SUMMARY: Hibiscus cannabinus (kenaf) is well known as a source for textile fibers and as an alternate source for cellulosic fibers for paper and pulp industry. Formation of reaction xylem alters the chemical properties of fibers, which may affect its uses. To the best of our knowledge, there are no reports on the occurrence of reaction xylem in kenaf. The present study examines reaction xylem (i.e. tension wood and its opposite side) formed in response to bending of stems in Kenaf by anatomical, histochemical and biochemical methods. The reaction xylem found on the upper side of leaning stems showed an eccentric growth pattern, thin walls, shorter and wider fibers without gelatinous layer, decrease of vessel or ray density as compared to wood formed on opposite sides. Histochemical localization of lignin using Weisner reaction and Maule’s test indicated presence of more syringyl units in the fiber wall of tension wood. Gravimetric quantification of cell wall polymers showed relatively more amount of holocellulose and hemicellulose in tension wood (69 and 46 %, respectively) compared to those of opposite wood (63 and 42 %, respectively). There was no significant difference noticed in the klason lignin content between opposite (17.4 %) and tension wood (16.7 %). Lignin characterization by the thioacidolysis method revealed that the tension wood lignin in kenaf was composed of more amount of syringyl and p-hydroxyphenyl monomers compared to that of opposite side wood. This analysis also suggests that the tension wood lignin is rich in β-aryl ether linkages in syringyl units resulting in high S/G ratio.

RESUMEN: Hibiscus cannabinus (kenaf) es utilizada para producción de fibras textiles, papel y pulpa. La formación del xilema de reacción altera las propiedades químicas de las fibras, la cual puede afectar sus usos finales. No existen reportes sobre la aparición del xilema de reacción en kenaf. Por ello, el presente estudio describe el xilema de reacción de kenaf, el cual abarca cambios anatómicos, histoquímicos y bioquímicos como respuesta a la inclinación del tallo. El xilema de reacción en el lado superior del tallo inclinado mostró un patrón de crecimiento excéntrico, paredes delgadas, fibras más cortas y menor diámetro, y sin la presencia de una capa gelatinosa característica de la madera de reacción, menor frecuencia de vasos y rayos en comparación con el xilema formado en el lado opuesto. La localización de la lignina por histoquímetría (método de Weisner y prueba de Maule) indicó una mayor cantidad de grupos siringilo en la pared celular del xilema de tensión. La cuantificación gravimétrica de los polímeros en la pared celular mostró mayor porporción de holocelulosa y hemicelulosa en el xilema de tensión, pero no hubo diferencia significativa en el contenido de lignina klason entre el xilema de tensión y el xilema opuesto. El método de tioacidólisis mostró que la lignina en el xilema de tensión estaba compuesta por mayor cantidad de grupos de siringilo y p-hidroxifenilo en relación con la madera opuesta. Estos resultados sugieren que la lignina en el xilema de tensión del kenaf presenta mayor proporción de enlaces de éter β-arílico en unidades de siringilo, resultando una alta relación S/G.

The wood anatomy of the root, stem (base, middle, top) and branch of Anadenanthera peregrina, Copaifera langsdorffii, Handroanthus ochraceus, Ocotea corymbosa and Xylopia aromatica growing naturally in the Brazilian Cerrado is investigated. The important findings are correlated with hydraulic architecture and mechanical requirements. The presence of hydraulic bottlenecks (also referred to as hydraulic constrictions) is evident in the transition from root to stem, but no such transition is observed from stem to branch in other four species except for Xylopia aromatica. Compared with solitary vessels, proportion of multiple vessels is higher in the roots of Anadenanthera peregrina and Copaifera langsdorffii, as well as in the roots and stem-base of Xylopia aromatica indicating a tendency toward higher safety of roots from embolism as compared to the stem. Dimensions of rays, fibers and dry biomass percentage did not clearly show variations in these cells to influence the mechanical strength. Besides reducing hydraulic conductivity, decrease in vessel diameter from the root to the stem base may also impact mechanical strength by reducing empty spaces (vessel lumen). We concluded that the wood of the stem base of the species investigated shows mechanism to safeguard from air embolism by producing narrower vessels, which can protect the main stem from constant loss of conductivity.

Se investigó la anatomía de la madera de la raíz, el tronco (base, medio, superior) y la rama de Anadenanthera peregrina, Copaifera langsdorffii, Handroanthus ochraceus, Ocotea corymbosa, Xylopia aromatica que crece naturalmente en el Cerrado brasileño. Los principales resultados se correlacionan con la arquitectura hidráulica y requerimientos mecánicos. La presencia de estrangulamientos hidráulicos (también conocidos como constricciones de flujo) son evidentes en la transición desde la raíz a tronco, pero no hay tal transición desde el tronco hasta la rama en otras cuatro especies, excepto Xylopia aromatica. En comparación con los vasos solitarios, la proporción de múltiples vasos es mayor en las raíces de Anadenanthera peregrina y Copaifera langsdorffii, así como las raíces y base del tronco de Xylopia aromatica parecen indicar una tendencia hacia una mayor seguridad de las raíces a la embolia en comparación con el tronco. Las dimensiones de los radios, las fibras y el porcentaje de biomasa seca no mostraron claramente variaciones de estas células para influir en la resistencia mecánica. Además de reducir la permeabilidad, la disminución en el diámetro del vaso de la raíz a la base del tronco, también puede afectar a la resistencia mecánica mediante la reducción de espacios vacíos (luz del vaso). Se concluyó que la madera de la base del tronco de las especies estudiadas es menos susceptible al desarrollo de burbujas de aire debido a la producción de los vasos más estrechos, que pueden proteger el tronco principal de la pérdida constante de conductividad.

Morpho-anatomical features in leaves, stems and unripe fruits of Solanum pseudocapsicum L., Solanaceae, were investigated by histological methods. Anatomically the plant may be characterised by the presence of uniseriate trichomes, anomocytic stomata, calcium oxalate needles in leaves while presence of oval to circular compound starch grains, angular vessels, vertically upright, uni-biseriate rays and intraxylary phloem with differentiation of internal cambium abutting marginal pith cells and protoxylem in transverse view. Development of distinct internal cambium may be considered as a characteristic feature for S. pseudocapsicum. Intraxylary secondary phloem was composed of sieve tube elements, companion cells and axial parenchyma cells.