In this study, we demonstrated that Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae), a generalist herbivore, induces volatile organic compounds (VOC) in Croton floribundus Spreng., a pioneer species widely used in Brazilian urban area. We performed experiments to evaluate the quality and quantity of VOC emission at different times (two, six and 24 hours and within four and nine days) of infestation by T. urticae. Results show that C. floribundus emitted 23 volatiles after infestation, including monoterpene, sesquiterpene and green leaf volatiles. Significant differences were only detected between infested and non-infested plants after 24 hours of treatment, in particular methyl salicylate. In contrast, 3-hexen-1ol, linaool, geranyl acetone and caryophyllene seem to be inhibited by hourly infestation. The α-farnesene, methyl salicylate, 3-carene, 3-hexen-1ol benzoate and nerolidol were the main compounds induced after four infestation-days. This study highlights that VOCs blends in C. floribundus is depended on the feeding time-course of T. urticae and suggests that the VOC-mediated ecological interaction may be less efficient in a pioneer species.

Neste estudo foi demonstrado que o Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae), um herbívoro generalista, promove a emissão de compostos orgânicos voláteis (COV) em Croton floribundus (L.) Spreng., uma espécie pioneira amplamente utilizada na área urbana brasileira. Avaliou-se a qualidade e quantidade de emissão de COV em diferentes momentos (2, 6 e 24 horas e no intervalo de 4 e 9 dias) de infestação por T. urticae. Os resultados mostram que C. floribundus emitiu 23 voláteis após infestação, incluindo monoterpenos, sesquiterpenos e voláteis de folhas verdes. Diferenças significativas entre plantas infestadas e não infestadas foram detectadas após 24 horas de tratamento, em particular foram observadas alterações nos níveis de metil salicitato. Em contraste, o 3-hexen-1ol, linaool, geranil acetona e cariofileno parecem ter sido inibidos pela infestação horária. O α-farneseno, metil salicilato, 3-careno, benzoato de 3-hexen-1ol e nerolidol foram os principais compostos induzidos após quatro dias de infestação. Este estudo demonstra que o buquet de COVs emitido por C. floribundus depende do tempo de infestação da T. urticae e sugere que a interação ecológica mediada por COVs pode ser menos eficiente em espécie pioneira.

ABSTRACT In this study, we demonstrated that Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae), a generalist herbivore, induces volatile organic compounds (VOC) in Croton floribundus Spreng., a pioneer species widely used in Brazilian urban area. We performed experiments to evaluate the quality and quantity of VOC emission at different times (two, six and 24 hours and within four and nine days) of infestation by T. urticae. Results show that C. floribundus emitted 23 volatiles after infestation, including monoterpene, sesquiterpene and green leaf volatiles. Significant differences were only detected between infested and non-infested plants after 24 hours of treatment, in particular methyl salicylate. In contrast, 3-hexen-1ol, linaool, geranyl acetone and caryophyllene seem to be inhibited by hourly infestation. The α-farnesene, methyl salicylate, 3-carene, 3-hexen-1ol benzoate and nerolidol were the main compounds induced after four infestation-days. This study highlights that VOCs blends in C. floribundus is depended on the feeding time-course of T. urticae and suggests that the VOC-mediated ecological interaction may be less efficient in a pioneer species.

RESUMO Neste estudo foi demonstrado que o Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae), um herbívoro generalista, promove a emissão de compostos orgânicos voláteis (COV) em Croton floribundus (L.) Spreng., uma espécie pioneira amplamente utilizada na área urbana brasileira. Avaliou-se a qualidade e quantidade de emissão de COV em diferentes momentos (2, 6 e 24 horas e no intervalo de 4 e 9 dias) de infestação por T. urticae. Os resultados mostram que C. floribundus emitiu 23 voláteis após infestação, incluindo monoterpenos, sesquiterpenos e voláteis de folhas verdes. Diferenças significativas entre plantas infestadas e não infestadas foram detectadas após 24 horas de tratamento, em particular foram observadas alterações nos níveis de metil salicitato. Em contraste, o 3-hexen-1ol, linaool, geranil acetona e cariofileno parecem ter sido inibidos pela infestação horária. O α-farneseno, metil salicilato, 3-careno, benzoato de 3-hexen-1ol e nerolidol foram os principais compostos induzidos após quatro dias de infestação. Este estudo demonstra que o buquet de COVs emitido por C. floribundus depende do tempo de infestação da T. urticae e sugere que a interação ecológica mediada por COVs pode ser menos eficiente em espécie pioneira.

RESUMO Os compostos orgânicos voláteis (COV) são emitidos pela vegetação em resposta ao estresse, incluindo fatores como herbivoria, condições ambientais e poluentes aéreos. Os objetivos deste trabalho foram identificar compostos orgânicos voláteis emitidos por plantas jovens de Croton floribundus (L.) Spreng. expostas em ambiente poluído e relacionar as classes dos compostos emitidos com os níveis de ozônio atmosférico e variações climáticas. Foram realizadas duas exposições em diferentes estações climáticas (inverno de 2012: junho a agosto e verão de 2013: janeiro a abril), no Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, São Paulo, SP, Brasil. Foram identificados 26 compostos, agrupados em oxigenados, aromáticos, monoterpenos e sesquiterpenos. As emissões dos sesquiterpenos foram inibidas no verão, enquanto as dos oxigenados e aromáticos foram induzidas. Os voláteis foram relacionados com os níveis de ozônio (AOT 40). Os resultados sugerem que os níveis de ozônio atmosférico detectados no verão podem contribuir para aumentar a emissão dos compostos oxigenados e reduzir a emissão dos monoterpenos em plantas de C. floribundus.

ABSTRACT Volatile organic compounds (VOC) are emitted by vegetation in response to different kinds of stress, such as herbivory, environmental conditions and air pollutants. The aim of this study was to identify the VOC emitted by seedlings of Croton floribundus (L.) Spreng. exposed to a polluted environment and analyze the relationship among classes of compounds emitted, ozone levels and changes in climate conditions. Two exposures were carried out, one in winter (June to August 2012) and another in summer (January to April 2013), in the Parque Estadual das Fontes do Ipiranga, city of São Paulo, São Paulo State, Brazil. We identified 26 compounds that are grouped into oxygenates, aromatics, monoterpenes and sesquiterpenes. The emission of sesquiterpenes was inhibited in summer, while those of the oxygenated and aromatic compounds were induced. The emission of volatiles was correlated to ozone levels (AOT 40). Our results suggest that the levels of atmospheric ozone detected in the summer can increase the induction of oxygenates and reduce the emission of monoterpenes in C. floribundus plants.

Abstract: Background: The leaves of many species of Maytenus are used to prepare herbal drugs to treat stomach ulcers. Questions: In order to define key anatomical characters for the unambiguous species identification, the present study aimed to describe the leaf morphoanatomy of M. imbricata. Species study: Maytenus imbricata Mart. ex Reissek (Celastraceae) Study site and dates: Collected in an area of ‘campo rupestre’ - one of the Brazilian Savannah vegetation (20º 22’ 11.02” S, 43º 30’ 22.81” W) in August 2015. Methods: The plant material was processed according to commonly used techniques in plant anatomy studies. Results: The major anatomical characters for several species of Maytenus identification also present in M. imbricata are marginal teeth, conspicuous epicuticular wax, ciclocytic stomata, thick external periclinal wall with large pits on epidermal cells and vascular system with a closed loop shape in cross-section. Strips on the anticlinal walls on epidermal cells and conspicuous gelatinous fibers sheath are diagnostic for M. imbricata. Conclusions: Strips on the anticlinal wall of the epidermal cell are reported for the first time for the genus. The xeromorphic traits help the species to survive in arid environments and may contribute to quality control of the raw material used in the production of herbal medicines.

Resumen: Antecedentes: Las hojas de muchas especies de Maytenus se utilizan para la preparación de medicamentos para el tratamiento de las úlceras de estómago. Preguntas: Con la finalidad de contribuir a la identificación de la especie, este estudio tuvo como objetivo describir la morfología y anatomia de la hoja de M. imbricata. Especie de estudio: Maytenus imbricata Mart. ex Reissek (Celastraceae) Sitio y años de estudio: Recolecta de material en una zona de ‘campo rupestre’ - vegetación del cerrado brasileño (20º 22’ 11.02” S, 43º 30’ 22.81” W) en agosto del 2015. Métodos: El material vegetal se procesó mediante las técnicas que se utilizan en los estudios de anatomía vegetal. Resultados: Los principales caracteres anatómicos para la identificación de varias especies de Maytenus, que están presentes en M. imbricata, son los dientes marginales, la cera epicuticular gruesa, los estomas ciclocíticos, las células epidérmicas con la pared periclinal externa gruesa, con grandes punteaduras y la sección transversal del sistema vascular en un círculo cerrado. Las estrías en las paredes anticlinales y las fibras gelatinosas son caracteres diagnósticos para M. imbricata. Conclusiones: Las estrías que se forman en la pared de las células epidérmicas se reportan por primera vez en el género. Estos caracteres xeromórficos ayudan a la especie a sobrevivir en ambientes áridos y pueden contribuir al control de la calidad de la materia prima utilizada en la producción de medicamentos.

Astronium graveolens Jacq. é uma espécie arbórea de grande ocorrência na floresta atlântica de encosta e do interior do Estado de São Paulo. Como as concentrações de ozônio (O3) no Estado de São Paulo são fitotóxicas, decidiu-se avaliar algumas respostas fisiológicas e bioquímicas da espécie ao O3 devido sua importância em programas de recuperação de áreas degradadas. Plantas jovens foram mantidas em câmaras fechadas, uma com ar filtrado (AF) e outra com ar filtrado enriquecido com O3 (AF + O3, 100 ppb, 4 h dia-1, 7 dias, n = 9). As injúrias foliares foram avaliadas diariamente e ao final da fumigação foram determinadas a assimilação de carbono (A), condutância estomática (gs), transpiração (E), concentração interna de CO2 (Ci), assimilação máxima de carbono (Amax), peroxidação de lipídios (PL) e permeabilidade relativa de eletrólitos (PRE). O O3 induziu o surgimento de injúrias foliares e reduziu A, gs, E e Amax, porém não alterou Ci, PL e PRE. A espécie é medianamente sensível ao O3. Experimentos de longa duração devem ser realizados para verificar se a redução nas trocas gasosas pode prejudicar o crescimento a ponto de reduzir sua aplicação em programas de reflorestamento.

ABSTRACT Astronium graveolens Jacq. is a tree species of large occurrence in the Atlantic and the semideciduous forests. As ozone (O3) concentrations in São Paulo State are phytotoxic, it was decided to determine some physiological and biochemical responses of this species to O3 due to its importance in reclamation programs. Saplings were kept in two closed chambers: filtered air (FA) and filtered air enriched with O3 (AF + O3, 100 ppb, 4 h day-1, 7 days, n = 9). Leaf injury was assessed daily and at the end of the fumigation, carbon assimilation (A), stomatal conductance (gs), evapotranspiration (E), internal CO2 concentration (Ci), maximum carbon assimilation (Amax), lipid peroxidation (LP), and relative permeability of electrolytes (RPE) were established. O3 induced the appearance of leaf injuries and reduced A, gs, E, and Amax and did not change Ci, LP, and RPE. The species is moderately sensitive to O3. Long-term experiments should be conducted to verify if gas exchange reduction may adversely affect growth and hence affecting its use in reforestation programs.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a sensibilidade da goiabeira 'Pedro Sato' ao ozônio (O3), em comparação à cultivar Paluma, descrita como sensível. Oito plantas de cada cultivar foram submetidas separadamente a ar filtrado e a ar filtrado + O3, cinco horas por dia, durante quatro dias. Foram avaliadas fotossíntese (Asat), injúrias foliares visíveis e concentração de antocianinas e taninos. Plantas das duas cultivares também foram expostas, durante três meses, a condições ambientais em local contaminado por O3, tendo-se avaliado fotossíntese, injúrias foliares e crescimento. Plantas fumigadas com O3 apresentaram redução de Asat e da atividade fotoquímica, além de manifestação de injúrias foliares. 'Paluma' apresentou maior redução de Asat, injúrias foliares mais severas e redução de taninos. Quando exposta ao ambiente contaminado, 'Paluma' apresentou trocas gasosas mais altas, mas apresentou redução de Asat 30 dias antes que 'Pedro Sato'. O crescimento não foi afetado em 'Pedro Sato', cujas injúrias foliares tiveram menor incidência, severidade e precocidade do que em 'Paluma'. A menor taxa de crescimento de 'Paluma' indica maior sensibilidade ao O3. Apesar de responder com menor intensidade ao estresse induzido pelo O3, a cultivar Pedro Sato não pode ser considerada tolerante, pois apresenta danos fotoquímicos, injúrias foliares e alterações nos conteúdos de metabólitos secundários quando exposta a esse poluente.

The objective of this work was to evaluate the sensitivity of 'Pedro Sato' guava to ozone (O3), in comparison to the cultivar Paluma, considered sensitive. Eight plants of each cultivar were subjected separately to filtered air and filtered air + O3 five hours per day, for four days. Photosynthesis (Asat), visible foliar injuries, and concentration of anthocyanin and tannin were evaluated. Plants of both cultivars were also exposed, during three months, to environmental conditions at a site polluted by O3, and growth, photosynthesis, and injuries were evaluated. Plants fumigated with O3 showed reduction of Asat and photochemical activity, besides foliar injury expression. 'Paluma' showed greater reduction of Asat, severe foliar injury and tannin reduction. When exposed to the polluted environmental conditions, 'Paluma' had higher gas exchange, but showed Asat decrease 30 days before 'Pedro Sato'. Growth was not affected in 'Pedro Sato', whose foliar injuries had lower incidence, severity, and precocity than in 'Paluma'. The lower growth rate of 'Paluma' indicates greater O3 sensitivity. Although the cultivar Pedro Sato responded with less intensity to ozone-induced stress, it cannot be considered tolerant, since it is susceptible to photochemical damage, foliar injuries, and alterations in secondary metabolite content when exposed to this contaminant.

O estudo objetivou verificar se a intensidade e precocidade de respostas foliares de curto prazo de Nicotiana tabacum 'Bel-W3' dependem dos níveis atmosféricos de ozônio e/ou das condições meteorológicas diárias em um Parque Estadual localizado na cidade de São Paulo, SE-Brasil. Entre 16 de setembro e 14 de outubro de 2002, três lotes contendo seis plantas envasadas foram expostos no ambiente por quinze dias. Necroses foliares, concentrações atmosféricas de ozônio e parâmetros meteorológicos foram medidos diariamente. A porcentagem média de área foliar com necroses variou de 5% a 20%. Um modelo polinomial de quarto grau foi proposto para explicar o progresso diário das necroses foliares nas plantas. Os níveis médios de ozônio aumentaram a partir da manhã (1.3-39.2 ppbv) até o meio dia (1.6-52.0 ppbv), diminuindo a tarde (0.5-39.9 ppbv). O padrão diário de aumento de área foliar com necroses não foi relacionado estritamente com ozônio, mas foi influenciado pelas condições meteorológicas e pelo estágio de desenvolvimento das folhas.

The present study aimed to study if the intensity and precocity of short-term leaf responses of Nicotiana tabacum 'Bel-W3' depended on the daily atmospheric levels of ozone and/or daily meteorological conditions in a State Park located in the city of São Paulo, SE Brazil. From 16 September to 14 October 2002, three lots of six potted plants were exposed for fourteen days. Leaf necrosis, atmospheric ozone concentrations and meteorological parameters were daily measured. The average percentage of leaf necrosis ranged from 5% to 20%. A 4th degree polynomial model was proposed to explain daily progress of leaf necrosis on plants. The average ozone levels were increased from morning (1.3-39.2 ppbv) to the midday (1.6-52.0 ppbv) and decreased in the evening (0.5-39.9 ppbv). Daily pattern of accumulated percentage of leaf necrosis was not strictly related to ozone, but was influenced by the meteorological conditions and stage of development of leaves.

A sensibilidade de Abelmoschus esculentus ao ozônio (O3) foi determinada em plantas expostas por quatro dias, seis horas/dia, ao ar filtrado (AF) e ao AF enriquecido com 80 ppb de O3 (AF+O3), em câmaras de fumigação, analisando-se sintomas foliares visíveis e alterações nas trocas gasosas e em antioxidantes. Avaliaram-se os sintomas foliares diariamente e as trocas gasosas e antioxidantes (ácido ascórbico e superóxido dismutase) ao fim do experimento. Todas as plantas em AF+O3 apresentaram sintomas foliares, caracterizados por pontuações avermelhadas na superfície adaxial, entre as nervuras. Em média, o índice de injúria foliar foi de 15% e a severidade de 62%. Fotossíntese líquida, condutância estomática, transpiração, concentração de ácido ascórbico e atividade da superóxido dismutase foram reduzidas significativamente nestas plantas, em comparação com as mantidas sob ar filtrado. Os resultados sugerem que Abelmoschus esculentus é sensível ao O3, apresentando baixos níveis de defesas antioxidativas e distúrbios fisiológicos.

The sensitivity of Abelmoschus esculentus to ozone (O3) was assessed in plants exposed during four days, six hours/day, to filtered air (AF) and to AF plus 80 ppb of O3 (AF+O3) into fumigation chambers, by determining visible leaf symptoms and changes on gas exchange and on antioxidants. Visible symptoms were daily evaluated. Gas exchange and antioxidants (ascorbic acid and superoxide dismutase) were analyzed at the end of the experiment. All plants from AF+O3 treatment showed leaf injury, characterized by interveinal reddish punctuations on the adaxial surfaces. In average, 15% of leaf injury index and 62% of severity were estimated. Net photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, ascorbic acid level and superoxide dismutase activity were significantly reduced in those plants, compared to measurements performed in plants exposed to AF only. The results suggest that Abelmoschus esculentus is sensitive to ozone, showing low levels of antixidative defenses and physiological distubances.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento inicial, acúmulo de biomassa, trocas gasosas e defesas antioxidativas de soja 'Tracajá', cultivada na Região Amazônica, exposta ao ozônio sob condições controladas. Sementes germinadas em vasos foram levadas para duas câmaras, uma com ar filtrado (AF) e outra com ar filtrado mais 30 ppb de ozônio (AF + O3). Aos 10 e 20 dias após a semeadura, as trocas gasosas, crescimento em altura e acúmulo de biomassa foram medidos; aos 20 dias após a semeadura, as defesas antioxidativas (ácido ascórbico e superóxido dismutase) foram analisadas. Aos 10 dias após a semeadura, a fotossíntese líquida, condutância estomática, transpiração, altura, área foliar e biomassa foram 16, 27, 11, 22, 29 e 18% menores, respectivamente, no tratamento AF + O3. Aos 20 dias após a semeadura, além dessas variáveis, comprimento da raiz, diâmetro do caule e razão raiz:parte aérea foram 10, 15 e 12% menores, respectivamente, apesar da concentração de ácido ascórbico e da atividade da superóxido dismutase terem aumentado. Plântulas de soja 'Tracajá' apresentam baixa tolerância à concentração de 30 ppb de ozônio.

The objective of this work was to assess initial growth, biomass production, gas exchange and antioxidative defenses of soybean 'Tracajá' seedlings, cultivated in the Amazonian region, exposed to ozone under controlled conditions. Seeds germinated in pots were placed in two chambers, one with filtered air (AF) and other with filtered air plus 30 ppb of ozone (AF + O3). At 10 and 20 days after sowing, gas exchange, growth and biomass were measured; at 20 days after sowing, antioxidative defenses (ascorbic acid and superoxide dismutase) were analyzed. Net photosynthesis, stomatal conductance, transpiration rate, height, leaf area and biomass were 16, 27, 11, 22, 29 and 18% smaller, respectively, in AF + O3 at 10 days after sowing. At 20 days after sowing, besides this parameters, root length, stem diameter and root:shoot ratio were 10, 15 and 12% smaller, respectively, although ascorbic acid concentrations and superoxide dismutase activity increased. Soybean 'Tracajá' seedlings have low tolerance to concentration of 30 ppb of ozone.

A general overview about the ambient levels of low molecular weight carboxylic acids and their possible emission sources, as well as the implication of them in the atmosphere is presented. Carboxylic acids are considered to be one of the dominant classes of organic compounds found in the atmosphere in a variety of phases, such as in rainwater, snow and ice, on aerosol particles and gas phase. They may be originated from biogenic and anthropogenic direct emissions and by photochemical reaction in situ. Emission sources and formation mechanisms of organic acids in the atmosphere are discussed.