the two storage conditions assayed. Therefore, further research is needed to know about the maximum storage period for O. baccatus seeds under different storage conditions. Very few O. baccatus seeds (less than 5 %) germinated at the tested lowest concentration of NaCl. However, ungerminated seeds were able to germinate when salinity stress was alleviated. In conclusion, O. baccatus seeds have physiological dormancy, and seed storage (at room temperature and at -18 ºC) for one year is effective for breaking this dormancy. In addition, O. baccatus seeds present ability to remain viable in saline conditions and they will be able to germinate once the salinity level decrease. Rev. Biol. Trop. 64 (3): 965-974. Epub 2016 September 01.

ResumenOchradenus baccatus es un glicófito perenne que crece en oriente Medio y es una de las fuentes de alimentación más importantes para muchas especies animales de regiones desérticas. El objetivo de nuestro estudio fue investigar los efectos del almacenamiento de semillas, luz, temperatura y ácido giberélico (GA3) en la germinación de semillas de O. baccatus. También se ha investigado la germinación de semillas de O. baccatus bajo diferentes concentraciones salinas y su capacidad para recuperar la germinación una vez que fueron transferidas a agua destilada. Las semillas se conservaron a temperatura ambiente (20 ± 2 ºC) y a -18 ºC. Los ensayos de germinación se realizaron a temperaturas alternas de 15/25, 20/30 y 25/35 ºC bajo oscuridad continua o fotoperiodo de 12-h oscuridad/12-h luz. Para estudiar el efecto del GA3 en la germinación de semillas de O. baccatus, semillas recién recolectadas y semillas almacenadas se sumergieron durante 24 h en una solución acuosa de GA3 (1 g/L) antes de la siembra. Para evaluar la tolerancia a la salinidad durante la germinación, la semillas fueron germinadas bajo diferentes niveles de salinidad (100, 200 y 400 mM ClNa). Las semillas conservadas a temperatura ambiente y a -18 ºC germinaron igualmente bien en los diferentes regímenes de temperatura y condiciones de iluminación. Sin embargo, las semillas recién maduradas fueron incapaces de germinar incluso cuando se trataron con GA3. Por el contrario, las semillas almacenadas tratadas con GA3 incrementaron los porcentajes finales de germinación. Estos resultados indican que las semillas de O. baccatus tienen dormición fisiológica y necesitan ser almacenadas para romperla. En este estudio, un año de conservación no supuso una variación significativa en la germinación entre las dos condiciones de conservación ensayadas. Por lo tanto, se precisan investigaciones adicionales para conocer cuáles son los periodos máximos de almacenamiento de semillas de O. baccatus bajo diferentes condiciones de conservación. Muy pocas semillas de O. baccatus (menos del 5 %) germinaron a la concentración más baja de ClNa. Sin embargo, las semillas no germinadas fueron capaces de germinar cuando el estrés salino fue aliviado. En conclusión, las semillas de O. baccatus tienen dormición fisiológica y el almacenamiento de las mismas (a temperatura ambiente y a -18 ºC) durante un año es eficaz para romper dicha dormición. Además, las semillas de O. baccatus presentan capacidad para permanecer viables en condiciones salinas y serán capaces de germinar una vez que el nivel de salinidad disminuya.

SEED GERMINATION AND PLANT DEVELOPMENT IN Escobedia grandiflora (OROBANCHACEAE): EVIDENCE OF OBLIGATE HEMIPARASITISM? / Germinación de semillas y desarrollo de plantas en Escobedia grandiflora (Orobanchaceae): ¿Evidencia de hemiparasitismo obligado?

Root parasitic plants can be facultative or obligate. Facultative parasites are able to complete their life cycle and their seeds can germinate without a host. Escobedia grandiflora is a poorly studied species in spite of its ancestral importance as dye of foods and medicinal use. The present study evaluates the states of seed, seedlings and mature plants, under presence and absence of possible hosts, for inferring the type of parasitism exhibited by E. grandiflora. Seeds were evaluated using two conditions each of light (12 and 0 hours) and temperature (20 °C and 25 °C); percentage germination, and germination speed were determined. The seeds did not require a host to germinate, as is typical of facultative parasitic plants. Percentage of germination varied between 66 % and 85.3 % and was not affected by light or temperature although germination speed was greater at 25 °C. Larger seeds had a higher percentage of germination and produced larger seedlings. The seedlings planted without a host did not survive, while those planted with Paspalum notatum had a 45 % survival rate, demonstrating that this is a critical stage of development, even with a host. Escobedia grandiflora plants sowed with grasses began the reproductive stage at the 28th week, and those planted with Pennisetum purpureum showed better performance, expressed in more haustoria, higher dry matter of total plant, rhizome and aerial stems. Plants sowed alone lived for more than six months, but they did not produce flowers or fruits. According to the behavior of seedlings and plants, E. grandiflora is an obligate parasite.

Las plantas parásitas de raíces pueden ser facultativas u obligadas, las primeras pueden completar su ciclo de vida y sus semillas pueden germinar sin un hospedero. Escobedia grandiflora es una especie poco estudiada, a pesar de su importancia ancestral como colorante de alimentos y uso medicinal. Este estudio evaluó los estados de semilla, plántula y planta adulta, en presencia y ausencia de posibles hospederos para inferir sobre su tipo de parasitismo. En las semillas se evaluaron dos condiciones de luz (12 y 0 horas) y temperatura (20 °C y 25 °C), el porcentaje y velocidad de germinación. Las semillas no requirieron la presencia del hospedero para germinar. El porcentaje de germinación osciló entre 66 y 85,3 % y no fue afectado por la luz o la temperatura, aunque la velocidad de germinación fue mayor a 25 °C. Las semillas con mayor tamaño presentaron mayor porcentaje de germinación y produjeron plántulas más grandes. Las plántulas sembradas sin hospedero no sobrevivieron, mientras que las sembradas con Paspalum notatum, tuvieron una sobrevivencia del 45 %, evidenciando que este estado es crítico, aún con hospedero. Las plantas de Escobedia grandiflora sembradas con pastos, iniciaron la etapa reproductiva en la semana 28, y aquellas sembradas con Pennisetum purpureum presentaron más haustorios, y mayor materia seca en la planta total, rizoma y tallos aéreos. Las plantas sembradas solas vivieron más de seis meses, pero ellas no desarrollaron flores y ni frutos. Según el comportamiento de las plántulas y las plantas, E. grandiflora es parásita obligada.

Cultivo de tejidos de Piper sp. (Piperaceae): Propagación, organogénesis y conservación de germoplasma in vitro / Tissue culture of Piper sp. (Piperaceae): in vitro propagation, organogenesis and germplasm conservation

En el Nuevo Mundo el género iPiper (Piperaceae) comprende al menos 500 especies en las que muchos compuestos biológicamente activos fueron identificados; es por ello que el estudio sobre la química y biosíntesis de los miembros de este género son de gran interés, donde el cultivo de tejidos in vitro juega un rol fundamental. El propósito de este trabajo fue desarrollar varios sistemas de cultivo in vitro, en diferentes especies de Piper, con la finalidad de propagarlas clonalmente y regenerarlas por organogénesis directa para el establecimiento de plantas en campo, y la conservación y transferencia internacional de germoplasma. La germinación de semillas alcanzó aproximadamente entre el 20 y el 99% después de 4 semanas de cultivo. La micropropagación fue realizada en medio de cultivo MS suplementado con sacarosa 3%, AIA 0,02 mg L-1 y AG3 0,02 mg L-1. El potencial morfogenético de explantes de raíz, peciolo, hoja, nudo y entrenudo fue investigado con la finalidad de desarrollar un protocolo confiable de regeneración de plantas. La conservación e intercambio internacional de germoplasma in vitro también fue realizado, entre Perú, Brasil y Ecuador.

In the New World the genus Piper (Piperaceae) contains at least 500 species in which many biologically active compounds were identified; is why the study of the chemistry and biosynthesis in members of this genus are of interest, and here techniques in vitro tissue culture plays a fundamental role. The aim of this work was to establish several in vitro culture systems in different Piper species in order to propagate clonally and regenerate by direct organogenesis for the establishment the field plants, the conservation and international germoplasm exchange. The seed germination achieved approximately 20 - 99% after 4 weeks of culture. The micropropagation was performed on MS culture medium supplemented with sucrose (3%), IAA (0,02 mg L-1) and GA3 (0,02 mg L-1). Callus induction and morphogenetic potential of root, petiole, leaf, node and internode explants was investigated to develop a reliable plant regeneration protocol. The in vitro germplasm conservation and international germplasm exchange also was realized, between Perú, Brazil and Ecuador.

Factors affecting establishment success of the endangered Caribbean cactus Harrisia portoricensis (Cactaceae)

Early plant stages may be the most vulnerable within the life cycle of plants especially in arid ecosystems. Interference from exotic species may exacerbate this condition. We evaluated germination, seedling survival and growth in the endangered Caribbean cactus Harrisia portoricensis, as a function of sunlight exposure (i.e., growing under open and shaded areas), different shade providers (i.e., growing under two native shrubs and one exotic grass species), two levels of predation (i.e., exclusion and non-exclusion) and variable microenvironmental conditions (i.e., temperature, PAR, humidity). Field experiments demonstrated that suitable conditions for germination and establishment of H. portoricensis seedling are optimal in shaded areas beneath the canopy of established species, but experiments also demonstrated that the identity of the shade provider can have a significant influence on the outcome of these processes. Harrisia portoricensis seedlings had higher probabilities of survival and grew better (i.e., larger diameters) when they were transplanted beneath the canopy of native shrubs, than beneath the exotic grass species, where temperature and solar radiation values were on average much higher than those obtained under the canopies of native shrubs. We also detected that exclusión from potential predators did not increase seedling survival. Our combined results for H. portoricensis suggested that the modification of microenvironmental conditions by the exotic grass may lower the probability of recruitment and establishment of this endangered cactus species. Rev. Biol. Trop. 60 (2): 867-879. Epub 2012 June 01.

Las etapas iniciales de las plantas parecen ser las más vulnerables de su ciclo de vida, especialmente en ecosistemas áridos. Interferencias de especies exóticas pueden exacerbar esta condición. Evaluamos la germinación, supervivencia y crecimiento de plántulas del cactus en peligro de extinción Harrisia portoricensis, en función de la exposición a la luz solar, diferentes proveedores de sombra, exclusión de potenciales depredadores y condiciones micro-ambientales variables. Los experimentos demostraron que las condiciones adecuadas para la germinación y el establecimiento de plántulas de H. portoricensis son óptimas en áreas de sombra, bajo el dosel de especies establecidas, pero también demostraron que la identidad de los proveedores de sombra puede tener una influencia significativa sobre los resultados de estos procesos y que la exclusión de depredadores no aumentó la probabilidad de supervivencia de las plántulas. Las plántulas de H. portoricensis tuvieron mayores probabilidades de supervivencia y crecieron mejor cuando fueron transplantadas bajo la sombra de los arbustos nativos que bajo la sombra del pasto exótico, donde la temperatura y la radiación solar fueron en promedio mucho mayores que las obtenidas bajo la sombra de los arbustos nativos. Nuestros resultados sugieren que las modificaciones de las condiciones micro-ambientales por este pasto exótico pueden disminuir la probabilidad de reclutamiento y establecimiento de esta especie en peligro.

Seed germination and seedling growth of two Pseudobombax species (Malvaceae) with contrasting habitats from Brazilian Cerrado

Pseudobombax tomentosum and P. longiflorum are common trees in the Cerrado region, but the former species is more common in forest edges while the later is present in open cerrado areas. This work aimed to investigate differences in seed germination and seedling growth in these species, from seed collected from Cerrado areas in Central Brazil. For this, a seed germination experiment was designed and included four replicates with 25 seeds per species; seeds were randomly distributed in the germination chamber. To evaluate initial seedling growth, seedlings height was measured up to 67 days after seedling emergence; besides, some of these seedlings were grown for biomass evaluation during nine months. Results showed that seeds of the two species had the same germinability (near 100%) and mean germination time (ca. 12 days). However, P. longiflorum showed a more spread seed germination through time, with higher values of coefficient of variation in germination time and uncertainty index; and lower values of synchronization than P. tomentosum. The two species showed basically the same growth pattern, but lower values for height of apical meristem, diameter of underground structures (mostly roots), dry mass of shoots, underground structure and total mass of seedlings in P. tomentosum were obtained, compared to P. longiflorum. Both species allocated more dry mass to underground structures in detriment of shoot. This probably allows resprouting behavior which prevents hydric stress and detrimental fire action typical of the open Cerrado areas. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1915-1925. Epub 2011 December 01.

Pseudobombax tomentosum y P. longiflorum son árboles comunes en la región del Cerrado, pero la primera especie es más común en los bordes del bosque mientras que el segundo está presente en áreas abiertas del cerrado. Este trabajo tuvo como objetivo investigar las diferencias en la germinación de las semillas y el crecimiento de ambas especies. Los individuos fueron recolectados en áreas del Cerrado, la región de savanas neotropicales en el centro de Brasil. Fueron utilizados para cada especie cuatro repeticiones con 25 semillas cada una para el experimento de germinación, distribuidas al azar en la cámara de germinación a 25ºC. Las plántulas fueron evaluadas en cuanto al crecimiento inicial hasta 67 días después de la emergencia de la plántula. Algunas plantas se mantuvieron para la evaluación de la biomasa durante nueve meses, y luego se mideron para evaluar diferencias en el crecimiento y distribución de masas entre especies. Ambas presentaron la misma capacidad germinativa (cerca de 100%) y tiempo medio de germinación (alrededor de 12 días). Sin embargo, P. longiflorum presentó una germinación más dispersa en el tiempo, con valores más altos de coeficiente de variación de tiempo de germinación y el índice de incertidumbre, y valores más bajos de la sincronización que P. tomentosum. Las dos especies demostraron básicamente el mismo patrón de crecimiento, pero P. tomentosum presentó valores más pequeños en la altura del meristemo apical, diámetro de las estructuras subterráneas (sobre todo las raíces), masa seca de la estructura aérea, estructura subterránea y plántulas en comparación con P. longiflorum. Ambas especies asimilaron más masa seca en las estructuras subterráneas en detrimento de las aéreas. Esto probablemente permite una conducta de rebrote que evita el estrés hídrico y la acción perjudicial de incendios típicos de las zonas del cerrado abierto.