First record of Vanilla labellopapillata (Orchidaceae: Vanilloideae) in the state of Amazonas, Brazil

The first record of Vanilla labellopapillata is presented for the state of Amazonas, Brazil, in the region of Manaus, now the western limit of the species, which was previously known only from the type locality in the state of Pará. A brief description is provided and taxonomic and ecological aspects of the species are discussed in the light of this new finding. (AU)

Efecto de la interacción luz-agua sobre la fotosíntesis de la Vanilla planifolia (Orchidaceae) / Light-water interaction effect on photosynthesis of the Vanilla planifolia (Orchidaceae)

Introducción: La vainilla (Vanilla planifolia Andrews) es una planta CAM de gran importancia económica en el mercado mundial de saborizantes y aromatizantes. Por ser una planta hemiepífita que inicialmente crece en el sotobosque sombreado y posteriormente asciende hasta el dosel, se aclimata a diferentes condiciones de radiación y humedad. La posibilidad de extender su cultivo a zonas secas donde sea menor la incidencia de enfermedades, dependerá de su respuesta a períodos prolongados de sequía. Objetivo: Evaluar los efectos de la interacción entre la radiación y la humedad sobre los parámetros de la fotosíntesis y funcionamiento del CAM de plantas de vainilla en sus fases iniciales de desarrollo vegetativo, y determinar si las condiciones de radiación en las que crece la planta pueden ayudar a moderar los efectos negativos de la sequía. Métodos: Se evaluaron plantas de vainilla que crecieron con riego durante 18 meses en casetas con iluminación relativa (IR) de 8, 17, 31 y 67 %; posteriormente se suspendió el riego y se fueron deshidratando durante 94 días hasta alcanzar un contenido de humedad crítico (contenido hídrico relativo, CHR ≤ 50 %), y finalmente se reinició el riego durante 22 días; se evaluó el efecto de estos procesos sobre la asimilación de CO2, la acidez titulable y la eficiencia cuántica del Fotosistema II (Fv/Fm). Resultados: Bajo condiciones intermedias de IR (17 % y 31 %), la asimilación de CO2 y laacumulación nocturna de ácidos orgánicos presentaron la menor afectación por el déficit hídrico, así como la mejor recuperación luego de la rehidratación. El CHR se vio más afectado por la disponibilidad de agua en el tejido vegetal, mientras que Fv/Fm lo fue por el ambiente de radiación. Los efectos combinados de estrés hídrico y alta radiación ocasionaron daños irreversibles en la fotosíntesis para el tratamiento de IR de 67 %. Conclusiones: En las plantas de vainilla, el impacto negativo de la sequía sobre los parámetros de la fotosíntesis fue mayor en alta radiación; sin embargo, en condiciones de baja radiación también aumentó la susceptibilidad de las plantas a la sequía, en comparación con los ambientes de radiación intermedia, en los cuales la densidad de flujo de fotones media fue de 340 μmol m-2 seg-1 (17 % de IR) y 620 μmol m-2 seg-1 (31 % de IR). Estos resultados sugieren el potencial de cultivar vainilla en zonas con sequía estacional bajo sistemas productivos de baja tecnificación, manteniendo estas condiciones de radiación.

Introduction: Vanilla planifolia Andrews is a CAM plant of economic importance in the global market of flavorings and essences. Being a hemiepiphyte which initially grows in the shady understory and later climbs to the canopy, it acclimates to different conditions of radiation and humidity. The possibility of extending this crop to dry areas where the incidence of diseases is lower will depend on the response to prolonged periods of drought. Objective: To evaluate the effects of the interaction of radiation and humidity on the parameters of photosynthesis and operation of CAM of vanilla plants, and to determine if the radiation environment could help to moderate the negative effects of drought. Methods: We evaluated well-watered vanilla plants grown for 18 months in relative illumination (RI) of 8, 17, 31 and 67 %, which underwent dehydration for 94 days until reaching critical water content (relative water content, RWC < 50 %) and then rehydration for 22 days; variables evaluated were: CO2 assimilation, titratable acidity, and quantum efficiency of Photosystem II (Fv / Fm). Results: Under intermediate conditions of radiation (17 % and 31 % RI), CO2 assimilation and nocturnal accumulation of organic acids were less affected by water deficit and also showed the best recovery after rehydration. The RWC was most affected by the water available in plant tissue, while Fv / Fm was affected by radiation. The combined effects of water stress and high radiation caused irreversible damage to photosynthesis for the 67 % RI treatment. Conclusions: In vanilla plants, the negative impact of drought on photosynthetic parameters was greater in high radiation; however, in low radiation conditions the susceptibility of plants to drought also increased, as compared to intermediate radiation environments, which were under a mean photon flux density of 340 µmol m-2 s-1 (17 % IR) and 620 µmol m-2 s-1 (31 % IR). These results suggest the potential for growing vanilla in areas with seasonal drought under low-tech production systems, maintaining these radiation conditions.

Distribución potencial y características geográficas de poblaciones silvestres de Vanilla planifolia(Orchidaceae) en Oaxaca, México / Potential distribution and geographic characteristics of wild populations ofVanilla planifolia(Orchidaceae) Oaxaca, Mexico

ResumenLos especímenes silvestres de Vanilla planifolia G. Jack forman parte del acervo genético primario, los cuales solo se han reportado en Oaxaca, México. Por ello se evaluó la distribución de esta especie con el objetivo de ubicar y describir características ecológicas en zonas potenciales de distribución. La metodología empleada consistió de cuatro etapas: 1) Elaboración de una base de datos con registros de herbario;2) Construcción de la distribución potencial basado en los registros históricos de herbario para la especie, mediante el modelo de máxima entropía (Maxent), con el uso de 22 variables bioclimáticas como predictoras; 3) Realización de búsquedas sistemáticas de individuos in situ con base en los registros de herbario y las áreas de distribución potencial en 24 municipios, para conocer la situación y la distribución del hábitat actual, y 4) Descripción mediante factores ambientales de los nichos ecológicos potenciales generados por MaxEnt. La revisión de las colecciones de herbarios reportó un total de 18 registros de V. planifolia, comprendidos entre 1939 y 1998.La búsqueda sistemática de individuos en campo ubicó 28 plantas distribuidas en 12 sitios sobre 95 364 Km2. Las variables que contribuyeron con mayor valor porcentual para determinar la estimación del modelo de distribución potencial en vainilla son precipitación del periodo más lluvioso (61.9 %), régimen de humedad del suelo (23.4 %) y precipitación del cuatrimestre más lluvioso (8.1 %). El hábitat potencial de la especie se distribuyó en cuatro zonas; trópico húmedo del golfo de México, templado húmedo, trópico húmedo y templado húmedo del pacifico. La precipitación anual osciló de 2 500 a 4 000 mm, con lluvias en verano y porcentaje de precipitación invernal de 5 a 10 %. El régimen de humedad y clima predominantes fueron údico tipo I (330 a 365 días de humedad) y cálido húmedo (Am/A(C) m). Las plantas se ubicaron en altitudes de 200 a 1 190 msnm, en laderas accidentadas, que por lo general están al pie de sistemas montañosos de 1 300 a 2 500 metros de altitud. En condiciones naturales la distribución de la especie no se limita a selva alta perennifolia, dado que se ubicó en bosque mesófilo de montaña y bosque tropical perennifolio. La ubicación de nuevos especímenes de V. planifolia en condiciones silvestres reduce un 66 % del área potencial de distribución, y la fragmenta, al pasar de ser una zona continua a convertirse en tres zonas geográficamente separadas. La reducción del hábitat se debió a un aumento en el número de plantas ubicadas, lo que define las condiciones ambientales a un nivel más exacto. Por lo anterior, se pueden emprender o diseñar acciones de conservación enfocadas a áreas más específicas dentro del estado de Oaxaca, México.

AbstractWild specimens of Vanilla planifolia represent a vital part of this resource primary gene pool, and some plants have only been reported in Oaxaca, Mexico. For this reason, we studied its geographical distribution within the state, to locate and describe the ecological characteristics of the areas where they have been found, in order to identify potential areas of establishment. The method comprised four stages: 1) the creation of a database with herbarium records, 2) the construction of the potential distribution based on historical herbarium records for the species, using the model of maximum entropy (MaxEnt) and 22 bioclimatic variables as predictors; 3) an in situ systematic search of individuals, based on herbarium records and areas of potential distribution in 24 municipalities, to determine the habitat current situation and distribution; 4) the description of the environmental factors of potential ecological niches generated by MaxEnt. A review of herbarium collections revealed a total of 18 records of V. planifolia between 1939 and 1998. The systematic search located 28 plants distributed in 12 sites in 95 364 Km2. The most important variables that determined the model of vanilla potential distribution were: precipitation in the rainy season (61.9 %), soil moisture regime (23.4 %) and precipitation during the four months of highest rainfall (8.1 %). The species potential habitat was found to be distributed in four zones: wet tropics of the Gulf of Mexico, humid temperate, humid tropical, and humid temperate in the Pacific. Precipitation oscillated within the annual ranges of 2 500 to 4 000 mm, with summer rains, and winter precipitation as 5 to 10 % of the total. The moisture regime and predominating climate were udic type I (330 to 365 days of moisture) and hot humid (Am/A(C) m). The plants were located at altitudes of 200 to 1 190 masl, on rough hillsides that generally make up the foothills of mountain systems, with altitudes of 1 300 to 2 500 masl. In natural conditions, distribution of the species is not limited to high evergreen forests, since it was also found in mountain mesophyll and tropical evergreen forests. The location of new specimens of V. planifolia in its wild condition reduces the potential distribution area by 66 %. This area is fragmented into three geographically separated areas. Habitat reduction was due to the increased number of located plants that define the environmental conditions into a more accurate level. Conservation actions can thus be designed and implemented, focusing on more specific areas within the state of Oaxaca, Mexico.

Microbial production of biovanillin

This review aims at providing an overview on the microbial production of vanillin, a new alternative method for the production of this important flavor of the food industry, which has the potential to become economically competitive in the next future. After a brief description of the applications of vanillin in different industrial sectors and of its physicochemical properties, we described the traditional ways of providing vanillin, specifically extraction and chemical synthesis (mainly oxidation) and compared them with the new biotechnological options, i.e., biotransformations of caffeic acid, veratraldehyde and mainly ferulic acid. In the second part of the review, emphasis has been addressed to the factors most influencing the bioproduction of vanillin, specifically the age of inoculum, pH, temperature, type of co-substrate, as well as the inhibitory effects exerted either by excess substrate or product. The final part of the work summarized the downstream processes and the related unit operations involved in the recovery of vanillin from the bioconversion medium.