Chemical and morpho-functional aspects of the interaction between a Neotropical resin bug and a sticky plant

Rubus adenotrichos is an Andean blackberry plant bearing glandular trichomes which secrete an adhesive exudate. The resin bug Heniartes stali is frequently found on this plant and collects this exudate using the forelegs to enhance its preying capacity. Here, we describe the morphology of the plant's glandular trichomes with the aid of light and scanning electron microscopy, as well as the chemical components of the exudate by histochemical and gas chromatography-mass spectrometry analysis. We have also combined behavioral observations with the analysis of the insect leg morphology to identify possible morpho-functional adaptations evolved by H. stali for collecting the sticky secretions. Glandular trichomes exhibited a multicellular long stalk and a calyx-shaped head with radially aligned cells. The composition of the resinous fluid was mainly terpenes and phenolics, which may contribute to its sticky properties. Brush-like structures on the tibia of forelegs in H. stali suggests an adaptive trait for collecting the trichomes exudate. A profusely hair-covered area on metatibiae operated as a resin storage structure. Abundant pore-like openings were observed in the cuticle of this area through which substances could be conceivably secreted to prevent resin hardening. These findings combine morphological and chemical features of a fascinating insect-plant interaction in the Neotropics.

Rubus adenotrichos es una planta de mora andina que contiene tricomas glandulares los cuales secretan un exudado pegajoso. El chinche de las resinas Heniartes stali se encuentra con frecuencia en esta planta recogiendo el exudado con sus patas delanteras para mejorar su capacidad en la captura de las presas. En este trabajo empleamos microscopía de luz y microscopía electrónica de barrido para describir la morfología de los tricomas. Los constituyentes químicos del exudado fueron estudiados mediante técnicas histoquímicas, de cromatografía de gases y espectrometría de masas. También combinamos observaciones del comportamiento del insecto en la recolección y almacenamiento del exudado con el análisis de la morfología de sus patas, empleando microscopía de luz y microscopía electrónica de barrido para identificar las posibles adaptaciones morfo-funcionales desarrolladas para la manipulación de estas secreciones adhesivas. Los tricomas glandulares exhibieron un tallo largo multicelular y una cabeza glandular en forma de cáliz con células alineadas radialmente. El fluido resinoso estaba compuesto principalmente por terpenos y compuestos fenólicos, los cuales parecen contribuir con sus propiedades adhesivas. La presencia de estructuras tipo pincel en las puntas de las tibias de las patas delanteras sugieren un carácter adaptativo para recoger el exudado de los tricomas. También describimos un área en las patas traseras profusamente cubierta de pelos, que funcionaban como estructuras de almacenamiento de la resina. En la cutícula de éstas observamos abundantes aberturas similares a poros y sugerimos que a través de ellos se secretan sustancias que impiden el endurecimiento de la resina almacenada. Estos hallazgos aportan información sobre características morfológicas y químicas de un novedoso modelo de interacción insecto-planta en el neotrópico.

Estudio farmacobotánico de Ipomoea purpurea (L) Roth (Convolvulaceae) / Pharmacobotanical study of Ipomoea purpurea (L.) Roth (Convolvulaceae)

Ipomoea purpurea (L.) Roth (Convolvulaceae) es una especie que se desarrolla en las zonas tropicales de ambos hemisferios. Por el atractivo de sus flores pertenece al grupo conocido como "Common morning glory", especies empleadas por diversos grupos nativos en rituales mágico - religiosos y popularmente como alucinógeno, analgésico, antiinflamatorio y purgante, entre otros. Dada la gran similitud de I. purpurea con otras especies del mismo género (características ecológica, morfológicas y fitoquímicas), se plantean actualmente discusiones de identificación incluso a nivel taxonómico. El objetivo de este estudio es determinar las principales características diagnósticas para la identificación de I. purpurea y registrar sus atributos morfoanatómicos generales. Se trabajó con material fresco proveniente de INTA Castelar y ejemplares de herbario. Se analizaron las hojas, tallos, raíces, flores y semillas. Se realizaron disociados leves, fuertes, raspados, reducción a polvo, cortes transversales, improntas de epidermis y peeling. Se realizaron reacciones histoquímicas para almidón, lípidos y antocianos. El material se observó mediante microscopía de luz clara, contraste de fase (DIC) y luz polarizada y se realizó microscopía cuantitativa. Entre los caracteres principales pueden mencionarse: en las hojas, epidermis con estomas paracíticos y anomocíticos, tricomas tectores unicelulares de tres tamaños diferentes, tricomas glandulares pluricelulares, drusas. En los tallos se observaron los mismos tricomas que en las hojas y tubos laticíferos. En la raíz, laticíferos, almidón y drusas. En la flor, tricomas tectores similares a los de las hojas pero con base ensanchada y tricomas glandulares, drusas, antocianinas y granos de polen equinados-pantoporados. En las semillas, esclereidas, lípidos, granos de almidón de diferente tamaño y de formas esférica y ovoidal, ambos con hendidura presente, drusas y cavidades, aparentemente, de tipo esquizógeno. Los tres tamaños diferentes de tricomas tectores, los tricomas glandulares y las cavidades presentes en la semilla constituyen la primera observación para esta especie. Este estudio proporciona datos relevantes para I. purpurea y provee elementos de diagnóstico para ser empleados en la diferenciación respecto de otras especies taxonómicamente afines. (AU)

Essential oil from Chenopodium ambrosioides L: secretory structures, antibacterial and antioxidant activities / Óleo essencial de Chenopodium ambrosioides L: estruturas secretoras, atividade antibacteriana e antioxidante

The aim of this study was to evaluate the antibacterial and antioxidant activities of essential oil from Chenopodium ambrosioides L. and to determine its secretory structures. The essential oil was extracted through the hydrodistillation technique using a modified Clevenger apparatus (2 hours) and chemically characterized by GC/MS and GC-FID. The antioxidant activity was determined by monitoring the reduction of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) and by the oxidation of the ß-carotene/linoleic acid system. The evaluation of antibacterial activity was performed by the agar cavity diffusion technique using the microorganisms Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli and Salmonella Cholerasuis. The characterization of trichomes was accomplished by Scanning Electron Microscopy (SEM) and histochemical tests with Nadi and Sudan IV reagents. The antioxidant activity demonstrated by the ß-carotene/acid linoleic test, with IC50 = 455.7 µg mL-1. This oil also presented antibacterial activity for both Gram-negative and Gram-positive bacteria. The minimal inhibitory concentration ranged 62.5 to 250 µL mL-1. The presence of terpenes in the glandular trichomes was observed, suggesting that the essential oil is secreted by these structures.

Objetivou-se neste trabalho avaliar as atividades antibacteriana e antioxidante do óleo essencial de Chenopodium ambrosioides L. e determinar as suas estruturas secretoras. A extração do óleo essencial foi realizada pelo método de hidrodestilação, utilizando o aparelho de Clevenger modificado com duração de 2 horas, sendo, posteriormente, analisado por CG/EM e CG-DIC. A atividade antioxidante foi determinada monitorando-se a redução do radical livre DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazila) e utilizando o ensaio de oxidação do sistema ß-caroteno/ácido linoleico. A avaliação da atividade antibacteriana foi realizada por meio da técnica difusão cavidade em ágar, utilizando os micro-organismos Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Escherichia coli e Salmonella Cholerasuis. A caracterização dos tricomas foi realizada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e pelos testes histoquímicos com os reagentes de Nadi e Sudan IV. A atividade antioxidante foi evidenciada pelo teste ß-caroteno/ácido linoleico, com CI50 455,7 µg mL-1. O óleo também apresentou atividade antibacteriana tanto para bactérias Gram -negativas como para Gram-positivas. A concentração mínima inibitória do mesmo variou entre 62,5 e 250 µL mL-1. Constatou-se a presença de compostos terpênicos nos tricomas glandulares, inferindo-se que o óleo essencial seja secretado nessas estruturas.

Essential oil and trichome density from Origanum majorana L. shoots affected by leaf age and salinity / Óleo essencial e densidade do tricoma dos rebentos da Origanum majorana L. afetados pela idade da folhagem e pela salinidade

Essential oil (EO) from Origanum majorana L. (Lamiaceae) shoots, extracted by hydrodistillation from plant cultivated under control and salt conditions. Essential oil composition was determined by GCMS. Plant material was harvest at three vegetative stages; early (EVS), late (LVS) and early flowering (P.F.S). Essential oil yield were 0.11% and 0.071 for E.V.S, 0.19% to 0.37% for L.V.S 0.23% and 0.47% for P.F.S, at the control and in the presence of 75 mM NaCl, respectively. Salt stress and development of vegetative stage affected the formation of the major compounds: cis-sabinene hydrate and terpinene-4-ol. Leaves were observed with scanning electron microscope (SEM), to determined trichomes number, size and distribution. Results showed that globular trichome density decrease with leaf maturity but increased with salinity.

O óleo essencial (OE) de Origanum majorana L. (Lamiaceae) foi extraído, através de hidrodestilação, de plantas cultivadas sob condições controladas e salinas. A composição do óleo essencial foi determinada por GC-MS. O material vegetal foi coletado em três estádios vegetativos: precoce (EVS), tardio (L.V.S) e floração precoce (PFS). O rendimento do óleo essencial foi de 0,11% e 0,071% para S.V.S, 0,19% e 0,37% para L.V.S, 0.23% e 0,47% para P.F.S, para o controle e na presença de NaCl 75 mM, respectivamente. O estresse salino e desenvolvimento vegetativo de rendimento afetou a formação dos principais compostos: cis-sabineno hidratado terpineno- 4-ol. As folhas foram observadas em microscópio eletrônico de varredura (MEV), para determinar o número de tricomas. Os resultados mostraram que a densidade globular do tricoma diminui com a maturidade da folha mas aumenta com a salinidade.

Calicinal trichomes of Adenocalymma magnificum (Bignoniaceae) producing lipophilic substances: ultrastructural and functional aspects / Tricomas calicinales de Adenocalymma magnificum (Bignoniaceae) que producen sustancias lipofílicas: aspectos ultraestructurales y funcionales

Plant structures that secrete lipids and phenolic compounds are often associated with the protection and development of organs against desiccation, in addition to the protection they provide against animals, as the capitate trichomes of Adenocalymma magnificum. Understanding the glandular activities that occur in these trichomes has required the study of their ontogeny, structure, ultrastructure and histochemical aspects; the interpretation of their ecological functions or evolutionary history is complicated by the scarcity of reports on calicinal trichomes that are not nectar-secreting. Samples of floral calyx in anthesis and flower buds at different stages of development were fixed and processed according to the methods for light and electron microscopy. The trichomes are randomly distributed throughout the entire inner surface of the calyx and are also visible on the flower buds. These capitate glandular trichomes were composed of a peduncle, having up to nine cells, and a multicellular secretory head with their cells in columnar format and arranged in disc form. The collar cell, which is under the secretory head, divides anticlinally and arranges itself side by side with the mother cell. As they develop, they bend with some of them becoming adpressed to the calyx. Histochemical tests indicate that the secretory head cells produce lipid substances, acidic lipids and phenolic compounds. In the secretory head, the vacuome is dispersed and the cytoplasm possesses a great number of smooth endoplasmic reticulum and leucoplasts, organelles involved in the production of osmiophilic substances. In some regions of the secretory cells, cuticle detachment was observed; however, the accumulation of secretions was not observed. This study describes, for the first time, the origin, development, and secretion process of the calicinal trichomes of Adenocalymma magnificum, showing that production of lipophilic substances is important for this plant, possibly the trichomes may be involved in the plant’s chemical defense against insects, offering protection against herbivores. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 537-544. Epub 2015 June 01.

Las estructuras que secretan lípidos y compuestos fenólicos estan frecuentemente asociadas a la protección y desarrollo de órganos que protegen contra la desecación, además de la protección que estas proporcionan contra el ataque de animales. Los tricomas capitados de Adenocalymma magnificum son estructuras de este tipo. Para comprender las actividades glandulares que ocurren en estos tricomas es necesario estudiar su ontogenia, estructura, ultraestructura y aspectos histoquímicos. La interpretación de sus funciones ecológicas o historia evolutiva es compleja, y pocos son los estudios que se enfocan en los tricomas calicinales no secretores de néctar. Las muestras del cáliz floral en antesis y botones florales en diferentes estadios de desarrollo fueron fijadas y procesadas de acuerdo con los métodos para microscopia de luz y electrónicos. Los tricomas de A. magnificum están aleatoriamente distribuidos en toda la extensión de la superficie interna del cáliz, también observados en los botones florales. Estos tricomas son glandulares capitados, compuestos de un pedúnculo largo que posee hasta nueve células y una cabeza secretora multicelular, con células en columnares dispuestas en disco. La célula del collar, que esta sobre las células de la cabeza secretora, se divide anticlinalmente organizándose lado a lado con las células madre. Con el crecimiento de los tricomas, estos mismos se curvan y algunos quedan adpresos al cáliz. Las pruebas histoquímicas indicaron que las células de la cabeza secretora producen sustancias lipídicas, lípidos ácidos y compuestos fenólicos. En la cabeza secretora la vacuoma esta dispersa y posee abundante retículo endoplasmático liso y leucoplastos, los cuales son organelos involucrados en el proceso de producción de sustancias osmiofílicas. En algunas regiones de las células secretoras la distensión de la cutícula fue observada, sin embargo, no fue verificada la acumulación de secreción. Este trabajo describe por primera vez el origen, desarrollo y proceso de secreción de tricomas calicinales de A. magnificum, mostrando que la producción de substancias lipofílicas es importante para esta especie, ofreciendo posiblemente protección contra la herbivoría.

Morphological and micromorphological characteristics of Desmodium fruits (Leguminosae: Papilionoideae)

The genus Desmodium is represented in Santa Catarina State, Brazil, by 13 species, all with lomentaceous fruits. Shape, size and isthmus margin of loments vary, while the surface is glabrous, or covered by trichomes of different types. Morphological diversity of trichomes becomes particularly relevant to taxonomic description. The trichome types present on the surface of Desmodium fruits provide data for the identification and classification of species in the State. To assess this, three fruits of each species were collected and deposited at two herbaria, HBR and FLOR, in Santa Catarina, Brazil. Some rehydrated samples were examined using light microscopy (LM); and some sections were exposed to the following histochemical reagents: Sudan III for oils and Thionine for mucilage. The structural aspects of trichomes can be classified into uni- or multicel- lular and may still be simple, i.e., nonglandular or glandular. Using scanning electron microscopy (SEM), five types of trichomes were identified and analyzed among the Desmodium species studied: uncinate, uniseriate, globose multicellular, globose unicellular and subulate. Characteristics, such as loment margin and article form, glabrescent or pillous indument, trichome type, with or without papillous epidermal cells and epicuticular striations, showed relevant diagnostic value. An identification key was developed for Desmodium species from Santa Catarina State, Brazil, based on macro and micromorphological characters of the fruit.

Características morfológicas y micromorfológicos de frutos Desmodium (Leguminosae: Papilionoideae). El género Desmodium está representado en Santa Catarina, Brasil, por 13 especies, todas con frutos lomentaceos. Los lomentos han tenido variación en forma, tamaño y características del margen del istmo, y la superficie es glabra o cubierta por tricomas de diferentes tipos. La diversidad morfológica de los tricomas se vuelve particularmente relevante para la descripción taxonómica. Los tipos de tri- comas presentes en la superficie de los frutos Desmodium, proporcionan datos para la identificación y clasificación de las especies en el Estado de Santa Catarina, Brasil. Tres frutos de cada especie fueron recogidos y depositados en el Herbario (HBR y FLOR, Santa Catarina, Brasil). Algu- nas muestras fueron rehidratadas y examinadas usando microscopía de luz (LM), las secciones fueron expuestas a los siguientes reactivos histoquímicos: Sudan III para los aceites y Tionina para mucílago. Los aspectos estructurales de los tricomas se pueden clasificar en uni o multicelulares y pueden todavía ser simples, es decir, no glandular o glandular. Por medio del uso de la microscopía elec- trónica de barrido (SEM), cinco tipos de tricomas se han identificado y analizado entre las especies de Desmodium estudiadas: uncinado, uniseriado, globoso multicelular, globoso unicelular y subulado. Características como el margen del lomento y la forma del artículo, indumento glabrescente o piloso, tipo de tricomas con o sin células epidérmicas papilosas, y estrías epicuticulares mostraron valor de diagnóstico relevante. La clave de identificación fue desarrollada para especies de Desmodium del Estado de Santa Catarina, Brasil, basado en caracteres macro y micromorfológicos del fruto.

Leaf anatomical features of three Theobroma species (Malvaceae s.l. ) native to the Brazilian Amazon / Caracteres anatômicos foliares de três espécies de Theobroma (Malvaceae s.l. ) nativas da Amazônia Brasileira

Theobroma species have economic importance due to their use in the cosmetic and food industries, mainly in the production of chocolate. However, the anatomy of their vegetative structures remains poorly studied. The goal of this study was to describe the anatomical features of Theobroma grandiflorum, T. speciosum and T. subincanum to contribute to the biological knowledge of these species, as well as provide support to the biotechnological studies of native fruit plants of the Amazon. Leaves at different developmental stages were collected and analyzed under light microscopy and scanning electron microscopy. Sessile and stalked stellate trichomes and digitiform glandular trichomes were observed in the expanded leaves of T. grandiflorum and T. subincanum. These species were also similar in the morphology of the midrib, the organization of the mesophyll and the presence of starch grains in the midrib pith cells. Claviform glandular trichomes and mucilage cells in the epidermis occurred only in the expanded leaves of T. speciosum. The presence of mucilage secretory trichomes in shoot apices (colleters) of all species is a new finding for the genus Theobroma.

As espécies de Theobroma têm importância econômica devido a sua utilização nas indústrias cosmética e alimentícia, principalmente na produção de chocolate. Entretanto, a anatomia de suas estruturas vegetativas permanece pouco conhecida. O presente estudo teve por objetivo descrever as características anatômicas de Theobroma grandiflorum, T. speciosum e T. subincanum, como contribuição ao conhecimento biológico dessas espécies, bem como, fornecer subsídios aos estudos biotecnológicos de fruteiras nativas da Amazônia. Folhas em diferentes estágios de desenvolvimento foram coletadas e analisadas sob microscopia de luz e eletrônica de varredura. Nas folhas expandidas de T. grandiflorum e T. subincanum foram observados tricomas dos tipos estrelado séssil, pedunculado e glandular digitiforme. Estas espécies também foram similares quanto à morfologia da nervura central, à organização do mesofilo e à presença de grãos de amido no parênquima medular da nervura central. Tricomas glandulares claviformes e células mucilaginosas na epiderme do limbo foliar ocorreram somente em T. speciosum. A presença de tricomas secretores de mucilagem nos ápices vegetativos (coléteres) de todas as espécies estudadas é um novo registro para o gênero Theobroma.

Ontogênese foliar em Lavoisiera mucorifera Mart. & Schrank ex DC. (Melastomataceae) / Leaf ontogenesis in Lavoisiera mucorifera Mart. & Schrank ex DC. (Melastomataceae)

A ontogênese foliar associada a análises histométricas podem fornecer respostas conclusivas sobre a obtenção da forma da folha, assim como detalhes estruturais que podem ser usados como subsídio taxonômico para Melastomataceae. Assim, o objetivo deste estudo foi descrever a ontogenia foliar de Lavoisiera mucorifera, elucidando os processos de origem e desenvolvimento dos tecidos e formato das folhas. Folhas de diferentes estágios de desenvolvimento foram coletadas e processadas conforme técnicas usuais em anatomia vegetal. No primeiro nó nota-se a origem da lâmina a partir dos meristemas marginais e submarginais, bem como diferenças nos processos de divisão e expansão celular nas regiões mediana e apical, que proporcionam o formato lanceolado da folha. A partir do segundo nó observa-se que o sistema fundamental origina-se a partir das camadas adaxial, mediana e abaxial do mesofilo. Nos terceiro e quarto nós observa-se principalmente a formação de nervuras de terceira e quarta ordens. A partir do quinto nó, os tecidos estão completamente diferenciados sendo observados os caracteres: folhas isolaterais, cutícula espessa, epiderme unisseriada, estômatos anomocíticos, além de drusas e células esclerênquimáticas no mesofilo. Nossos resultados complementam os poucos estudos anatômicos na família, especialmente ao descrever a morfologia e desenvolvimento das emergências e tricomas.

The leaf ontogenesis associated to histometric analyzes can provide conclusive answers about the leaf shape formation, as well structural details that could be used as taxonomic subsidy in Melastomataceae. Our purpose was to describe the leaf ontogenesis of Lavoisiera mucorifera, and the processes cell elongation in leaf shape formation. Leaves of different developmental stages were collected and processed according to usual techniques in plant anatomy. At first nodethe origin of the leaf lamina from the sub-marginal and marginal meristems as well as differences in the processes of cell division and expansion in the middle and apical providing the format lanceolate leaf shape. At second node is observed that the ground system develops from adaxial, abaxial and median layers. At third and fourth nodes is observed mainly the vein ramification. From the fifth node the tissues are completely differentiated being observed characters like isobilateral leaves, thick cuticle, uniseriate epidermis, anomocytic stomata and druse e sclerenchymatic cells in the mesophyll. Our results also complement the few anatomical studies the family to describe the morphology and development of trichomes and emergences.

Biological aspects of Aphis gossypii Glõver, 1877 (Hemiptera: Aphididae) on colored lint cotton cultivars / Aspectos biológicos de Aphis gossypii Glõver, 1877 (Hemiptera: Aphididae) em cultivares de algodoeiro com fibra colorida

This paper outlines the results of a study into the biological aspects of Aphis gossypii Glõver on colored cotton cultivars through the construction of life tables. In addition, we evaluate the influence of density of gossypol glands and trichomes of leaves on the biology of the aphid. Tests were conducted in a climate chamber at 25 ± 2C, with relative humidity (RH) at 70 ± 10%, and a photophase of 12 hours, using the cultivars BRS Rubi, BRS Safira, and BRS Verde. Newly hatched nymphs were individually isolated in petri dishes containing leaf discs of cotton cultivars on a layer of water-agar (1%) of approximately 5 mm thick. An evaluation of the trichomes and gossypol gland densities of the cotton leaf plants was performed under a stereomicroscope, delimited to an area of 1 cm², and a count and identification of those on the surface was made. The feed substrates that were evaluated influenced the nymphal stage of A. gossypii. BRS Verde provided the shortest duration and BRS Safira was the longest during this phase. The cultivar BRS Verde, with the lowest density of trichomes, provided a large number of nymphs and led to a higher net reproductive rate (R0). Given these results, conclusions can be drawn that the colored cotton cultivars influence the duration of nymphal and adult stages of A. gossypii. The cultivar with a high density of trichomes on leaves (BRS Safira) adverse [...]

Este trabalho teve por objetivos estudar aspectos biológicos de Aphis gossypii em cultivares de algodoeiro de fibra colorida, construir tabelas de vida e avaliar a influência da densidade de tricomas e glândulas de gossipol das folhas das plantas na biologia do pulgão. Os ensaios foram conduzidos em câmara climatizada regulada a 25 ± 2C, UR de 70 ± 10% e fotofase de 12 horas, utilizando-se as seguintes cultivares: BRS Rubi, BRS Safira e BRS Verde. Ninfas recém-nascidas foram isoladas individualmente em placas de Petri contendo discos foliares de algodoeiro das cultivares sobre uma lâmina de ágar-água (1%) de aproximadamente 5 mm. A avaliação da densidade de tricomas e de glândulas de gossipol das folhas das plantas foi realizada sob microscópio estereoscópico, delimitando-se uma área de 1 cm² e, em seguida, realizando-se a contagem e identificação dos mesmos nessa superfície. Os substratos alimentares avaliados influenciaram a fase ninfal de A. gossypii, sendo que a BRS Verde proporcionou menor tempo de duração e a BRS Safira, o maior período desta fase. A cultivar BRS Verde com a menor densidade de tricomas proporcionou elevada produção de ninfas e a maior taxa líquida de reprodução (R0). Diante dos resultados, conclui-se que as cultivares de algodoeiro colorido influenciam o tempo de duração da fase ninfal e adulta do pulgão A. gossypii. A cultivar com elevada densidade [...]

Influência de citocininas na micropropagação de Mentha x gracilis Sole / Cytokinin influence on Mentha x gracilis Sole micropropagation

Mentha x gracilis Sole é um híbrido que produz óleos essenciais ricos em monoterpenos. Tendo em vista a propagação clonal desta planta, segmentos nodais provenientes de plantas assépticas, foram cultivados em meio de Murashige e Skoog (MS) suplementado com 0; 0,5; 1,0 e 2,0 µM de cinetina, benzilaminopurina (BAP) ou thidiazuron (TDZ). Após 30 dias, as plantas foram transferidas para meio MS não suplementado com citocinina. Os melhores resultados foram obtidos em meio suplementado com 2 µM de TDZ, mostrando ser método viável para a produção rápida de grande número de mudas. Após a transferência das plantas para a casa de vegetação, as plantas propagadas com TDZ apresentam maior número de tricomas glandulares.

Mentha x gracilis Sole is a hybrid that produces essential oils rich in monoterpenes. Aimed at the clonal propagation of this plant, nodal segments from aseptic plants were cultured in Murashige and Skoog (MSO) medium supplemented with 0; 0.5; 1.0 and 2.0 µM kinetin, benzyl adenine (BAP) or thidiazuron (TDZ). After 30 days, plants were transferred to MOS medium without cytokinin supplementation. The best results were obtained in medium supplemented with 2 µM TDZ, which proved to be a viable method for the rapid production of a large number of seedlings. After transference to the greenhouse, plants propagated with TDZ had a larger number of glandular trichomes.

Análise de crescimento e anatomia foliar da planta medicinal Ageratum conyzoides L. (Asteraceae) cultivada em diferentes substratos / Growth analysis and leaf anatomy of the medicinal plant Ageratum conyzoides L. (Asteraceae) grown on different substrates

Ageratum conyzoides L. (Asteraceae) é uma espécie herbácea que ocorre em áreas de cerrado e, por se tratar de planta medicinal, é cultivada em escala familiar. O objetivo deste trabalho foi estudar possíveis alterações no desenvolvimento das plantas quando cultivadas em solos com texturas diferentes (solo de cerrado, franco arenoso ou solo de terra roxa, muito argiloso). Foram analisados aos 40, 70 e 90 dias, o comprimento do caule e da raiz, massa seca da parte aérea (caule e folhas) e das raízes, número de folhas e área foliar; além de parâmetros anatômicos foliares, como a densidade de tricomas. Os resultados mostraram que os comprimentos do caule e da raiz aumentaram no decorrer do experimento, independentemente do substrato (com exceção do comprimento da raiz de plantas cultivadas em solo de terra roxa). Porém, o comprimento do caule foi sempre maior nas plantas cultivadas em solo de cerrado, enquanto o comprimento da raiz foi significativamente maior somente aos 90 dias de cultivo neste solo. As biomassas secas da raiz e do caule também foram maiores nas plantas cultivadas em solo de cerrado por 70 e 90 dias, respectivamente. A massa seca foliar foi maior nas plantas cultivadas em solo de cerrado a partir dos 70 dias de experimento. Esse aumento foi devido ao maior número de folhas produzidas e a maior área foliar dessas plantas. No geral, a anatomia foliar não diferiu, porém o número de tricomas glandulares foi maior nas plantas cultivadas em solo de cerrado. Os resultados indicaram que esta espécie tem melhor desenvolvimento quando cultivada em solo mais arenoso.

Ageratum conyzoides L. (Asteraceae) is a herbaceous species found in cerrado areas and grown in family scale since it is a medicinal plant. The aim of this work was to study possible alterations in the plant development when grown in soils presenting different textures (a sandy-loam cerrado soil, or a very clayish red earth soil). At 40, 70 and 90 days, stem and root length, shoot (stem and leaves) and root dry matter, number of leaves and leaf area were evaluated, in addition to leaf anatomical parameters, such as trichome density. Stem and root length increased over the experiment under any substrate (except root length of plants grown on red earth soil). However, stem length was always higher in plants grown on cerrado soil, whereas root length was significantly higher only at 90 days of cultivation on this same soil. Root and stem dry biomass were also higher in plants grown on cerrado soil at 70 and 90 days, respectively. Leaf dry matter was higher in plants grown on cerrado soil from 70 days of experiment. This increase was due to the larger number of produced leaves and the higher leaf area of those plants. In general, leaf anatomy does not differ; however, the number of glandular trichomes was larger in plants grown on cerrado soil. Such results indicated that this species had a better development when grown on sandier soils.

Within tree distribution of a gall-inducing Eurytoma (Hymenoptera, Eurytomidae) on Caryocar brasiliense (Caryocaraceae) / Distribuição espacial de galhas induzidas por Eurytoma (Hymenoptera, Eurytomidae) em plantas de Caryocar brasiliense (Caryocaraceae)

For the first time, we identified the insect herbivore that induces one of the most conspicuous galls on the leaves of Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae), a widespread, typical cerrado woody plant of large economic importance. The gall inducing organism is a new and undescribed species of Eurytoma sp. (Hymenoptera, Eurytomidae). Furthermore, we recorded its spatial distribution within C. brasiliense trees. More Eurytoma galls were found on the eastern tree slope, followed the southern and northern slopes. More galls were found in the interior of the tree crown, i.e., on the proximal portion of the stems compared to the terminal portion. At the leaf level, more galls were found on the median region compared to the distal or proximal, perhaps due to the lower trichome density found in there. Leaf colonization by Eurytoma sp. may initiate at the leaf margin but after colonization reaches 50 percent the central portion starts to be colonized.

Pela primeira vez foi identificado o inseto herbívoro que induz uma das galhas foliares mais conspícuas em Caryocar brasiliense Camb. (Caryocaraceae), uma planta amplamente distribuída no Cerrado brasileiro e de relevante importância econômica. O galhador identificado, preliminarmente, como uma nova espécie ainda não descrita de Eurytoma (Hymenoptera, Eurytomidae). Além disso, foi observado a distribuição espacial desse galhador na copa das árvores de C. brasiliense. O lado leste da planta apresentou maior abundância de galhas de Eurytoma sp. seguido pelos lados sudeste e nordeste. No interior da copa houve um maior número de galhas em relação à porção mais externa. Em relação às folhas, a maior abundância ocorreu na porção mediana comparada às regiões proximal e distal, provavelmente devido ao menor número de tricomas na porção mais central da folha. Após colonizar cerca de 50 por cento das folhas marginais Eurytoma sp. inicia a colonização das folhas na porção central da folha.

Anatomia foliar de plantas de alfavaca-cravo cultivadas sob malhas coloridas / Leaf anatomy of alfavaca-cravo plants cultivated under colored nets

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.

Morfologia foliar de Theobroma grandiflorum Schum / Foliar morphology of Theobroma grandiflorum Schum

As folhas de Theobroma grandiflorum Schum. são morfologicamente descritas. A espécie apresenta elementos histológicos comuns para a família, destacando-se tipos de tricomas, estômatos e contornos das células epidérmicas em visão frontal. Empregou-se microscopia eletrônica de varredura para a caracterização de segmentos foliares jovens, em que ficou evidenciada a presença de tricomas estrelados nas superfícies adaxial e abaxial dos mesmos. As folhas de cupuaçu são hipoestomáticas com número elevado de estômatos anomocíticos. As nervuras principais apresentaram-se desprovidas de tricomas, com estômatos esparsamente distribuídos.

The cupuassu leaves are morphologically described. The species present common histological elements in the family, showing types of trichomes, stomata and epidermal cells on the surface view. Young foliar segments were photographed with scanning electron microscopy, where trichomes with star form were detected in the adaxial and abaxial epidermis. The cupuassu leaves are hypostomatic with high numbers anomocytic stomata. The main veins of the cupuassu leaves did not show trichomes, and stomata were sparsely distributed.

Morphological, anatomical, macro and micromolecular markers for Solanum cernuum identification

The plants consumed as remedy by the population may have imprecise taxonomical identification. If these plants are used for the production of phytomedicines such misidentification may affect the quality of the product. Hereby, we describe markers for identification of the entire plant or grounded plant material or the crude extract of Solanum cernuum Vell. (Solanaceae). Specimens from four localities were collected, analyzed and compared. Morphological characters were used to identify the plant when it is not grounded or extracted. However, when the plant material is grounded, the set of trichomes may be used as anatomical marker. The region ITS1, 5.8S and ITS2 of the nuclear ribosomal DNA was cloned and sequenced. The sequence, with length of about 600 base pairs, being 48.1 percent AT , was deposited in GenBank under the accession number DQ837371. Once this sequence is specific to S. cernuum, it was used as marker for this species. For the crude extract, chromatographic profiles of the leaves extracts were obtained by thin layer chromatography (TLC) and high performance liquid chromatography (HPLC). Two flavonoids were isolated and identified as quercitrin and afzelin. So, this study presents morphological, anatomical, macro and micromolecular markers to identify S. cernuum.

Plantas consumidas como remédio nem sempre são identificadas taxonomicamente de maneira correta. Se estas plantas forem utilizadas para obtenção de uma droga vegetal ou um fitoterápico, tal erro pode afetar a qualidade do produto final. Neste trabalho são descritos marcadores para a identificação de Solanum cernuum Vell. (Solanaceae), esteja a planta íntegra, triturada ou como extrato bruto. Indivíduos de quatro localidades de Minas Gerais foram coletados, analisados e comparados. Os caracteres morfológicos foram utilizados para a planta íntegra. Para a planta triturada, o conjunto dos tricomas foi utilizado como marcador anatômico. Um marcador macromolecular também foi determinado. Para tal a região ITS1, 5.8S e ITS2 do DNAr foi clonada e seqüenciada. A seqüência, com cerca de 600 pares de bases dos quais 48,1 por cento são AT, foi depositada no GenBank sob o número de acesso DQ837371. Por ser uma seqüência específica para S. cernuum, ela pode ser usada como marcador desta espécie. Para o extrato bruto foram determinados perfis cromatográficos de extratos das folhas por cromatografia em camada delgada e por cromatografia líquida de alta eficiência. Dois flavonóides foram isolados e identificados como quercitrina e afzelina. Assim, neste trabalho foram determinados marcadores morfológicos, anatômicos, macro e micromoleculares para identificar S. cernuum.

Stem and leaf anatomy of Plectranthus neochilus Schltr., Lamiaceae

Plectranthus neochilus Schltr. is an aromatic herb named " boldo" or " boldo-gambá" and employed for treating hepatic insufficiency and dyspepsia in folk medicine. This paper has investigated its stem and leaf anatomy, in order to contribute for the medicinal plant identification. The botanical material was prepared according to standard microtechniques. The stem has quadrangular transection and, in secondary growth at the level analyzed, shows uniseriate epidermis and numerous trichomes. The glandular ones are capitate and peltate. The former has short unicellular or long multicellular stalk and uni- or bicellular head. The latter presents short stalk and eight-celled ovoid head. The non-glandular trichomes are multicellular, uniseriate and coated with granular cuticle. It is observed angular collenchyma, cambia forming phloem outward and xylem inward, and perivascular fiber caps next to the phloem. The blade has uniseriate epidermis coated with striate cuticle, diacytic stomata on both surfaces, numerous trichomes similar to the stem ones, and homogeneous mesophyll. The midrib shows one or two collateral bundles and the petiole has many of them distributed as an open arc.

Plectranthus neochilus Schltr. é uma erva aromática denominada boldo ou " boldo-gambá" e empregada no tratamento de insuficiência hepática e dispepsia na medicina popular. Este trabalho investigou a anatomia caulinar e foliar, com a finalidade de contribuir na identificação dessa planta medicinal. O material botânico foi preparado de acordo com microtécnicas usuais. O caule tem secção transversal quadrangular e, em crescimento secundário no nível analisado, exibe epiderme unisseriada e numerosos tricomas. Os tricomas glandulares são capitados e peltados. Os primeiros têm pedicelo curto e unicelular ou longo e pluricelular e cabeça uni ou bicelular. Os peltados apresentam pedicelo curto e cabeça ovóide com oito células. Os tricomas tectores são pluricelulares, unisseriados e recobertos com cutícula granulosa. Observam-se colênquima angular, câmbio vascular formando floema em direção centrífuga e xilema para o centro, e calotas de fibras perivasculares apostas ao floema. A lâmina foliar tem epiderme uniestratificada revestida por cutícula estriada, estômatos diacíticos em ambas as superfícies, numerosos tricomas similares aos do caule e mesofilo homogêneo. A nervura central possui um ou dois feixes vasculares colaterais e o pecíolo apresenta vários feixes colaterais em arco aberto.

Detection of flavonoids in glandular trichomes of Chromolaena species (Eupatorieae, Asteraceae) by reversed-phase high-performance liquid chromatography

In this work, twelve flavonoids were detected in glandular trichomes of two species of Chromolaena through the glandular microsampling technique and HPLC-UV-DAD analysis. This is the first time that the accumulation of flavonoids in glandular trichomes of the genus Chromolaena is reported. Based on the results, we suggest that this technique can be an useful tool in the search of new compounds with medicinal properties as well as in chemotaxonomic studies of Eupatorieae.

Neste trabalho 12 flavonóides foram detectados nos tricomas glandulares de duas espécies de Chromolaena através do emprego da técnica de microamostragem de tricomas glandulares, associada à análise por CLAE. Esta é a primeira vez que se relata o acúmulo de flavonóides em tricomas glandulares no gênero. Com base nos resultados obtidos, podemos sugerir que esta técnica pode ser uma ferramenta útil na busca de substâncias com propriedades medicinais e em estudos quimiotaxonômicos de Eupatorieae.

Morphological characterization of the trichomes on the leaves and stem of two Lamiaceae species known popularly as false-boldus - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i2.445 / Caracterização morfológica dos tricomas foliares e caulinares de duas espécies de Lamiaceae conhecidas popularmente como falso-boldo - DOI: 10.4025/actascibiolsci.v29i2.445

The morphoanatomical description of vegetable species, for medical purpose, is necessary to foreground the analyses of quality control in the pharmacognostic laboratories. The objective of this study was to analyze two Lamiaceae species known as false-boldus (Plectranthus barbatus and P. grandis), characterizing and quantifying the trichomes present in their leaves and stems. For the morphoanatomical analyses transverse sections of the leaves, petiole, and stem were prepared, using common techniques of plant morphology and anatomy for the preparation of semi-permanent slides, stained with astra blue and safranin. Analyses revealed that the leaves of both species are morphologically similar, but differ with regard to dimensions. The glandular trichomes found were: peltate, short-capitate and long-capitate; and tectors (simple uniseriate with two or more cells in the base). With few exceptions, all five trichomes types were observed in the leaves, petiole and stem, and the averages obtained for P. grandis significantly were superior to the ones found in the P. barbatus organs, except for the trichome simple tector which was more abundant in the stem of the second specie.

As descrições morfoanatômicas das espécies vegetais, com finalidade medicamentosa, são necessárias para embasar as análises de controle de qualidade nos laboratórios de farmacognosia, tendo este estudo o objetivo de analisar duas espécies de Lamiaceae conhecidas como falso-boldo: Plectranthus barbatus e P. grandis, que caracterizam e quantificam os tricomas presentes em suas folhas e caule. Para as análises morfoanatômicas foram preparadas seções transversais do limbo, pecíolo e entrenós do caule, utilizando-se de técnicas usuais de morfologia e anatomia vegetal para a preparação de laminário semipermanente, tendo como corantes o azul de astra e a safranina. As análises revelaram que as folhas de ambas as espécies são morfologicamente semelhantes, mas diferindo quanto às dimensões do limbo. Os tipos de tricomas glandulares encontrados foram: peltado, captado-longo e captado-curto; e tectores: simples unisseriados com duas ou mais células na base. Com algumas exceções, todos os cinco tipos de tricomas foram observados no limbo, pecíolo e entrenós do caule, tendo P. grandis números médios significativamente superiores aos encontradas nos órgãos de P. barbatus, com exceção do tricoma tector simples, mais abundante no caule da segunda espécie.

Adaptations of two specialist herbivores to movement on the hairy leaf surface of their host, Solanum guaraniticum Hassl (Solanaceae)

Plant trichomes can difficult the attachment and movement of small insects. Here, we examine the hypothesis that the success on the use of densely haired hosts by two cassidine species is determined by differential morphology and behavior. Larvae of Gratiana graminea (Klug, 1829) and Gratiana conformis (Boheman, 1854) move on the leaf surface of their host, Solanum guaraniticum Hassl by anchoring their tarsungulus on the trichome rays or by inserting the tarsungulus tip directly into epidermis. This kind of movement is only possible due to a similar tarsungulus shape among the species. Tarsungulus growth pattern is also similar between species, being relatively small on the posterior aperture, matching the diameter of the host plant trichome rays. The tarsungulus shape associated with differences on ontogenetic growth and attachment pattern allow these two Cassidinae larvae to efficiently move on the pubescent leaf surface of their host.

Os tricomas foliares podem dificultar a fixação e o movimento de pequenos insetos. Neste trabalho, testamos a hipótese de que o sucesso na exploração de plantas com folhas densamente cobertas por tricomas é determinado pela morfologia e comportamento diferenciados em duas espécies de cassidíneos. As larvas de Gratiana graminea (Klug, 1829) e Gratiana conformis (Boheman, 1854) se movem sobre a superfície foliar de sua hospedeira, Solanum guaraniticum Hassl através do ancoramento de seus tarsúngulos no raio dos tricomas estrelados da planta ou da inserção da ponta desta estrutura diretamente na epiderme. Tais tipos de movimento só são possíveis devido à forma dos tarsúngulos, a qual é similar nas duas espécies. O padrão de crescimento dos tarsúngulos das espécies estudadas é também similar e apresenta-se relativamente menor na abertura posterior, correspondente ao diâmetro dos raios dos tricomas estrelados. A forma dos tarsúngulos, associada às diferenças no seu padrão de crescimento permite às larvas destas duas espécies de Cassidinae se moverem com eficiência sobre a superfície pubescente de sua planta hospedeira.

Oviposition preference of Neoleucinodes elegantalis (Guenée) (Lepidoptera: Crambidae) and rates of parasitism by Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae) on Lycopersicon esculentum in São José de Ubá, RJ, Brazil / Preferência de oviposição de Neoleucinodes elegantalis (Guenée) (Lepidoptera: Crambidae) e taxas de parasitismo por Trichogramma pretiosum Riley (Hymenoptera: Trichogrammatidae) em Lycopersicon esculentum em São José de Ubá, RJ

Neoleucinodes elegantalis (Guenée) is one of the most important pests in several tomato growing regions of Brazil. The neonate larva enters the fruit shortly after eclosion, a characteristic that limits the effectiveness of insecticides and biological control agents. A better understanding of the cues that elicit or inhibit host-plant location and oviposition by N. elegantalis could lead to novel control strategies. Our findings indicate that N. elegantalis deposited 89 percent of its eggs on small fruits (23.1±0.95 mm), and that 76 percent of the eggs were placed on the first four basal fruits within the fruit cluster. The average number of eggs/egg mass was 2.9±0.17 (range 1-13), and approximately 70 percent of these were deposited in a single oviposition bout. The percentage of plants with one or more egg mass increased from 11.8 to 100 percent during a 10-wk monitoring period in 1996, and from 8.7 to 80 percent during a 9-wk period in 1997. At the end of the growing season in 1996, when the number of plants on which N. elegantalis eggs were found was increasing and pesticide applications were declining, the egg parasitoid Trichogramma pretiosum Riley, was observed and collected. During the last three sampling dates of 1996, parasitism rates increased from 2.4 to 28.7 percent. However, no egg parasitoids were found during the following autumn to winter growing season of 1997.

Neoleucinodes elegantalis (Guenée) é uma praga importante em diversas regiões tomaticultoras do Brasil. Logo após a eclosão, a larva penetra rapidamente no fruto, característica que limita a efetividade dos inseticidas e do controle biológico. O maior entendimento dos sinais que estimulam ou inibem a localização do hospedeiro e a oviposição por N. elegantalis permitiria o desenvolvimento de novas estratégias de controle. Observou-se que a mariposa depositou 89 por cento de seus ovos em frutos pequenos (23,1±0,95 mm) e que 76 por cento dos ovos foram colocados sobre os quatro primeiros frutos basais da penca de tomates. A média do número de ovos/massa de ovos foi de 2,9±0,17 (intervalo de 1 a 13) e aproximadamente 70 por cento desses ovos foram depositados de uma só vez. A percentagem de plantas com uma ou mais massas de ovos aumentou de 11,8 por cento para 100 por cento durante o período de dez semanas de monitoramento em 1996, e de 8,7 para 80 por cento durante o período de nove semanas de amostragem em 1997. No final da safra de 1996, quando o número de plantas contendo ovos de N. elegantalis estava aumentando e as aplicações de pesticidas estavam diminuindo, um parasitóide de ovos, Trichogramma pretiosum Riley, foi coletado. Durante as últimas três datas de amostragem de 1996, a taxa de parasitismo aumentou de 2,4 para 28,7 por cento. Entretanto, na passagem do outono para o inverno da safra de 1997, parasitóides de ovos não foram encontrados.