Growth and functional leaf traits of coppice regrowth of Bertholletia excelsa during an El Niño event in the central Amazon / Crescimento e características funcionais foliares de rebrotas de Bertholletia excelsa durante um evento de El Niño na Amazônia Central

The most severe drought of this century in the Amazon rainforest, which was caused by El Niño, occurred from 2015 to 2016. With a focus on the ecophysiology of the regrowth of the Brazil nut tree, Bertholletia excelsa, it was investigated how the progression of the drought of 2015-2016 affected the physiological traits of the coppice regrowth of B. excelsa. The experiment was carried out in a ten-year-old plantation of Brazil nut trees, which had been subjected to thinning and coppice regrowth two years earlier. In the sprouts grown on the stumps of cut trees, the following treatments were applied: (T1) thinning to one sprout per stump; (T2) thinning to two sprouts per stump, and (T3) maintenance of three sprouts per stump. Thinning treatments did not alter the growth and ecophysiological traits of the Brazil nut tree sprouts, though the phosphorus content of the leaves was higher in T1. However, the progression of the drought in 2015-2016 negatively affected the growth (height) and gas exchange of sprouts of all treatments. In addition, an increase of around 37% was observed in the intrinsic wateruse efficiency. Concerning photochemical performance, no alterations were observed. Therefore, drought stress promoted a negative effect on sprout growth and affected traits related to the photosynthesis of the B. excelsa sprouts independently of the number of sprouts per stump.(AU)

A seca mais severa deste século na floresta amazônica, causada por El Niño, ocorreu de 2015 a 2016. Com foco na ecofisiologia da rebrota da castanheira da Amazônia, foi investigado como a progressão da seca de 2015-2016 afetou as características fisiológicas das rebrotas de uma talhadia de B. excelsa. O experimento foi realizado em uma plantação de castanheiras com dez anos, a qual havia sido submetida a um desbaste e rebrota de talhadia dois anos antes. Nas rebrotas crescidas sobre os tocos das árvores cortadas foram aplicados os seguintes tratamentos: (T1) desbrota para manter um broto por cepa; (T2) desbrota para manter dois brotos por cepa; e (T3) manutenção de três brotos por cepa. Os tratamentos de desbrota não alteraram o crescimento e as características ecofisiológicas dos brotos da castanheira, exceto para o teor foliar de fósforo, que foi maior em T1. Porém, a progressão da seca em 2015-2016 afetou negativamente o crescimento em altura e as trocas gasosas dos brotos de todos os tratamentos. Além disso, foi observado um aumento de cerca de 37% na eficiência intrínseca do uso da água. Quanto ao desempenho fotoquímico, não foram observadas alterações. Portanto, o estresse hídrico promoveu efeito negativo no crescimento da brotação e afetou características relacionadas à fotossíntese das brotações de B. excelsa, independentemente do número de brotações por cepa.(AU)

Spatial distribution pattern and diameter structure of Protium Burm. f. in Iratapuru river sustainable development reserve, Amapá, Brazil / Padrão de distribuição espacial e estrutura diamétrica de Protium Burm. f. na reserva de desenvolvimento sustentável do Rio Iratapuru, Amapá, Brasil

The present work aims to determine the spatial distribution pattern of Protium Burm. f and the diametric structure of these species in a dense tropical submontane rainforest along the Sustainable Development Reserve (SDR) of the Iratapuru river. The area of study was divided into three plateau compartments called Mane Preto Sierra, Banco Grande Sierra and Alaska Sierra. In each plateau compartment it was settled a single area transect with 1,000 x 20 m, where DAP ≥ 10 cm of the entire Protium population within the transects was measured. The data was processed in the specific software Mata Nativa 2. There were inventoried Protium tenuifolium, Protium altsoni, Protium polybotryum subsp. blackii and Protium paniculatum var. riedelianum. Most individuals concentrated in smaller diametric classes, decreasing progressively to a lesser extent in larger classes. It can be concluded that the population has medium size and its vertical structure is characterized by the presence of three strata, however, its phytocenoses is defined by two clear constants: the first groups individuals of up to 15 m of height and forms the uniform and dominant stratum; the second is composed by emerging up to 35 m high and whose diameter structure shows a population in dynamic balance.

Este trabalho tem como objetivo determinar o padrão de distribuição espacial de Protium Burm. f e estrutura diamétrica dessas espécies em uma floresta tropical densa submontana ao longo da reserva de desenvolvimento sustentável (RDS) do rio Iratapuru. A área estudada foi dividida em três compartimentos de planaltos denominados Serra Mane Preto, Serra Banco Grande e Serra Alaska. Em cada compartimento de planalto instalou-se transecto de área única com 1.000 x 20 m, onde foi mensurado o DAP ≥ 10 cm de toda população de Protium dentro dos transectos. Os dados foram processados em softwares específicos Mata Nativa 2. Foram inventariados Protium tenuifolium, Protium altsonii, Protium polybotryum subsp. blackii e Protium paniculatum var. riedelianum. A maior parte dos indivíduos concentrou-se nas menores classes diamétricas, diminuindo progressivamente até atingir menor proporção nas maiores classes. Pode-se concluir que a população apresenta porte mediano, sua estrutura vertical caracteriza-se pela presença de três estratos; no entanto, sua fitocenose define-se por dois contínuos bem evidentes; o primeiro agrupa indivíduos com até 15 m de altura e forma o estrato uniforme e dominante; o segundo é composto por emergentes com até 35 m de altura e que a estrutura diamétrica evidencia uma população em equilíbrio dinâmico.

Prospeção de inibidores de serinoproteinases em folhas de leguminosas arbóreas da floresta Amazônica / Prospecting serine proteinase inhibitors in leaves from leguminous trees of the Amazon forest

Os inibidores de proteinases são proteínas extensivamente investigadas nos tecidos de estocagem, mas pouco prospectadas em outros tecidos vegetais. O objetivo deste estudo foi detectar a presença de inibidores de serinoproteinases em extratos foliares de quinze espécies de leguminosas arbóreas da Amazônia. As espécies estudadas foram: Caesalpinia echinata, C. ferrea, Cedrelinga cateniformis, Copaifera multijuga, Dinizia excelsa, Enterolobium contortisiliquum, E. maximum, E. schomburgkii, Leucaena leucocephala, Ormosia paraensis, Parkia multijuga, P. pendula, P. platycephala, Swartzia corrugata e S. polyphylla. Folhas foram coletadas, secas a 30ºC durante 48 h, trituradas e submetidas à extração com NaCl (0,15 M, 10 por cento p/v) resultando no extrato total. Ensaios foram executados para determinar a concentração de proteínas e detectar a atividade inibitória contra a tripsina e quimotripsina bovina. Os teores de proteínas bruta e solúvel nos extratos foliares variaram de 7,9 a 31,2 por cento e 1,3 a 14,8 por cento, respectivamente. A atividade inibitória sobre a tripsina e quimotripsina foi observada em todos os extratos foliares. Contudo, nos extratos de E. maximum, L. leucocephala, P. pendula, S. corrugata e S. polyphylla a inibição foi maior sobre a tripsina, enquanto o extrato de P. multijuga foi mais efetivo contra a quimotripsina. Nós concluímos que nos extratos foliares de leguminosas arbóreas têm inibidores de serinoproteinases e exibem potencial aplicações biotecnológicas.

The proteinase inhibitors are proteins extensively investigated in tissue storage, but few prospected in other plant tissues. The aim of this study was to detect the presence of serine proteinase inhibitors in leaf extracts from fifteen species of leguminous trees of the Amazon forest. The species studied were Caesalpinia echinata, C. ferrea, Cedrelinga cateniformis, Copaifera multijuga, Dinizia excelsa, Enterolobium contortisiliquum, E. maximum, E. schomburgkii, Leucaena leucocephala, Ormosia paraensis, Parkia multijuga, P. pendula, P. platycephala, Swartzia corrugata and S. polyphylla. Leaves were collected, dried at 30ºC for 48 h, crushed and subjected to extraction with NaCl (0.15 M, 10 percent w/v), resulting in the total extract. Tests were performed to determine the concentration of proteins and to detect of inhibitory activity against bovine trypsin and chymotrypsin. The content of crude and soluble protein in leaf extracts varied from 7.9 to 31.2 percent and 1.3 to 14.8 percent, respectively. The inhibitory activity on trypsin and chymotrypsin was observed in all leaf extracts. However, in extracts of E. maximum, L. leucocephala, P. pendula, S. corrugata and S. polyphylla, the inhibition was greater on trypsin, while extract of P. multijuga was more effective against chymotrypsin. We conclude that leaf extracts of leguminous trees have serine proteinase inhibitors and show potential biotecnological applications.

Análise dos transientes da fluorescência da clorofila a de plantas jovens de Carapa guianensis e de Dipteryx odorata submetidas a dois ambientes de luz / Analysis of chlorophyll a fluorescence transients of young plants of Carapa guianensis and Dipteryx odorata submitted to two light environments

Espécies arbóreas tropicais estão quase sempre sob alta irradiância na Amazônia. O elevado fluxo energético pode ser decisivo para o sucesso ou fracasso no estabelecimento inicial das plantas no campo. O objetivo deste trabalho foi investigar as respostas de plantas jovens de andiroba (Carapa guianensis Aubl) e cumaru (Dipteryx odorata (Aublet) Willd) expostas a dois ambientes de luz (sombra e sol). O experimento foi conduzido em Manaus-AM, Brasil (3º8'S, 59º52'W). As análises dos transientes da fluorescência da clorofila a e os parâmetros relacionados foram obtidos em folhas intactas e saudáveis no período entre 10:00 e 12:00h. A curva OJIP indicou que ambas as espécies expostas à alta irradiância apresentaram fotoinibição após 45 dias de experimento. Plantas de andiroba e cumaru expostas ao sol exibiram menores valores de TRo/ABS (7,17 e 20,4%, respectivamente), ETo/TRo (14,5 e 27,2%, respectivamente) e ETo/ABS (20,6 e 42,2%, respectivamente) e maiores valores de DIo/ABS (26,9 e 43,0%, respectivamente), comparadas com plantas exposta à sombra. Quanto ao fluxo fenomenológico, para a maioria dos parâmetros, menores valores foram observados para ambas as espécies expostas ao sol. Plantas de andiroba e cumaru expostas ao sol exibiram valores menores de PI ABS (63,3 e 78,7%, respectivamente) comparadas com plantas expostas à sombra no final do experimento. Apesar de ambas as espécies terem sofrido com o estresse por alta irradiância, plantas de andiroba apresentaram melhores desempenhos do que plantas de cumaru, sendo, portanto, melhor indicadas para uso em plantio de produção ou de recuperação de áreas degradadas.

Tropical tree species are almost always under high irradiance in the Amazonian. The high energy flux can be decisive for the success or not in the initial establishment in the field. The objective of this study was to investigate the answers of young plants of andiroba (Carapa guianensis Aubl) and cumaru (Dipteryx odorata (Aublet) Willd) exposed to two light environments (shade and sunlight). The experiment was carried in Manaus-AM, Brazil (3º8'S, 59º52'W). Analysis of chlorophyll a fluorescence transients were obtained in intact and healthy leaves between 10:00 to 12:00 am. The curve OJIP indicated that the species high irradiance exposed presented photoinhibition after 45 days of experiment. Andiroba and cumaru plants exposed to sunlight exhibited low values of TRo/ABS (7.17 and 20.4%, respectively), ETo/TRo (14.5 and 27.2%, respectively) and ETo/ABS (20.6 and 42.2%, respectively) and high values of DIo/ABS (26.9 and 43.0%, respectively), compared with plants exposed to the shadow with 45 days of experiment. As for phenomenological flux, most of the parameters, low values were observed for both exposed species in the sunlight. Andiroba and cumaru plants exposed in the sunlight exhibited low values of PIABS (63.3 and 78.7%, respectively) compared with exposed plants to the shadow at the end of the experiment. Although the species have suffered with the stress for high irradiance andiroba specie presented better performance than cumaru being indicated for use in production planting or degraded area restoration.

Detecção de inibidores de tripsina e atividade hemaglutinante em sementes de leguminosas arbóreas da amazônia / Detection of trypsin inhibitors and hemagglutinating activity in tree leguminous seeds of amazonian

Diferentes classes de proteínas são comuns em sementes de leguminosas, incluindo inibidores de tripsina e proteínas hemaglutinantes, as quais atuam sobre enzimas proteolíticas e sobre carboidratos da superfície celular, respectivamente. O objetivo deste trabalho foi quantificar, detectar e caracterizar parcialmente a ocorrência dessas proteínas em sementes de Tachigali plumbea, Sesbania exasperata e Ormosia costulata var. trifoliolata. Sementes das três espécies foram moídas e submetidas à extração salina (NaCl 0,15M - 10%, p/v). Os extratos totais obtidos foram utilizados para quantificar o conteúdo protéico, detectar a atividade residual da tripsina, a atividade hemaglutinante (AHE) e na obtenção do perfil protéico. A atividade residual da tripsina foi observada somente para T. plumbea e S. exasperata, cujos valores foram 4 e 19%, respectivamente. A AHE foi detectada nos extratos das três espécies, sendo que os extratos totais de T. plumbea e S. exasperata, hemaglutinaram eritrócitos de rato, camundongo e hamster, enquanto que a espécie O. costulata hemaglutinou somente eritrócitos de hamster. O perfil protéico em SDS-PAGE revelou maior ocorrência de proteínas com massa molecular aparente de 10 a 30 kDa para T. plumbea e S. exasperata, enquanto que para O. costulata prevaleceram bandas protéicas com massa molecular variando entre 20-25 kDa. Conclui-se que os extratos totais de O. costulata e S. exasperata, pertencentes à subfamília Papilionoideae, apresentam menor conteúdo de inibidores de tripsina que T. plumbea (Caesalpinioideae) e, quanto à AHE, os resultados mostraram-se diferenciados, mesmo entre as espécies da mesma subfamília, tanto para a concentração mínima hemaglutinante quanto para a especificidade de interação com os eritrócitos.

Different classes of proteins are common in Leguminosae seeds, including trypsin inhibitors and hemagglutinin proteins, which act on proteolytic enzymes and cell-surface carbohydrates, respectively. The aim of this work was to quantify, to detect and characterize partially these proteins in seeds of Tachigali plumbea, Sesbania exasperata and Ormosia costulata var. trifoliata. Seeds of the three species were powdered and submitted to an extraction with a saline solution (NaCl 0.15M - 10%, p/v). The resulting total extracts were used to quantify proteins content, detect the residual trypsin activity, hemagglutinating activity (AHE) and the proteic profile. Residual trypsin activity was observed only for T. plumbea and S. exasperata, which values were 4 and 19% respectively. AHE was detected in extracts of all three species, total extracts of T. plumbea and S. exasperata hemagglutinated erythrocytes of rats, mice and hamsters, whereas O. costulata had this effect only on hamster erythrocytes. The proteic profile obtained by SDS-PAGE showed that T. plumbea and S. exasperata have a higher content of protein with an apparent molecular mass of 10 - 30 kDa, while O. costulata predominantly contains proteic bands with molecular masses varying between 20 to 25 kDa. It is concluded that total extracts of O. costulata and S. exasperata, species of the subfamily Papilionoideae, present less trypsin inhibitors than T. plumbea (Caesalpinioideae). AHE, both in form of minimum hemagglutinin concentration and the specified interaction with erythrocytes, differed even among species from the same subfamily.

Biomass accumulation, photochemical efficiency of photosystem II, nutrient contents and nitrate reductase activity in young rosewood plants (Aniba rosaeodora Ducke) submitted to different NO3-: NH4+ ratios

The rosewood (Aniba rosaeodora Ducke) is a native tree species of Amazon rainforest growing naturally in acidic forest soils with reduced redox potential. However, this species can also been found growing in forest gaps containing oxide soils. Variations in the forms of mineral nitrogen (NO3- or NH4+) may be predicted in these different edaphic conditions. Considering that possibility, an experiment was carried out to analyze the effects of different NO3-:NH4+ ratios on the growth performance, mineral composition, chloroplastid pigment contents, photochemical efficiency photosystem II (PSII), and nitrate redutase activity (RN, E.C.1.6.6.1) on A. rosaeodora seedlings. Nine-month-old seedlings were grown in pots with a washed sand capacity of 7.5 kg and submitted to different NO3-:NH4+ ratios (T1 = 0:100 percent, T2 = 25:75 percent, T3 = 50:50 percent, T4 = 75:25 percent, and T5 = 100:0 percent). The lowest relative growth rate was observed when the NO3-:NH4+ ratio was equal to 0:100 percent. In general, high concentrations of NO3- rather than NH4+ favored a greater nutrient accumulation in different parts of the plant. For the chloroplastid pigment, the highest Chl a, Chl b, Chl tot, Chl a/b and Chl tot/Cx+c contents were found in the treatment with 75:25 percent of NO3-:NH4+, and for Chl b and Cx+c it was observed no difference. In addition, there was a higher photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm) when high NO3- concentrations were used. A linear and positive response for the nitrate reductase activity was recorded when the nitrate content increased on the culture substrate. Our results suggest that A. rosaeodora seedlings have a better growth performance when the NO3- concentrations in the culture substrate were higher than the NH4+ concentrations.

O pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke) habita, naturalmente, solos florestais ácidos com potencial redox reduzido. No entanto, estas espécies têm sido encontradas também em clareiras que, teoricamente, apresentam solos mais oxidados. Nestas diferentes condições edáficas, pode-se prever variações nas formas do nitrogênio mineral (NO3- ou NH4+). Considerando essa possibilidade foi conduzido experimento com o objetivo de estudar os efeitos de diferentes relações de NO3-:NH4+ sobre o acúmulo de biomassa, a composição mineral, as concentrações de pigmentos cloroplastídicos, a eficiência fotoquímica do fotossistema II e a atividade da enzima redutase do nitrato (RN, E.C.1.6.6.1) em A. rosaeodora. Plantas jovens com nove meses foram cultivadas em vasos com capacidade para 7,5 kg e submetidas a diferentes relações de NO3-:NH4+ (T1 = 0:100 por cento, T2 = 25:75 por cento, T3 = 50:50 por cento, T4 = 75:25 por cento e T5 = 100:0 por cento). As menores taxas de acúmulo de biomassa foram observadas quando a relação das concentrações de NO3-:NH4+ foi igual a 0:100 por cento. De maneira geral, a maior concentração de NO3- em relação a NH4+ favoreceu maior acúmulo de nutrientes nas diferentes partes da planta. Para os teores de pigmentos cloroplastídicos, os maiores valores de Chl a, Chl tot, Chl a/b e Chl tot/x+c, foram encontrados no tratamento com 75:25 por cento de NO3-:NH4+, não ocorrendo diferença para os teores de Chl b e Cx+c. Em relação a eficiência fotoquímica do fotossistema II (Fv/Fm) maior eficiência também ocorreu quando predominou maior concentração de NO3- em relação ao NH4+. Quanto a atividade da reductase do nitrato observou-se resposta linear e positiva para o incremento da concentração de nitrato no substrato de cultivo. Portanto, os resultados obtidos sugerem que as plantas jovens de A. rosaeodora apresentaram melhor desempenho quando as concentrações de NO3- no substrato de cultivo foram superiores as concentrações de NH4+.