Vacuolar reorganization in the motor cells of Albizzia during leaf movement

Campbell, Neil; Garber, Robert C.

doi:10.1007/bf00380035

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“…As características morfológicas externas e a organização anatômica do pulvino primário de P. pubescens são comuns às leguminosas já estudadas por diferentes autores (Campbell & Thomson 1977, Campbell & Garber 1980, Fleurat-Lessard & Millet 1984, Fleurat-Lessard 1988, Morse & Satter 1979, Moysset & Simón 1991, Satter et al 1970, Satter & Galston 1981, Toriyama 1953.…”

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“…Nota-se que esses vacúolos acompanharam as mudanças de formato das células motoras, variando de arredondados a elípticos. 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.…”

Section: Discussionunclassified

“…Os estudos apontam uma continuidade, tanto simplástica quanto apoplástica, entre as células do córtex e os tecidos vasculares; contudo, o caminho exato desta redistribuição iônica entre as diferentes regiões do córtex e, especialmente através dos tecidos vasculares, é pouco conhecido (Moysset & Simón 1991). Trabalhos realizados com diferentes espécies de leguminosas têm evidenciado que esses eventos fisiológicos estão correlacionados com características estruturais do pulvino, principalmente a existência de um arranjo estrutural que assegura mudanças celulares rápidas, além de características estruturais particulares das células motoras que facilitam tanto a sua deformação quanto o fluxo de íons, as quais em conjunto, regulam os movimentos foliares (Satter et al 1970, Morse & Satter 1979, Campbell & Garber 1980, Fleurat-Lessard 1981, Fleurat-Lessard & Roblin 1982, Fleurat-Lessard & Satter 1985, Moysset & Simón 1991.…”

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

Machado¹,

Rodrigues²

2004

Rev. bras. Bot.

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“…Os eventos fisiológicos responsáveis pelos movimentos foliares em diferentes espécies de leguminosas têm sido correlacionados com características estruturais do pulvino, principalmente a existência de um arranjo estrutural que assegura mudanças celulares rápidas, além de características peculiares das células motoras e do sistema vascular que facilitam tanto a sua deformação, quanto o fluxo lateral de íons K + e de água (Satter et al 1970;Morse & Satter 1979;Campbell & Garber 1980;Fleurat-Lessard 1981;Satter & Galston 1981;Fleurat-Lessard & Roblin 1982;Fleurat-Lessard & Satter 1985;Moysset & Simón 1991).…”

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Anatomia comparada do pulvino, pecíolo e raque de Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae - Faboideae)

Rodrigues¹,

Machado

2004

Acta Bot. Bras.

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RESUMO -(Anatomia comparada do pulvino, pecíolo e raque de Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae -Faboideae)). Em Pterodon pubescens, os pulvinos primário e secundário, órgãos responsáveis pelos movimentos foliares, apresentam peculiaridades estruturais em relação ao pecíolo e raque. Estas peculiaridades incluem cutícula mais espessa, córtex mais desenvolvido formado por células parenquimáticas de formas variáveis, sistema vascular em posição central, floema circundado por fibras septadas não lignificadas e medula parenquimática reduzida ou ausente. Pecíolo e raque apresentam córtex reduzido constituído por células parenquimáticas isodiamétricas, sistema vascular periférico, floema envolvido por calota de fibras gelatinosas e medula ampla. Compostos fenólicos foram detectados no vacúolo das células corticais dos pulvinos, enquanto que no córtex e medula do pecíolo e da raque foram observados amiloplastos em abundância e ausência de compostos fenólicos. Em geral, as características estruturais do pulvino de P. pubescens são comuns aos pulvinos das demais espécies de Fabaceae e têm sido relacionadas com a intensificação de trocas laterais de íons e água entre células do córtex e sistema vascular, além de proporcionar maior flexibilidade e capacidade de movimento desta região. Já as características do pecíolo e da raque conferem maior rigidez a estas estruturas foliares. Palavras-chave: anatomia, pecíolo, Pterodon pubescens, pulvino, raque ABSTRACT -(Comparative anatomy of pulvinus, petiole and rachis of Pterodon pubescens Benth. (Fabaceae -Faboideae)). InPterodon pubescens the primary and secondary pulvini show structural peculiarities in relations of petiole and rachis. These peculiarities include thicker cuticule, more developed cortex with only parenchyma cells with irregular shape, central vascular tissues, presence of septate fibers around the phloem, and absent or reduced pith. Petiole and rachis show reduced cortex constituted by parenchyma isodiameters cells, peripheric vascular tissues surrounded by gelatinous fibers and pith. Phenolic compounds were detected inside vacuole of parenchyma cells of the pulvinus. Starch grains were observed in the parenchyma cells of petiole and rachis. The features of P. pubescens pulvinus are common to pulvini of others species of Fabaceae, and have been associated to the intensification of lateral changes of ion and water between cortical cells and vascular tissues, besides to provide more flexibility and movement capacity of this organ. On the other hand, the features of petiole and rachis give more rigidity to these leaves structures.

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“…(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.…”

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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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Vacuolar reorganization in the motor cells of Albizzia during leaf movement

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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)

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

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