Early harvest increases post-harvest physiological quality of Araucaria angustifolia (Araucariaceae) seeds

ResumenAraucaria angustifolia es una conífera nativa de Brasil y una especie en peligro de extinción. Sus semillas tienen un corto período de viabilidad, factor que contribuye a su vulnerabilidad. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la calidad fisiológica durante el período de desarrollo y post-almacenamiento de semillas de A. angustifolia. Conos de A. angustifolia fueron recolectados en poblaciones naturales en Curitibanos, Santa Catarina, Brasil, en marzo, abril, mayo y junio y clasificados en los estadios de desarrollo cotiledonar i, ii y iii de acuerdo con el mes de recolecta. Un total de 10 conos fueron recolectados para cada estadio. Las semillas fueron almacenadas en refrigerador durante 60 y 120 días y posteriormente sometidas a pruebas de germinación (25 °C - fotoperiodo de 12 h) siendo evaluados el contenido de humedad, tetrazolio y el vigor (conductividad eléctrica [75 mL de agua destilada a 25 °C], índice de velocidad de germinación, y la longitud de la parte aérea y de la raíz). Durante el desarrollo de las semillas, el contenido de humedad se redujo desde el estadio cotiledonar (66.54 %) al estadio iii (47.44%), y el vigor aumentaron en el último estadio. Durante el almacenamiento, el contenido de humedad en el estadio cotiledonar y estadio i fue estable. Entretanto, las semillas almacenadas mostraron una reducción en el contenido de humedad después de 120 días en los estadios ii y iii. La calidad fisiológica en el estadio cotiledonar mostró un aumento de 86 % y 93 % de germinación después de 60 y 120 días de almacenamiento, respectivamente, a diferencia de los estadios ii y iii, los cuales mostraron una disminución en la viabilidad de las semillas y en el vigor después del almacenamiento. La conductividad eléctrica fue mayor para las semillas en estadio cotiledonar recién recolectadas que para aquellas almacenadas durante 60 y 120 días. Sin embargo, en otras estadios, el contenido de lixiviados después de 120 días de almacenamiento aumentó con el avance del período de recolecta. El índice de velocidad de germinación y la longitud de la parte aérea y raíz después del almacenamiento eran más altos para las semillas en el estadio cotiledonar y el estadio i, a diferencia del estadio ii y iii, los cuales tenían raíz y parte aérea de menor longitud durante el almacenamiento. Por lo tanto, el mantenimiento del contenido de humedad de la semilla durante el almacenamiento fue variable y depende del período de recolecta. Además, la calidad fisiológica de las semillas difiere entre los estadios más tempranos o tardíos. Una recolección precoz favoreció la calidad fisiológica de las semillas, y puede ser una estrategia para aumentar la conservación de semillas de A. angustifolia.

AbstractAraucaria angustifolia is a conifer native to Brazil and is an endangered species. Since this species seeds have a short period of viability, its vulnerability is higher. Thus the aim of this study was to evaluate the physiological quality of A. angustifolia seeds during the development and post-storage periods. For this, cones of A. angustifolia were collected from a natural population in Curitibanos, Santa Catarina, Brazil, in March, April, May and June 2012. The collected seeds were classified into developmental stages of cotyledonary, i, ii and iii according to the month of collection; a total of 10 cones were collected for each stage. Seeds were stored in a refrigerator for 60 and 120 days, and were submitted to a chamber germination test (25 °C-photoperiod 12 h). Additionally, seeds were tested for moisture content (105 °C for 24 hours), tetrazolium (0.1 % for 1 hour) and vigor (electric conductivity [75 mL distilled water at 25 °C], germination speed index, and shoot and root length). Our results showed that during seed development, moisture content decreased from the cotyledonary stage (66.54 %) to stage iii (49.69 %), and vigor increased in the last stage. During storage, moisture content at cotyledonary stage and stage i was stable. On the other hand, stored seeds exhibited a decrease in moisture content after 120 days at stages ii and iii. Physiological quality at the cotyledonary stage resulted in an increased germination rate of 86 % and 93 % after 60 and 120 days of storage, respectively; unlike stages ii and iii exhibited a decrease in seed viability and vigor after storage. Electrical conductivity was higher for fresh seeds at the cotyledonary stage, than for those stored for 60 and 120 days. However, in other stages, released leachate content after 120 days of storage, increased with the advance of the collection period. Germination speed index and shoot and root lengths after storage were highest for seeds at the cotyledonary stage and stage i; unlike stages ii and iii which had short root and shoot lengths during storage. Thus, the maintenance of seed moisture content during storage was variable and dependent on the period of collection. Furthermore, the physiological quality differed among earlier and later stages. Early collection favored seed physiological quality, and may be a strategy for better conservation of A. angustifolia seeds. Rev. Biol. Trop. 64 (2): 885-896. Epub 2016 June 01.

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.

Germination and soil seed bank traits of Podocarpus angustifolius (Podocarpaceae): an endemic tree species from Cuban rain forests

Podocarpus angustifolius is an endangered recalcitrant-seeded small tree, endemic to mountain rain forests in the central and Pinar del Río regions in Cuba. In this study, the germination patterns of P. angustifolius seeds were evaluated and the nature of the soil seed bank was determined. Using a weighted two-factor design, we analyzed the combined germination response to seed source (i.e. freshly matured seeds directly collected from trees versus seeds extracted from soil samples) and pretreatment (i.e. seed water-immersion for 48h at room temperature). Germination was delayed for four weeks (≈30 days) in all cases, regardless of both factors analyzed. Moreover, nine additional days were necessary to achieve high germination values (in the case of fresh, pretreated seeds). These results overall may indicate the existence of a non-deep simple morphophysiological dormancy in P. angustifolius seeds. The water-immersion significantly enhanced seed germination, probably as a result of the hydration of recalcitrant seeds. Although germination of seeds extracted from soil samples was low, probably due to aging and pathogen effects throughout the time of burial, the study revealed the existence of a persistent soil seed bank (at least short-termed) of ≈42 viable seeds per m² in the upper 10cm of soil. Such a record is noteworthy since references to persistent soil seed banks in recalcitrant-seeded species are scarce in the literature. The population consequences derived from the formation of persistent soil seed banks in this endangered species are discussed. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1061-1069. Epub 2011 September 01.

Podocarpus angustifolius es un árbol endémico de los bosques lluviosos de la región de Pinar del Río y la parte central de Cuba, que se encuentra en peligro de extinción. En este estudio se evaluó la germinación de sus semillas y la naturaleza del banco de semillas del suelo. Específicamente, se analizó la respuesta germinativa de las semillas a dos factores: su procedencia (recolectadas directamente de los árboles versus extraídas de muestras de suelo) y el pretratamiento (inmersión en agua durante 48h a temperatura ambiente). La germinación no comenzó hasta las cuatro semanas (≈30 días) en todos los casos. Además, fueron necesarios 9 días más para alcanzar un valor elevado de germinación (en el caso de semillas recolectadas del árbol con pretratamiento), lo que parece indicar la existencia de un letargo de tipo morfofisiológico simple no profundo. El pretratamiento incrementó significativamente la germinación, posiblemente por hidratación de las semillas recalcitrantes. El estudio demostró la existencia de un banco de semillas persistente en el suelo, al menos de corta duración de ≈42 semillas viables por m² en los 10 primeros cm del suelo. Dicho hallazgo es destacable, ya que los casos descritos en la literatura sobre bancos persistentes en especies con semillas recalcitrantes son escasos. Además, se discute la importancia que tiene para esta especie amenazada la existencia de un banco de semillas persistente.