Calcium and Potassium in the Motor Organ of the Sensitive Plant: Localization by Ion Microscopy

Campbell, Neil; Stika, Katherine M.; Morrison, George H.

doi:10.1126/science.204.4389.185

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“…Variações no tamanho e formato de vacúolos taniníferos, durante movimentos do pulvino principal ou sob condições diurnas e noturnas do pulvino, também foram relatadas por diversos autores (Toriyama 1953, Toriyama & Komada 1971, Toriyama & Jaffe 1972, Campbell & Thomson 1977, FleuratLessard & Bonnemain 1978, Campbell & Garber 1980, Fleurat-Lessard & Millet 1984, Fleurat-Lessard 1988, Moysset & Simón 1991. Entre as hipóteses sobre o significado funcional desses vacúolos, destaca-se aquela que sugere que o tanino pode atuar no acúmulo e liberação de íons, em particular do cálcio (Toriyama & Komada 1971, Toriyama & Jaffe 1972, Campbell et al 1979, Fleurat-Lessard & Millet 1984, Fleurat-Lessard 1988, Moysset & Simón 1991 e potássio (Toriyama & Komada 1971, Campbell et al 1979 Figuras 15-18. Córtex do pulvino primário de P. pubescens (MET).…”

Section: Discussionunclassified

Anatomia e ultra-estrutura do pulvino primário de Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae - Faboideae)

Machado¹,

Rodrigues²

2004

Rev. bras. Bot.

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-(Anatomy and ultrastructure the primary pulvinus of Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae -Faboideae)). The anatomy and ultrastructure of Pterodon pubescens primary pulvinus were studied to verify if slow leaf movements are associated with pulvinus cells features. Pulvini samples deriving from leaf with open and closed leaflets were prepared following usual techniques using light and electron microscopy. The pulvinus has a unisseriated epidermis covered by a thick cuticle and many trichomes, cortex with several layers of parenchyma cells (motor cells), a central vascular core surrounded by septate fibers, and a reduced pith. Cortical cells features change with the turgescence degree, showing alteration in the cell size and shape, cell wall thickness, frequency and arrangement of plasmodesmata, vacuole content and number and cytoplasm density. Septate fibers around the phloem were described for the first time in pulvini. The wide occurrence of plasmodesmata, the apoplastic barriers absence and the lignification scarcity (only present in xylem vessels) indicate a continuity, both simplastic and apoplastic, from the epidermis to the vascular tissue of the pulvinus. In Pterodon pubescens, primary pulvinus features are compatible with slow movement pulvini; the features shared to speedy movement pulvini are the presence of vacuoles with phenolic substances in the cortical cells and amiloplasts in the endodermal cells. Movements caused by P. pubescens primary pulvinus are associated with changes in both the apoplastic (wall infoldings) and symplastic (vacuolar reorganization).Key words -anatomy, Fabaceae, Pterodon pubescens, primary pulvinus, ultrastructure RESUMO -(Anatomia e ultra-estrutura do pulvino primário de Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae -Faboideae)). A anatomia e ultra-estrutura do pulvino primário de Pterodon pubescens foram estudadas para verificar se os movimentos lentos de suas folhas estão associados às características celulares do pulvino. Amostras de pulvinos provenientes de folhas com folíolos abertos e fechados foram preparadas segundo técnicas usuais em microscopia de luz e eletrônica. O pulvino é constituído por epiderme unisseriada recoberta por cutícula espessa e tricomas tectores, córtex com diversas camadas de células parenquimáticas (ou motoras), feixe vascular central rodeado por bainha de fibras septadas e medula reduzida. As características das células motoras variam de acordo com o grau de turgescência do pulvino, ocorrendo alterações no tamanho e forma das células, na espessura das paredes celulares, na freqüência e organização dos plasmodesmos, no conteúdo e número de vacúolos e na densidade do citoplasma. Fibras septadas ao redor do floema estão sendo descritas pela primeira vez em pulvinos. A ampla ocorrência de plasmodesmos, a ausência de barreiras apoplásticas e a escassez de lignificação (presente unicamente nos vasos do xilema) indicam uma continuidade, simplástica e apoplástica, desde a epiderme até o tecido vascular do pulvino. Em P. pubescens, as características do ...

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Section: Discussionunclassified

Anatomia e ultra-estrutura do pulvino primário de Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae - Faboideae)

Machado¹,

Rodrigues²

2004

Rev. bras. Bot.

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“…A organização anatômica dos pulvinos das diferentes espécies estudadas é típica de pulvino de leguminosas, como descrito em literatura (Toriyama 1953, 1954, 1955, 1957, 1967, Toriyama & Satô 1968, Toriyama & Komada 1971, Satter et al 1970, Campbell & Thomson 1977, Fleurat-Lessard & Bonnemain 1978, Campbell et al 1979, Fleurat-Lessard 1981, 1988 7-14. Secções transversais do pulvino de leguminosas do cerrado.…”

Section: Discussionunclassified

“…Os pulvinos, espessamento da base foliar, são responsáveis pelos movimentos foliares, rápidos ou lentos, em resposta a estímulos externos ou endógenos (Campbell & Thomson 1977, Campbell et al 1979, Satter et al 1982, Moysset & Simón 1991, Grignon et al 1992.…”

Section: Introductionunclassified

“…(Satter et al 1982), Robinia pseudoacacia L. (Moysset & Simón 1991), Albizzia julibrissin Durass. (Satter et al 1970, Campbell & Garber 1980 e Mimosa pudica L., sendo esta a mais estudada e caracterizada por movimentos foliares rápidos (Toriyama 1953, 1954, 1955, 1957, 1967, Toriyama & Satô 1968, Toriyama & Komada 1971, Campbell & Thomson 1977, Fleurat-Lessard & Bonnemain 1978, Campbell et al 1979, Fleurat-Lessard 1981, 1988, Fleurat-Lessard & Roblin 1982, FleuratLessard & Millet 1984.…”

Section: Introductionunclassified

“…Toriyama & Jaffe (1972) observaram mudanças na forma e tamanho dos vacúolos taníferos das células corticais durante o movimento seismonástico em Mimosa pudica. Segundo diversos autores, as substâncias fenólicas, especialmente os taninos, presentes nos vacúolos das células motoras intervêm na estocagem e liberação de íons, especialmente do potássio (Toriyama & Komada 1971, Campbell et al 1979, Fleurat-Lessard 1988, Moysset & Simón 1991 e do cálcio, o qual está envolvido na agregação dos componentes do citoesqueleto, particularmente dos microfilamentos de actina (Fleurat-Lessard & Millet 1984, Kameyama et al 2000, Yamashiro et al 2001.…”

unclassified

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Anatomia comparada do pulvino primário de leguminosas com diferentes velocidades de movimento foliar

Rodrigues

Machado

2006

Rev. bras. Bot.

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-(Primary pulvinus comparative anatomy of leguminous species with different leaf movement velocity). The pulvinus, structure responsible for slow or fast leaf movements answering to outside or endogenous stimulus, constitutes a remarkable feature of leguminous species. The leaf position adjustments represent an efficient mechanism that allows the photosynthesis maximization under adverse conditions. In the available literature, the majority of the information about pulvinus structure refers to few leguminous species, especially those with fast movements. In this work the primary pulvinus anatomy of nine leguminous species from Brazilian "cerrado" with different kinds and velocity of leaf movement is described, attempting to identify patterns and to point structural peculiarities. The primary pulvinus of the studied species show uniseriate epidermis recovered by thick cuticle, large parenchymatous cortex, central vascular system and reduced or absent pith. The outer cortex cells are wider and show phenolic compounds, except in Zornia diphylla Pers.; in the inner cortex, the cells are juxtaposed and do not have phenolic content. The collateral vascular bundles are surrounding by a septate fibers sheath. The general anatomy organization pattern is common to the pulvini of the studied species, independently of the subfamily they belong. The observed peculiarities are possible related to the kind and velocity of leaf movement.Key words -anatomy, Fabaceae, leaf movement, pulvinus RESUMO -(Anatomia comparada do pulvino primário de leguminosas com diferentes velocidades de movimento foliar). Os pulvinos, estruturas responsáveis por movimentos foliares, rápidos ou lentos, em resposta a estímulos externos ou endógenos, constituem uma característica marcante das leguminosas. Os ajustes no posicionamento foliar representam um mecanismo eficiente que permite a maximização da fotossíntese em condições adversas. Na literatura disponível, a maioria das informações sobre a estrutura de pulvinos refere-se a poucas espécies de leguminosas, especialmente aquelas que apresentam movimentos rápidos. Neste trabalho é descrita a anatomia do pulvino primário de nove espécies de leguminosas nativas do cerrado com diferentes tipos e velocidades de movimento foliar, buscando identificar padrões e apontar peculiaridades estruturais. O pulvino primário das espécies estudadas apresenta epiderme unisseriada recoberta por cutícula espessa, córtex parenquimático amplo, sistema vascular central e medula reduzida ou ausente. As células do córtex externo são maiores e apresentam conteúdo fenólico, exceto em Zornia diphylla Pers.; no córtex interno, as células são justapostas e não possuem conteúdo fenólico. Os feixes vasculares colaterais são circundados por uma bainha de fibras septadas. O padrão geral de organização anatômica é comum ao pulvino das espécies estudadas, independentemente da subfamília a qual pertencem. As peculiaridades observadas estão possivelmente relacionadas com o tipo e velocidade do movimento foliar.

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Ultrastructural Evidence for Secretory Phases in the Life History of Stigmatic Hairs of Cotton: A Dry Type Stigma

Sethi

Jensen

1981

American J of Botany

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Stigmatic hairs of the cotton flower were studied through their developmental stages up to anthesis. Stigmatic hairs invariably develop from a densely straining band of epidermal cells opposite the transmitting tissue cells. At anthesis, these are single cell structures measuring up to 300 μm long. At the 5‐mm stage of stylar length (7–10 days before anthesis), some stigmatic hair cells begin to accumulate an osmiophilic substance between the plasmalemma and the cell wall, possibly synthesized in the endoplasmic reticulum. This material is apparently never secreted outside the cell wall. Immediately following this secretory phase in some stigmatic hair cells a second secretory phase starts. A dense osmiophilic substance, different in appearance from the previous phase, accumulates in the vacuoles of each hair cell. Concomitantly, dimorphism develops in the cytoplasmic densities of stigmatic hair. Some stigmatic hair cytoplasm appears very dense and shows signs of degeneration while other cytoplasm appears normal. A third secretory phase, which begins at anthesis, occurs in the normal hair cells. This phase is characterized by enhanced activity in the cytoplasm of the endoplasmic reticulum and Golgi apparatus. Large vesicles containing granular material are seen fusing with the plasmalemma. Coincident with this activity there is dissolution of the middle layers of the cell wall and the cuticle is ruptured at various points. The dense osmiophilic substance that had accumulated in the vacuole breaks down into fine granular material. Significance of these changes is discussed in relation to the pollen germination mechanism on the dry type stigma of cotton.

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Calcium and Potassium in the Motor Organ of the Sensitive Plant: Localization by Ion Microscopy

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Anatomia e ultra-estrutura do pulvino primário de Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae - Faboideae)

Anatomia e ultra-estrutura do pulvino primário de Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae - Faboideae)

Anatomia comparada do pulvino primário de leguminosas com diferentes velocidades de movimento foliar

Ultrastructural Evidence for Secretory Phases in the Life History of Stigmatic Hairs of Cotton: A Dry Type Stigma

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