The Danthonioideae (Poaceae) has been the focus of several systematic studies. Previous studies have shown the subfamily is monophyletic, but relationships within several groups, including Danthonia, have not been examined in depth. To address the question of the monophyly in North American representatives of Danthonia, this study utilized a holistic approach, examining both molecular and morphological features. A molecular phylogeny was constructed based on the trnL-F region of the chloroplast genome, and micromorphological characters of the leaf epidermis, caryopsis, and lodicules were examined by scanning electron microscopy. This study involved a phylogenetic examination of the subfamily Danthonioideae, with emphasis on North American Danthonia. The objectives were twofold: 1) to determine whether representative species of Danthonia in North America form a monophyletic assemblage based on molecular and morphological characters, and 2) to examine relationships of the North American Danthonia species to putative related species in the Southern Hemisphere and Europe. The survey included the genera Austrodanthonia, Cortaderia, Danthonia, Merxmuellera, Notodanthonia, Rytidosperma, Tribolium, and eight North American Danthonia species. South American representatives of Danthonia were included for comparative purposes. <p> Several nicromorphological epidermal features for danthonioid grasses were examined, including macrohairs, bicellular microhairs, prickle hairs, silica bodies, and stomatal complexes. Macrohairs are large, unicellular basifixed structures. Bicellular microhairs are of three types: 1) microhairs with a long basal cell relative to the terminal cell, 2) microhairs with basal and terminal cells approximately equal in length, and 3) microhairs with a short basal cell relative to the terminal cell. Prickle hairs in the costal regions of the leaf epidermis of four species of North American Danthonia are reported for the first time. Epidermal silica bodies in danthonioid grasses are dumbbell-shaped, tall and narrow, or cross-shaped. The stomatal complexes are paracytic with two dome-shaped subsidiary cells. No distinguishing characters were found at the subfamily level. Danthonia is characterized by the absence of abaxial stomata, presence of bicellular microhairs with basal and terminal cells of equal length, as well as microhairs with long basal cells relative to terminal cells. These findings provide a new framework useful for interpretating and re-evaluating taxonomic and phylogenetic relationships in the Danthonioideae. <p>Caryopsis features were useful in reconstructing the phylogeny of the Danthonioideae. Three features associated with the caryopsis, hilum, and surface pattern of Danthonia included: 1) ovoid to obovoid caryopsis shape, 2) linear hilum, and 3) undulating or straight reticulate surface pattern. No other taxon examined in this study possesses this combination of characters. Secondly, Rytidosperma is characterized by 1) ovoid caryopses that are generally smaller than the caryopses in Danthonia, 2) punctate hila, and 3) undulating reticulate or substriate caryopsis surface patterns. Finally, Tribolium has 1) small obovoid caryopses ¡Ü1.2 mm in length, 2) punctate hila, and 3) a substriate caryopsis surface pattern. Though Cortaderia shares the linear hilum and undulating reticulate surface pattern with Danthonia, the lanceolate caryopsis differs from the ovoid to obovoid caryopsis of Danthonia. <p>The subfamily Danthonioideae is monophyletic. Within this subfamily two monophyletic clades, i.e. Danthonia and Rytidosperma, were identified. Cortaderia selloana is basal to the aforementioned clades. Although the Danthonia clade is monophyletic, this study does not support the separation of North and South American and European species, and there is poor resolution of terminal branches within the clade. Interspecific relationships within Danthonia are not clear, but evidence suggests the taxonomic separation of Danthonia from Rytidosperma, two genera that were previously considered to be closely related. The Rytidosperma clade is composed of Austrodanthonia, Notodanthonia, Rytidosperma, Tribolium, and Merxmuellera. Though taxonomic sampling of South American Rytidosperma only included one species, the trnL-F strict consensus tree shows strong support for its inclusion in the Rytidosperma clade, demonstrating that South American representatives of Rytidosperma are distinct from Danthonia. Within the Rytidosperma clade, the genus Rytidosperma may be paraphyletic.

The Danthonioideae (Poaceae) has been the focus of several systematic studies. Previous studies have shown the subfamily is monophyletic, but relationships within several groups, including Danthonia, have not been examined in depth. To address the question of the monophyly in North American representatives of Danthonia, this study utilized a holistic approach, examining both molecular and morphological features. A molecular phylogeny was constructed based on the trnL-F region of the chloroplast genome, and micromorphological characters of the leaf epidermis, caryopsis, and lodicules were examined by scanning electron microscopy. This study involved a phylogenetic examination of the subfamily Danthonioideae, with emphasis on North American Danthonia. The objectives were twofold: 1) to determine whether representative species of Danthonia in North America form a monophyletic assemblage based on molecular and morphological characters, and 2) to examine relationships of the North American Danthonia species to putative related species in the Southern Hemisphere and Europe. The survey included the genera Austrodanthonia, Cortaderia, Danthonia, Merxmuellera, Notodanthonia, Rytidosperma, Tribolium, and eight North American Danthonia species. South American representatives of Danthonia were included for comparative purposes. <p> Several nicromorphological epidermal features for danthonioid grasses were examined, including macrohairs, bicellular microhairs, prickle hairs, silica bodies, and stomatal complexes. Macrohairs are large, unicellular basifixed structures. Bicellular microhairs are of three types: 1) microhairs with a long basal cell relative to the terminal cell, 2) microhairs with basal and terminal cells approximately equal in length, and 3) microhairs with a short basal cell relative to the terminal cell. Prickle hairs in the costal regions of the leaf epidermis of four species of North American Danthonia are reported for the first time. Epidermal silica bodies in danthonioid grasses are dumbbell-shaped, tall and narrow, or cross-shaped. The stomatal complexes are paracytic with two dome-shaped subsidiary cells. No distinguishing characters were found at the subfamily level. Danthonia is characterized by the absence of abaxial stomata, presence of bicellular microhairs with basal and terminal cells of equal length, as well as microhairs with long basal cells relative to terminal cells. These findings provide a new framework useful for interpretating and re-evaluating taxonomic and phylogenetic relationships in the Danthonioideae. <p>Caryopsis features were useful in reconstructing the phylogeny of the Danthonioideae. Three features associated with the caryopsis, hilum, and surface pattern of Danthonia included: 1) ovoid to obovoid caryopsis shape, 2) linear hilum, and 3) undulating or straight reticulate surface pattern. No other taxon examined in this study possesses this combination of characters. Secondly, Rytidosperma is characterized by 1) ovoid caryopses that are generally smaller than the caryopses in Danthonia, 2) punctate hila, and 3) undulating reticulate or substriate caryopsis surface patterns. Finally, Tribolium has 1) small obovoid caryopses ¡Ü1.2 mm in length, 2) punctate hila, and 3) a substriate caryopsis surface pattern. Though Cortaderia shares the linear hilum and undulating reticulate surface pattern with Danthonia, the lanceolate caryopsis differs from the ovoid to obovoid caryopsis of Danthonia. <p>The subfamily Danthonioideae is monophyletic. Within this subfamily two monophyletic clades, i.e. Danthonia and Rytidosperma, were identified. Cortaderia selloana is basal to the aforementioned clades. Although the Danthonia clade is monophyletic, this study does not support the separation of North and South American and European species, and there is poor resolution of terminal branches within the clade. Interspecific relationships within Danthonia are not clear, but evidence suggests the taxonomic separation of Danthonia from Rytidosperma, two genera that were previously considered to be closely related. The Rytidosperma clade is composed of Austrodanthonia, Notodanthonia, Rytidosperma, Tribolium, and Merxmuellera. Though taxonomic sampling of South American Rytidosperma only included one species, the trnL-F strict consensus tree shows strong support for its inclusion in the Rytidosperma clade, demonstrating that South American representatives of Rytidosperma are distinct from Danthonia. Within the Rytidosperma clade, the genus Rytidosperma may be paraphyletic.

As proteínas glicolíticas em plantas são codificadas por pequenas famílias multigênicas, que fornecem um interessante contraste às famílias multigênicas com um grande número de cópias estudadas até o momento. Os genes Adh codificam enzimas glicolíticas, conhecidas como álcool desidrogenase, as quais têm sido caracterizadas em várias famílias de plantas. Embora as seqüências de aminoácios das cadeias longas de ADH, que contêm zinco como cofator, sejam altamente conservadas, a função metabólica dessa enzima é variável. Além disso, elas têm diferentes padrões de expressão e estão submetidas a diferentes taxas não-sinônimas entre as diferentes cópias gênicas. É possível que as cópias de Adh tenham sido mantidas como conseqüência da substituição adaptativa de aminoácidos que conferiu uma mudança em sua função. Neste estudo, estendemos análises prévias dessa família gênica, utilizando técnicas de filogenia e modelagem molecular, com o objetivo de entender o processo de diversificação envolvido na evolução dessa família multigênica. As análises filogenéticas indicaram que têm havido eventos separados de duplicação dentro de angiospermas, ou seja, genes identificados como Adh1, Adh2 e Adh3 em diferentes grupos podem não ser homólogos. Nenhuma indicação de seleção positiva foi encontrada para a família gênica Adh em plantas. Entretanto, os coeficientes de divergência funcional ( ) estimados entre os grupos de genes Adh1 e Adh2 indicaram mudanças sítio-específicas, estatisticamente significativas, na taxa evolutiva entre os mesmos, bem como entre aqueles genes Adh de diferentes famílias botânicas, sugerindo que alterações nas restrições funcionais podem ter ocorrido em alguns resíduos de aminoácidos depois da especiação. Modelos teóricos da estrutura tridimensional da enzima álcool desidrogenase de 17 espécies de plantas foram construídos e validados estereoquimicamente. Os resíduos de aminoácidos importantes para a divergência funcional dessa enzima foram identificados na estrutura tridimensional da mesma. / The glycolytic proteins in plants are coded by small multigene families, which provide an interesting contrast to the high copy number gene families studied to date. The alcohol dehydrogenase (Adh) genes encode glycolytic enzymes that have been characterized in some plant families. Although the amino acid sequences of zinccontaining long-chain (LC) ADHs are highly conserved, the metabolic function of this enzyme is variable. Besides this, they have different patterns of expression and are submitted to differences in nonsynonymous substitution rates between gene copies. It is possible that the Adh copies have been retained as a consequence of adaptative amino acid replacement which has conferred a subtle change in function. We extend previous studies of this gene family, with the goal of using phylogenetic approach and molecular modeling tools to understand the process of diversification involved in the evolutionary process of this multigene family. The phylogenetic analysis indicate that there have been a number of separate duplication events within angiosperms, that is to say genes labeled Adh1, Adh2 and Adh3 in different groups may not be homologous. No indication of positive selection was encountered for the plant Adh gene family. However, the coefficients of functional divergence ( ) estimated between the Adh1 and Adh2 gene groups indicate statistically significant site-specific shift of evolutionary rate between them, as well as between those of different botanical families, suggesting that altered functional constraints may take place at some amino acid residues after speciation. Theoretical tridimensional models of seventeen plant alcohol dehydrogenase were constructed and verified to be stereochemically valid. The amino acids residues important for the functional divergence of this enzyme were identified in the ADH tridimensional structure.

Algumas características como a falta de cristais de oxalato de cálcio, de estruturas secretoras e de tricomas, e a riqueza de fibras constituíndo estratos localizados imediatamente abaixo da epiderme e limitando o parênquima cortical, e formando bainhas vasculares, subsidia a autenticidade dos rizomas de Arundo donax. Além disto, os rizomas contem amido, cumarinas, alcalóides, flavonóides e saponinas não hemolíticas. Uma lectina (ADL) especifica para GlcNAc e seus derivados oligossacarídeos foi isolada e purificada dos rizomas de Arundo donax L. (Poaceae) por cromatografia de afinidade em matriz de estroma de coelhopoliacrilamida, resultando em uma purificação de 12,15 vezes, rendimento de 6,58% e recuperação de 80 % da atividade hemaglutinante. A lectina purificada é heterotrimérica com massa molecular aproximada de 32.900 estimada por gel de filtração e de 33.000 obtida por SDS-PAGE, em condições não desnaturantes e não redutoras. A lectina purificada possui elevado conteúdo de Glu/Gln, Asp/Asn, Gly e Cys, mas não é glicosilada. ADL é relativamente estável ao calor e ao pH, e resistente à digestão por enzimas proteolíticas. Ela aglutina eritrócitos nativos de coelho, porco e em menor intensidade de rato e humanos A, B, AB e sua atividade hemaglutinante independe de cátions divalentes, mas é diminuída por agentes desnaturantes e redutores. A lectina de Arundo donax L. tem efeito citotóxico para células transformadas da linhagem HT-29, efeito inseticida para Dysdercus peruvianus e nematicida para Meloidogyne incognita. A ADL causou decréscimo na germinabilidade e retardo na germinabilidade dos diásporos de Lactuca sativa L. e também apresentou significativo efeito mitogênico e quimiotáxico. A ADL produziu sinais de toxicidade por via intraperitoneal em camundongos na dose de 300 mg/Kg e com a dose de 800 mg/Kg, 100 % dos camundongos foram a óbito, após 30 horas de sua administração. Sete isoformas da ADL foram separadas por PAGE preparativa. Das seis estudadas todas são heterotriméricas com massas moleculares relativas de suas cadeias polipeptídicas de aproximadamente 8,5, 18,9 e 13,1 kDa, totalizando 40,6 kDa. As isoformas demostraram ser estáveis face a vários fatores químicos e físico-químicos como a ADL, mas apresentaram desiguais intensidades na aglutinação de eritrócitos e inibição por carboidratos. A isoforma ADL-III é rica em resíduos de Glu/Gln, Gly, Asp/Asn e ainda Cys e as cadeias a e b possuem resíduos de triptofano na porção N-terminal. A ADL-III apresentou atividade mitogênica significativa. A ADL foi capaz de ligar-se in vitro a células transformadas das linhagens T-47D, HT-29 e T-24. Por técnicas imunohistoquímicas, a ADL foi detectada na parede celular das fibras e em algumas poucas células do parênquima cortical do rizoma. / Some characteristics like absence of calcium oxalate crystals, secretory structures and trychomes and the richness of fibers that form strata localized immediately under the epiderms and limiting the cortical parenchyma or forming bundle sheaths, subsidize the authenticity of these rhizomes. Besides the rhizomes contain amide, coumarins, alkaloids, flavonoids and nonhemolytic saponins. A lectin (ADL) specific to GlcNac and its oligosaccharides was isolated and purified from Arundo donax L. (Poaceae) rhizomes by affinity chromatography on rabbit stroma-polyacrilamide column. The lectin was purified 12.15 times, the yield of proteins was 6.58 % and the recovery of the hemagglutinating activity was 80 %. The purified lectin is heterotrimeric and has a molecular mass of 32,900 approximately estimated by gel filtration and of 33,000 by SDS-PAGE in non denaturating and non reducing conditions. The purified lectin is rich in Glu/Gln, Asp/Asn, Gly and Cys, but it is not glycosilated. ADL is relatively heat- and pHstable and it is resistent to disgestion by proteolytic enzymes. It agglutinates native rabbit, pig erythrocytes and with lower intensity rat and human A, B and AB erythrocytes, and its hemagglutinating activity is independent of divalent cations, but it is decreased by denaturating and reducing agents. Arundo donax L. lectin displays cytotoxic effect on Dysdercus peruvianus and nematicide activity againt Meloidogyne incognita. ADL decreases the germinability and delays the mean time for germinability of Lactuca sativa L. diasphores and also shows significant mitogenic and chemotactic effect. The lectin induce toxicity signals in mice by intraperitoneal injection with the dose of 300 mg/kg and 800 mg/kg caused 100 % death of the animals, 30 h after its administration. Seven isoforms of ADL were separated by preparative PAGE. The six isoforms studied are heterotrimeric, with polypeptide chains of molecular mass of 8.5, 13.1 and 18.9 kDa determined by mass spectroscophy and with 40.6 kDa of lectin molecular mass. The isoforms showed stability when subjected to the action of distinct chemical and physico-chemical factors as ADL showed. However, they exibited unequal intensity of erythrocyte agglutination and carbohydrate inhibition. ADL-III is rich in Glu/Gln, Gly and Asp/Asn and Cys residues, and its Nterminal a and b chains contain tryptophan residues. ADL-III showed significant mitogenic activity. ADL was able to bind to transformed cells from T-47D, HT-29 and T-24 lines in vitro. Immunohistochemical techniques allowed to localize ADL in the fiber cell walls and in some few cortical parenchyma cells of the rhizome.

As proteínas glicolíticas em plantas são codificadas por pequenas famílias multigênicas, que fornecem um interessante contraste às famílias multigênicas com um grande número de cópias estudadas até o momento. Os genes Adh codificam enzimas glicolíticas, conhecidas como álcool desidrogenase, as quais têm sido caracterizadas em várias famílias de plantas. Embora as seqüências de aminoácios das cadeias longas de ADH, que contêm zinco como cofator, sejam altamente conservadas, a função metabólica dessa enzima é variável. Além disso, elas têm diferentes padrões de expressão e estão submetidas a diferentes taxas não-sinônimas entre as diferentes cópias gênicas. É possível que as cópias de Adh tenham sido mantidas como conseqüência da substituição adaptativa de aminoácidos que conferiu uma mudança em sua função. Neste estudo, estendemos análises prévias dessa família gênica, utilizando técnicas de filogenia e modelagem molecular, com o objetivo de entender o processo de diversificação envolvido na evolução dessa família multigênica. As análises filogenéticas indicaram que têm havido eventos separados de duplicação dentro de angiospermas, ou seja, genes identificados como Adh1, Adh2 e Adh3 em diferentes grupos podem não ser homólogos. Nenhuma indicação de seleção positiva foi encontrada para a família gênica Adh em plantas. Entretanto, os coeficientes de divergência funcional ( ) estimados entre os grupos de genes Adh1 e Adh2 indicaram mudanças sítio-específicas, estatisticamente significativas, na taxa evolutiva entre os mesmos, bem como entre aqueles genes Adh de diferentes famílias botânicas, sugerindo que alterações nas restrições funcionais podem ter ocorrido em alguns resíduos de aminoácidos depois da especiação. Modelos teóricos da estrutura tridimensional da enzima álcool desidrogenase de 17 espécies de plantas foram construídos e validados estereoquimicamente. Os resíduos de aminoácidos importantes para a divergência funcional dessa enzima foram identificados na estrutura tridimensional da mesma. / The glycolytic proteins in plants are coded by small multigene families, which provide an interesting contrast to the high copy number gene families studied to date. The alcohol dehydrogenase (Adh) genes encode glycolytic enzymes that have been characterized in some plant families. Although the amino acid sequences of zinccontaining long-chain (LC) ADHs are highly conserved, the metabolic function of this enzyme is variable. Besides this, they have different patterns of expression and are submitted to differences in nonsynonymous substitution rates between gene copies. It is possible that the Adh copies have been retained as a consequence of adaptative amino acid replacement which has conferred a subtle change in function. We extend previous studies of this gene family, with the goal of using phylogenetic approach and molecular modeling tools to understand the process of diversification involved in the evolutionary process of this multigene family. The phylogenetic analysis indicate that there have been a number of separate duplication events within angiosperms, that is to say genes labeled Adh1, Adh2 and Adh3 in different groups may not be homologous. No indication of positive selection was encountered for the plant Adh gene family. However, the coefficients of functional divergence ( ) estimated between the Adh1 and Adh2 gene groups indicate statistically significant site-specific shift of evolutionary rate between them, as well as between those of different botanical families, suggesting that altered functional constraints may take place at some amino acid residues after speciation. Theoretical tridimensional models of seventeen plant alcohol dehydrogenase were constructed and verified to be stereochemically valid. The amino acids residues important for the functional divergence of this enzyme were identified in the ADH tridimensional structure.

Algumas características como a falta de cristais de oxalato de cálcio, de estruturas secretoras e de tricomas, e a riqueza de fibras constituíndo estratos localizados imediatamente abaixo da epiderme e limitando o parênquima cortical, e formando bainhas vasculares, subsidia a autenticidade dos rizomas de Arundo donax. Além disto, os rizomas contem amido, cumarinas, alcalóides, flavonóides e saponinas não hemolíticas. Uma lectina (ADL) especifica para GlcNAc e seus derivados oligossacarídeos foi isolada e purificada dos rizomas de Arundo donax L. (Poaceae) por cromatografia de afinidade em matriz de estroma de coelhopoliacrilamida, resultando em uma purificação de 12,15 vezes, rendimento de 6,58% e recuperação de 80 % da atividade hemaglutinante. A lectina purificada é heterotrimérica com massa molecular aproximada de 32.900 estimada por gel de filtração e de 33.000 obtida por SDS-PAGE, em condições não desnaturantes e não redutoras. A lectina purificada possui elevado conteúdo de Glu/Gln, Asp/Asn, Gly e Cys, mas não é glicosilada. ADL é relativamente estável ao calor e ao pH, e resistente à digestão por enzimas proteolíticas. Ela aglutina eritrócitos nativos de coelho, porco e em menor intensidade de rato e humanos A, B, AB e sua atividade hemaglutinante independe de cátions divalentes, mas é diminuída por agentes desnaturantes e redutores. A lectina de Arundo donax L. tem efeito citotóxico para células transformadas da linhagem HT-29, efeito inseticida para Dysdercus peruvianus e nematicida para Meloidogyne incognita. A ADL causou decréscimo na germinabilidade e retardo na germinabilidade dos diásporos de Lactuca sativa L. e também apresentou significativo efeito mitogênico e quimiotáxico. A ADL produziu sinais de toxicidade por via intraperitoneal em camundongos na dose de 300 mg/Kg e com a dose de 800 mg/Kg, 100 % dos camundongos foram a óbito, após 30 horas de sua administração. Sete isoformas da ADL foram separadas por PAGE preparativa. Das seis estudadas todas são heterotriméricas com massas moleculares relativas de suas cadeias polipeptídicas de aproximadamente 8,5, 18,9 e 13,1 kDa, totalizando 40,6 kDa. As isoformas demostraram ser estáveis face a vários fatores químicos e físico-químicos como a ADL, mas apresentaram desiguais intensidades na aglutinação de eritrócitos e inibição por carboidratos. A isoforma ADL-III é rica em resíduos de Glu/Gln, Gly, Asp/Asn e ainda Cys e as cadeias a e b possuem resíduos de triptofano na porção N-terminal. A ADL-III apresentou atividade mitogênica significativa. A ADL foi capaz de ligar-se in vitro a células transformadas das linhagens T-47D, HT-29 e T-24. Por técnicas imunohistoquímicas, a ADL foi detectada na parede celular das fibras e em algumas poucas células do parênquima cortical do rizoma. / Some characteristics like absence of calcium oxalate crystals, secretory structures and trychomes and the richness of fibers that form strata localized immediately under the epiderms and limiting the cortical parenchyma or forming bundle sheaths, subsidize the authenticity of these rhizomes. Besides the rhizomes contain amide, coumarins, alkaloids, flavonoids and nonhemolytic saponins. A lectin (ADL) specific to GlcNac and its oligosaccharides was isolated and purified from Arundo donax L. (Poaceae) rhizomes by affinity chromatography on rabbit stroma-polyacrilamide column. The lectin was purified 12.15 times, the yield of proteins was 6.58 % and the recovery of the hemagglutinating activity was 80 %. The purified lectin is heterotrimeric and has a molecular mass of 32,900 approximately estimated by gel filtration and of 33,000 by SDS-PAGE in non denaturating and non reducing conditions. The purified lectin is rich in Glu/Gln, Asp/Asn, Gly and Cys, but it is not glycosilated. ADL is relatively heat- and pHstable and it is resistent to disgestion by proteolytic enzymes. It agglutinates native rabbit, pig erythrocytes and with lower intensity rat and human A, B and AB erythrocytes, and its hemagglutinating activity is independent of divalent cations, but it is decreased by denaturating and reducing agents. Arundo donax L. lectin displays cytotoxic effect on Dysdercus peruvianus and nematicide activity againt Meloidogyne incognita. ADL decreases the germinability and delays the mean time for germinability of Lactuca sativa L. diasphores and also shows significant mitogenic and chemotactic effect. The lectin induce toxicity signals in mice by intraperitoneal injection with the dose of 300 mg/kg and 800 mg/kg caused 100 % death of the animals, 30 h after its administration. Seven isoforms of ADL were separated by preparative PAGE. The six isoforms studied are heterotrimeric, with polypeptide chains of molecular mass of 8.5, 13.1 and 18.9 kDa determined by mass spectroscophy and with 40.6 kDa of lectin molecular mass. The isoforms showed stability when subjected to the action of distinct chemical and physico-chemical factors as ADL showed. However, they exibited unequal intensity of erythrocyte agglutination and carbohydrate inhibition. ADL-III is rich in Glu/Gln, Gly and Asp/Asn and Cys residues, and its Nterminal a and b chains contain tryptophan residues. ADL-III showed significant mitogenic activity. ADL was able to bind to transformed cells from T-47D, HT-29 and T-24 lines in vitro. Immunohistochemical techniques allowed to localize ADL in the fiber cell walls and in some few cortical parenchyma cells of the rhizome.

As proteínas glicolíticas em plantas são codificadas por pequenas famílias multigênicas, que fornecem um interessante contraste às famílias multigênicas com um grande número de cópias estudadas até o momento. Os genes Adh codificam enzimas glicolíticas, conhecidas como álcool desidrogenase, as quais têm sido caracterizadas em várias famílias de plantas. Embora as seqüências de aminoácios das cadeias longas de ADH, que contêm zinco como cofator, sejam altamente conservadas, a função metabólica dessa enzima é variável. Além disso, elas têm diferentes padrões de expressão e estão submetidas a diferentes taxas não-sinônimas entre as diferentes cópias gênicas. É possível que as cópias de Adh tenham sido mantidas como conseqüência da substituição adaptativa de aminoácidos que conferiu uma mudança em sua função. Neste estudo, estendemos análises prévias dessa família gênica, utilizando técnicas de filogenia e modelagem molecular, com o objetivo de entender o processo de diversificação envolvido na evolução dessa família multigênica. As análises filogenéticas indicaram que têm havido eventos separados de duplicação dentro de angiospermas, ou seja, genes identificados como Adh1, Adh2 e Adh3 em diferentes grupos podem não ser homólogos. Nenhuma indicação de seleção positiva foi encontrada para a família gênica Adh em plantas. Entretanto, os coeficientes de divergência funcional ( ) estimados entre os grupos de genes Adh1 e Adh2 indicaram mudanças sítio-específicas, estatisticamente significativas, na taxa evolutiva entre os mesmos, bem como entre aqueles genes Adh de diferentes famílias botânicas, sugerindo que alterações nas restrições funcionais podem ter ocorrido em alguns resíduos de aminoácidos depois da especiação. Modelos teóricos da estrutura tridimensional da enzima álcool desidrogenase de 17 espécies de plantas foram construídos e validados estereoquimicamente. Os resíduos de aminoácidos importantes para a divergência funcional dessa enzima foram identificados na estrutura tridimensional da mesma. / The glycolytic proteins in plants are coded by small multigene families, which provide an interesting contrast to the high copy number gene families studied to date. The alcohol dehydrogenase (Adh) genes encode glycolytic enzymes that have been characterized in some plant families. Although the amino acid sequences of zinccontaining long-chain (LC) ADHs are highly conserved, the metabolic function of this enzyme is variable. Besides this, they have different patterns of expression and are submitted to differences in nonsynonymous substitution rates between gene copies. It is possible that the Adh copies have been retained as a consequence of adaptative amino acid replacement which has conferred a subtle change in function. We extend previous studies of this gene family, with the goal of using phylogenetic approach and molecular modeling tools to understand the process of diversification involved in the evolutionary process of this multigene family. The phylogenetic analysis indicate that there have been a number of separate duplication events within angiosperms, that is to say genes labeled Adh1, Adh2 and Adh3 in different groups may not be homologous. No indication of positive selection was encountered for the plant Adh gene family. However, the coefficients of functional divergence ( ) estimated between the Adh1 and Adh2 gene groups indicate statistically significant site-specific shift of evolutionary rate between them, as well as between those of different botanical families, suggesting that altered functional constraints may take place at some amino acid residues after speciation. Theoretical tridimensional models of seventeen plant alcohol dehydrogenase were constructed and verified to be stereochemically valid. The amino acids residues important for the functional divergence of this enzyme were identified in the ADH tridimensional structure.

Algumas características como a falta de cristais de oxalato de cálcio, de estruturas secretoras e de tricomas, e a riqueza de fibras constituíndo estratos localizados imediatamente abaixo da epiderme e limitando o parênquima cortical, e formando bainhas vasculares, subsidia a autenticidade dos rizomas de Arundo donax. Além disto, os rizomas contem amido, cumarinas, alcalóides, flavonóides e saponinas não hemolíticas. Uma lectina (ADL) especifica para GlcNAc e seus derivados oligossacarídeos foi isolada e purificada dos rizomas de Arundo donax L. (Poaceae) por cromatografia de afinidade em matriz de estroma de coelhopoliacrilamida, resultando em uma purificação de 12,15 vezes, rendimento de 6,58% e recuperação de 80 % da atividade hemaglutinante. A lectina purificada é heterotrimérica com massa molecular aproximada de 32.900 estimada por gel de filtração e de 33.000 obtida por SDS-PAGE, em condições não desnaturantes e não redutoras. A lectina purificada possui elevado conteúdo de Glu/Gln, Asp/Asn, Gly e Cys, mas não é glicosilada. ADL é relativamente estável ao calor e ao pH, e resistente à digestão por enzimas proteolíticas. Ela aglutina eritrócitos nativos de coelho, porco e em menor intensidade de rato e humanos A, B, AB e sua atividade hemaglutinante independe de cátions divalentes, mas é diminuída por agentes desnaturantes e redutores. A lectina de Arundo donax L. tem efeito citotóxico para células transformadas da linhagem HT-29, efeito inseticida para Dysdercus peruvianus e nematicida para Meloidogyne incognita. A ADL causou decréscimo na germinabilidade e retardo na germinabilidade dos diásporos de Lactuca sativa L. e também apresentou significativo efeito mitogênico e quimiotáxico. A ADL produziu sinais de toxicidade por via intraperitoneal em camundongos na dose de 300 mg/Kg e com a dose de 800 mg/Kg, 100 % dos camundongos foram a óbito, após 30 horas de sua administração. Sete isoformas da ADL foram separadas por PAGE preparativa. Das seis estudadas todas são heterotriméricas com massas moleculares relativas de suas cadeias polipeptídicas de aproximadamente 8,5, 18,9 e 13,1 kDa, totalizando 40,6 kDa. As isoformas demostraram ser estáveis face a vários fatores químicos e físico-químicos como a ADL, mas apresentaram desiguais intensidades na aglutinação de eritrócitos e inibição por carboidratos. A isoforma ADL-III é rica em resíduos de Glu/Gln, Gly, Asp/Asn e ainda Cys e as cadeias a e b possuem resíduos de triptofano na porção N-terminal. A ADL-III apresentou atividade mitogênica significativa. A ADL foi capaz de ligar-se in vitro a células transformadas das linhagens T-47D, HT-29 e T-24. Por técnicas imunohistoquímicas, a ADL foi detectada na parede celular das fibras e em algumas poucas células do parênquima cortical do rizoma. / Some characteristics like absence of calcium oxalate crystals, secretory structures and trychomes and the richness of fibers that form strata localized immediately under the epiderms and limiting the cortical parenchyma or forming bundle sheaths, subsidize the authenticity of these rhizomes. Besides the rhizomes contain amide, coumarins, alkaloids, flavonoids and nonhemolytic saponins. A lectin (ADL) specific to GlcNac and its oligosaccharides was isolated and purified from Arundo donax L. (Poaceae) rhizomes by affinity chromatography on rabbit stroma-polyacrilamide column. The lectin was purified 12.15 times, the yield of proteins was 6.58 % and the recovery of the hemagglutinating activity was 80 %. The purified lectin is heterotrimeric and has a molecular mass of 32,900 approximately estimated by gel filtration and of 33,000 by SDS-PAGE in non denaturating and non reducing conditions. The purified lectin is rich in Glu/Gln, Asp/Asn, Gly and Cys, but it is not glycosilated. ADL is relatively heat- and pHstable and it is resistent to disgestion by proteolytic enzymes. It agglutinates native rabbit, pig erythrocytes and with lower intensity rat and human A, B and AB erythrocytes, and its hemagglutinating activity is independent of divalent cations, but it is decreased by denaturating and reducing agents. Arundo donax L. lectin displays cytotoxic effect on Dysdercus peruvianus and nematicide activity againt Meloidogyne incognita. ADL decreases the germinability and delays the mean time for germinability of Lactuca sativa L. diasphores and also shows significant mitogenic and chemotactic effect. The lectin induce toxicity signals in mice by intraperitoneal injection with the dose of 300 mg/kg and 800 mg/kg caused 100 % death of the animals, 30 h after its administration. Seven isoforms of ADL were separated by preparative PAGE. The six isoforms studied are heterotrimeric, with polypeptide chains of molecular mass of 8.5, 13.1 and 18.9 kDa determined by mass spectroscophy and with 40.6 kDa of lectin molecular mass. The isoforms showed stability when subjected to the action of distinct chemical and physico-chemical factors as ADL showed. However, they exibited unequal intensity of erythrocyte agglutination and carbohydrate inhibition. ADL-III is rich in Glu/Gln, Gly and Asp/Asn and Cys residues, and its Nterminal a and b chains contain tryptophan residues. ADL-III showed significant mitogenic activity. ADL was able to bind to transformed cells from T-47D, HT-29 and T-24 lines in vitro. Immunohistochemical techniques allowed to localize ADL in the fiber cell walls and in some few cortical parenchyma cells of the rhizome.

Axonopus é um gênero neotropical com cerca de 75 espécies ocorrendo no Brasil, as quais representam cerca de 70% do número total de espécies do gênero. Axonopus serie Suffulti constitui um pequeno grupo incluindo espécies de taxonomia controversa, caracterizado por plantas com rizomas, folhagem equitante ou pseudoequitante, rígida ou subrígida e espiguetas com antécio superior castanho. Trinta e quatro formas coletadas em diversas partes do país, foram agrupadas de acordo com suas similaridades fenotípicas. Algumas espécies foram determinadas por esse método. Os cariótipos são compostos por um número básico x=10 cromossomos, todos aparentemente meta ou submetacêntrios. O maior nível de ploidia encontrado em A. serie Suffulti foi o tetraplóide. Oito táxons submetidos à análise de bandeamento Giemsa C e CMA3/DAPI mostraram segmentos de heterocromatina terminal e proximal com fortes evidências de que cada forma analisada constitui uma espécie distinta. Foi utilizada a hibridização in situ, FISH, para investigar a localização do sítio 45S do DNAr em cinco entidades, revelando alta homologia entre elas. A hibridização genômica in situ, GISH, permitiu a identificação de um genoma parental em um alotetraplóide. Dados sobre preferências ecológicas e distribuição geográfica contribuíram para a delimitação das espécies. Este estudo possibilitou o estabelecimento da circunscrição de 18 espécies e 6 variedades. / Axonopus is a neotropical genera with about 75 species occurring in Brazil which represents about 70% of the total number of the species of the genera. Axonopus serie Suffulti constitutes a small group including species of controversy taxonomy, characterized by plants with rhizomes, equitant or pseudoequitant, rigid or subrigid foliage and spikelets with brown upper anthecium. Thirty-four forms collection from several parts of the country, were grouped according its phenotypic similarities. Some species could be determined by this method. The karyotypes are composed by a basic number of x=10 apparently constituted by meta and submetacentric chromosomes. The major ploidy level found in A. serie Suffulti was the tetraployd. Eight taxa performed using Giemsa C banding and CMA3/DAPI staining probe showed terminal and proximal heterochromatic segments with strong evidences that each form analyzed constitutes a distinct species. Fluorescent in situ hybridization, FISH, was used to investigate the localization of the 45S rDNA site in five entities, revealing high homology between them. Genomic in situ hybridization, GISH, permitted identification of one parental genome in a alotetraployd. Data about ecological preferences and geographic distribution contributed for the species delimitation. This study permitted the establishment of the circumscription of 18 species and 6 varieties.

Axonopus é um gênero neotropical com cerca de 75 espécies ocorrendo no Brasil, as quais representam cerca de 70% do número total de espécies do gênero. Axonopus serie Suffulti constitui um pequeno grupo incluindo espécies de taxonomia controversa, caracterizado por plantas com rizomas, folhagem equitante ou pseudoequitante, rígida ou subrígida e espiguetas com antécio superior castanho. Trinta e quatro formas coletadas em diversas partes do país, foram agrupadas de acordo com suas similaridades fenotípicas. Algumas espécies foram determinadas por esse método. Os cariótipos são compostos por um número básico x=10 cromossomos, todos aparentemente meta ou submetacêntrios. O maior nível de ploidia encontrado em A. serie Suffulti foi o tetraplóide. Oito táxons submetidos à análise de bandeamento Giemsa C e CMA3/DAPI mostraram segmentos de heterocromatina terminal e proximal com fortes evidências de que cada forma analisada constitui uma espécie distinta. Foi utilizada a hibridização in situ, FISH, para investigar a localização do sítio 45S do DNAr em cinco entidades, revelando alta homologia entre elas. A hibridização genômica in situ, GISH, permitiu a identificação de um genoma parental em um alotetraplóide. Dados sobre preferências ecológicas e distribuição geográfica contribuíram para a delimitação das espécies. Este estudo possibilitou o estabelecimento da circunscrição de 18 espécies e 6 variedades. / Axonopus is a neotropical genera with about 75 species occurring in Brazil which represents about 70% of the total number of the species of the genera. Axonopus serie Suffulti constitutes a small group including species of controversy taxonomy, characterized by plants with rhizomes, equitant or pseudoequitant, rigid or subrigid foliage and spikelets with brown upper anthecium. Thirty-four forms collection from several parts of the country, were grouped according its phenotypic similarities. Some species could be determined by this method. The karyotypes are composed by a basic number of x=10 apparently constituted by meta and submetacentric chromosomes. The major ploidy level found in A. serie Suffulti was the tetraployd. Eight taxa performed using Giemsa C banding and CMA3/DAPI staining probe showed terminal and proximal heterochromatic segments with strong evidences that each form analyzed constitutes a distinct species. Fluorescent in situ hybridization, FISH, was used to investigate the localization of the 45S rDNA site in five entities, revealing high homology between them. Genomic in situ hybridization, GISH, permitted identification of one parental genome in a alotetraployd. Data about ecological preferences and geographic distribution contributed for the species delimitation. This study permitted the establishment of the circumscription of 18 species and 6 varieties.