Teste de tetrazólio para avaliação da qualidade fisiológica em sementes de Goiabeira-serrana (Acca sellowiana O. Berg Burret)

A goiabeira-serrana, espécie frutífera nativa do Sul do Brasil, vem mostrando- se promissora em termos ecológicos e comerciais. O trabalho objetivou avaliar a qualidade fisiológica de dois lotes de sementes de goiabeira-serrana por meio do teste de tetrazólio. O experimento foi dividido em duas etapas. Na primeira, os lotes foram submetidos aos testes de germinação, índice de velocidade de germinação, tempo médio de germinação, emergência em casa de vegetação, índice de velocidade de emergência de plântulas em casa de vegetação, tempo médio de emergência e comprimento de parte aérea. Na segunda, foi realizado o teste de tetrazólio nas concentrações de 0,5 e 1,0, e tempos de embebição (2 h e 4 h). O tratamento 0,5 TZ 4h obteve 73% de sementes viáveis (lote 2007). Para o lote 2008, não houve diferenças entre os tratamentos. O teste de germinação apresentou correlação positiva para os tratamentos 0,5 TZ 2 h e 1 TZ 2 h. Para a emergência de plântulas em casa de vegetação, houve correlação positiva para o tratamento 0,5 TZ 2 h. O teste de tetrazólio permitiu a classificação dos lotes em quatro níveis de viabilidade, confirmando a eficiência do teste na avaliação da viabilidade de sementes de goiabeira-serrana.

Avaliação da morfologia interna de sementes de Acca sellowiana O. Berg por meio de análise de imagens

Acca sellowiana O. (Berg) Burret é uma fruteira nativa da região Sul do Brasil e do Uruguai, que apresenta grande potencial de uso na recuperação de áreas degradadas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a morfologia interna de sementes de Acca sellowiana O. Berg por meio da análise de imagens de raios X e relacionar os resultados com a germinação das sementes. Sementes de Acca sellowiana O. Berg, representadas por três lotes, foram analisadas pelo teste de raios X e, posteriormente, conduzidas ao teste de germinação, com avaliação aos 44 dias após a semeadura. As imagens de raios X foram analisadas com o software ImageJ. A análise das imagens radiográficas de sementes de Acca sellowiana permite a mensuração das áreas internas livres, assim como a determinação da relação entre estas e a germinação. Danos internos detectados por meio de raios X afetam a germinação das sementes.

Propuesta de descriptores para Acca sellowiana (Berg.) Burret

Guayabo del país o goiaba serrana [Acca sellowiana (Berg.) Burret] es uno de los recursos fitogenéticos subutilizados más valiosos de Uruguay y Brasil. Este árbol de fruto comestible, es endémico de una estrecha región sudamericana que abarca el noreste uruguayo y sur de Brasil, donde su cultivo se limita al uso doméstico o a pequeños huertos comerciales. El uso de los materiales de la especie se ve limitado por el desconocimiento de la diversidad presente tanto en poblaciones naturales como en materiales cultivados. El objetivo de este trabajo fue la elaboración de una lista de descriptores que permita la caracterización y evaluación de los materiales para la conservación, uso sostenible e incorporación de diversidad en los programas de mejoramiento genético. Se elaboró una lista preliminar de 41 descriptores morfo-fenológicos de hoja, flor y fruto, que se aplicó in situ a 204 individuos pertenecientes a cuatro poblaciones silvestres del noreste del Uruguay. Con el método de Máxima Verosimilitud Restringida se estimaron los componentes de la varianza entre poblaciones (s²P), entre individuos dentro de poblaciones (s²I(P)), entre muestras dentro de individuo (s²M(IP)) y sus intervalos de confianza utilizando un Modelo Lineal Mixto. Para la determinación del poder discriminante de las variables cuantitativas se adoptó como criterio estadístico la comparación de IC (límite inferior ICs²I(P)>límite superior ICs²M(IP)) y se calculó la razón entre s²I(P)/s²M(IP). Para las variables cualitativas se calculó el estadístico F para la determinación de las diferencias significativas entre individuos con el objetivo de identificar descriptores discriminantes de individuos. También se determinaron las variables que discriminan poblaciones. Se validaron siete descriptores cualitativos (forma de fruto, posición de los sépalos, color de pulpa, color interno de la cáscara, dureza de cáscara, clases de distancia estigma-estambres) y ocho descriptores cuantitativos (altura, diámetro y peso de fruto, peso de pulpa, espesor y resistencia de cáscara, distancia estigma-estambres y número de estambres) para diferenciar individuos. Se encontraron 16 variables cuantitativas y 10 cualitativas discriminantes de las poblaciones estudiadas.

Anomalous somatic embryos in Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)

Somatic embryogenesis represents a valuable tool for the studies on the basic aspects of plant embryo development. Today this process is used as a potencial technique for large-scale plant micropropagation although, so far, it has been applied to only a small number of species. However, when somatic embryos are malformed they are considered economically useless. In Acca sellowiana (O. Berg) Burret, an important fruit-producing crop, large amounts of anomalous somatic embryos (76.3%) were found just after 40 days of culture of explants in a 2,4-D containing medium. Among the anomalous forms found in the cotiledonary stage, 12.2% consisted of fused embryos, 40.4% displayed fused cotyledons, 13.0% presented supernumerary cotyledons, and 10.7% showed absence or poorly developed cotyledons, including those without the shoot apical meristem. Histological analyses indicated that the altered embryos were formed either directly from cotyledons, hypocotyl and radicle of the zygotic embryos used as explants, or indirectly from calli formed from these tissue parts. It is suggested that the formation of anomalous somatic embryos, as well as a low frequency of conversion into emblings reflect physiological and/or genetic disturbances triggered by the presence of 2,4-D in the medium. In vitro experimental alternative approaches are discussed in order to lessen the occurrence of malformed somatic embryos.

Variabilidade morfológica foliar de Miconia sellowiana (DC.) Naudin (Melastomataceae) em diferentes fitofisionomias no Estado do Paraná

Este estudo investigou a morfologia foliar de Miconia sellowiana, ocorrente em quatro diferentes fitofisionomias: Estepe Gramíneo-Lenhosa (EGL), Floresta Ombrófila Densa Montana (FODM), Floresta Ombrófia Mista (FOM) e Floresta Ombrófila Densa Alto-Montana (FODAM), no Estado do Paraná, Brasil. Ramos de seis indivíduos de cada fitofisionomia foram coletados, sendo selecionadas 20 folhas por indivíduo. A área foliar, massa seca foliar, área foliar específica, densidades de tricomas e de estômatos, espessura da cutícula, espessura total e dos tecidos da lâmina foliar foram analisados. As características morfológicas foliares variaram significativamente para os parâmetros analisados. As folhas de M. sellowiana da EGL e FODAM apresentaram características mais xeromórficas, com os maiores valores médios para densidade estomática e de tricomas, maiores espessuras da cutícula da face adaxial, do parênquima esponjoso e espessura total da lâmina e os menores valores médios para a área e massa seca foliar e área foliar específica. A análise de variância e a análise dos componentes principais detectaram um gradiente de mesofilia/xeromorfia entre as quatro fitofisionomias: FOM>FODM>EGL>FODAM. Aparentemente, as diferenças encontradas estão associadas com vários fatores ambientais, principalmente com as características do solo e a intensidade luminosa.

Efeito do frio sobre os carboidratos solúveis em culturas embriogênicas de Acca sellowiana O. Berg (Myrtaceae)

A rota da embriogênese somática de Acca sellowiana, uma espécie arbórea frutífera com limitações quanto à propagação vegetativa, já foi estabelecida mas o número de embriões que restabelecem o crescimento após a fase cotiledonar é baixo. No presente trabalho, embriões somáticos em diferentes fases de desenvolvimento foram obtidos após tratamentos com 2,4-D e submetidos à condição de frio (4 °C) durante 20 dias, visando induzir a transformação de embriões somáticos em plântulas. Observou-se que 95% dos embriões zigóticos desenvolveram embriões somáticos quando tratados com 2,4-D de forma contínua (T1), enquanto que apenas 55% foram formados quando a auxina foi usada na forma pulsada (T2). Porém, o tratamento T1 induziu altas taxas (82%) de deformações nos embriões quando comparados a T2 (62%). Em ambos os tratamentos, não houve formação de plântulas a partir de embriões somáticos após a exposição ao frio, sendo observada redução nos níveis de rafinose. Em T1, 50% dos embriões cultivados na fase globular permaneceram quiescentes e apenas os embriões na fase cotiledonar (76%) apresentaram características positivas de retomada de desenvolvimento, havendo, porém, redução nos teores de açúcares totais com o desenvolvimento e a diferenciação dos embriões. No tratamento T2, apenas 30% dos embriões na fase cotiledonar tornaram-se verdes e apresentaram maiores valores de carboidratos solúveis totais. A análise da composição destes açúcares evidenciou que os componentes majoritários foram myo-inositol, glucose e frutose, no início da cultura e teores decrescentes de sacarose durante o período de cultivo. As baixas concentrações de rafinose durante o período de crescimento e sua redução durante o tratamento a frio, bem como o complexo metabolismo dos carboidratos associado ao uso de reguladores de crescimento podem estar relacionadas com as alterações observadas no desenvolvimento normal dos embriões somáticos, sem haver acúmulo de carboidratos, e inibindo a regeneração das plântulas de Acca sellowiana.

Dynamics of biochemical and morphophysiological changes during zygotic embryogenesis in Acca sellowiana (Berg.) Burr.

Acca sellowiana (Berg.) Burr. is a native Myrtaceae from southern Brazil and Uruguay, now the subject of a domestication and breeding program. Biotechnological tools have been used to assist in this program. The establishment of a reliable protocol of somatic embryogenesis has been pursued, with a view to capturing and fixing genetic gains. The rationale behind this work relies on the fact that deepening comprehension of the general metabolism of zygotic embryogenesis may certainly improve the protocol for somatic embryogenesis. Thus, in the present work we studied the accumulation of protein, total sugars, starch, amino acids, polyamines (PAs), IAA and ABA, in different stages of A. sellowiana zygotic embryogenesis. Starch is the predominant storage compound during zygotic embryo development. Increased synthesis of amino acids in the cotyledonary stage, mainly of asparagine, was observed throughout development. Total free PAs showed increased synthesis, whereas total conjugated PAs were mainly observed in the early developmental stages. IAA decreased and ABA increased with the progression from early to late embryogenesis. Besides providing basic information on the morphophysiological and biochemical changes of zygotic embryogenesis, the results here obtained may provide adequate strategies towards the modulation of somatic embryogenesis in this species as well as in other woody angiosperms.

Structural aspects of the zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)

(Structural aspects of the zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)). Acca sellowiana has anatropous, bitegmic and crassinucellate ovules. The outer and inner integuments are double-layered except in the micropyle, where they are composed of more layers; the micropyle is zig-zag shaped. The egg apparatus lies at the micropylar pole, and the zynergids present a conspicuous filiform apparatus. The antipodal cells are present in the chalazal region, persisting before the occurrence of double fertilization. The zygote is visible 21 days after pollination; nuclear endosperm is already present. The first mitotic division of the zygote occurs at 24(th) day. The globular, cordiform and torpedo embryo stages can be seen at 30, 45 and 60 days after pollination, respectively. The mature embryo characterized by the presence of a well-developed hypocotyl-radicular axis with two fleshy and folded cotyledons was observed 120 days after pollination. Endosperm is absent in the seeds, and the embryo has spiral form, characteristic of Myrtinae. The zygotic embryology studies of A. sellowiana indicate that this species has embryological characteristics which are in agreement with those reported for Myrtaceae (Myrteae, Myrtinae), and also broaden the knowledge about the sexual reproduction of this native species, whose commercial cultivation has been growing.

Changes in soluble carbohydrates and starch amounts during somatic and zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (Myrtaceae)

Comparative analysis of zygotic and somatic embryogenesis of Acca sellowiana showed higher amounts of sucrose, fructose, raffinose, and myo-inositol in zygotic embryos at different developmental stages than in corresponding somatic ones. These differences were mostly constant. In general, glucose levels were significantly lower than the other soluble carbohydrates analyzed, showing minor variation in each embryo stage. Despite the presence of sucrose in the culture medium, its levels conspicuously diminished in somatic embryos compared with the zygotic ones. Raffinose enhanced parallel to embryo development, regardless of its zygotic or somatic origin. Analysis of the soluble carbohydrate composition of mature zygotic cotyledon used as explant pointed out fructose, glucose, myo-inositol, sucrose, and raffinose as the most important. Similar composition was also found in the corresponding somatic cotyledon. Total soluble carbohydrates varied inversely, decreasing in zygotic embryos and increasing in somatic embryos until the 24th d, at which time they increased rapidly about sixfold in zygotic embryos until the 27th d, a period coinciding with the zygotic proembryos formation. Such condition seems to reflect directly the variation of endogenous sucrose level, mainly because glucose and fructose diminished continuously during this time period. This means that, in terms of soluble sugars, zygotic embryo formation occurred under a situation represented by high sucrose amounts, simultaneously with low fructose and glucose levels, while in contrast, somatic embryo formation took place under an endogenous sugar status characterized by a substantial fructose enhancement. Starch levels increased continuously in zygotic embryos and decreased in somatic ones, the reverse to what was found in fructose variation. Starch accumulation was significantly higher in somatic torpedo and cotyledonary embryos than in the corresponding zygotic ones.

Composição química de Aegiphila sellowiana Cham. (Verbenaceae)

Este trabalho contribui para a caracterização química de Aegiphila sellowiana Cham. (Verbenaceae). As partes aéreas da planta foram extraídas corn solventes orgânicos e fracionadas cromatograficamente. As frações resultantes foram analisadas por rnétodos espectrométricos, fornecendo hidrocarbonetos alifáticos lineares, estigmasterol, α-amirina e o verbascosideo.

Anatomia comparada do lenho de raiz e caule de Lippia salviaefolia Cham. E Aegiphila sellowiana Cham.(Verbenaceae) de área de cerrado do Estado de São Paulo

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Botânica) - IBB

A hormonal misunderstanding in Acca sellowiana embryogenesis: levels of zygotic embryogenesis do not match those of somatic embryogenesis

Endogenous levels of IAA, ABA and four types of CKs were analyzed in zygotic and indirect (ISE) and direct somatic embryogenesis of Acca sellowiana. Zygotic and somatic embryos at different developmental stages were sampled for morphological and hormonal analysis. Both embryo types showed substantial asymmetry in hormone levels. Zygotic embryos displayed a conspicuous peak of IAA in early developmental stages. The results outlined the hormonal variations occurring during zygotic and somatic embryogenesis regarding the timing, nature and hormonal status involved in both processes. The short transient pulse of IAA observed on the 3rd day in culture was suggested to be involved with the signaling for the induction of somatic embryogenesis. Fertilized ovule development was associated with increased IAA levels 21-24 days after pollination, followed by a sharp decrease in the cotyledonary stage, both in zygotic and somatic embryos. There was a prominent increase in ABA levels in cultures which generated ISE 24-30 days after pollination, a period that corresponds to the heart and torpedo stages. The levels of total CKs (Z, [9R]Z, iP and [9R]iP) were also always higher in zygotic than in somatic embryogenesis. While zygotic embryogenesis was dominated by the presence of zeatin, the somatic process, contrarily, was characterized by a large variation of the other cytokinin forms and amounts studied. The above results, when taken together, could be related to the previously observed high frequency formation of anomalous somatic embryos formed in A. sellowiana, as well as to their low germination ability.

Dynamics of free and H-3-labelled glutamine concentrations during zygotic and somatic embryogenesis of Feijoa [Acca sellowiana (O. Berg.) Burret]

Amino acids play fundamental roles in plant morphogenesis. Among sources of organic nitrogen (N), glutamine has frequently been used during the establishment and maintenance of cell and tissue cultures. The aim of this study was analyse endogenous levels of glutamine during somatic and zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (Feijoa or pineapple guava). The in vitro absorption of H-3-labelled glutamine was investigated. Zygotic embryos and embryogenic cultures (EC) were evaluated at 30 d and 70 d after explant inoculation onto the medium. Endogenous levels of glutamine were similar during zygotic and somatic embryogenesis, and showed a gradual decline until day-24 in culture. The highest rates of H-3-labelled glutamine uptake were observed during the first 2 h of incubation, resulting in values of 6.29 mu mol g(-1) fresh weight (FW) for zygotic embryos, 14.43 mu mol g(-1) FW for EC after 30 d, and 13.85 mu mol g(-1) FW for EC after 70 d. These results showed that the decreased levels of glutamine observed during the initial phase of development may be related to de novo protein synthesis and mobilisation during embryo maturation. The absorption of glutamine in the first 2 h of incubation also emphasises its involvement as an important source of N during morphogenesis of somatic and zygotic embryos.

Comparative study of reserve lipid accumulation during somatic and zygotic Acca sellowiana (O. Berg.) Burret embryogenesis

Somatic embryogenesis is an in vitro morphogenetic route in which isolated cells or a small group of somatic cells give rise to bipolar structures resembling zygotic embryos. Lipids, carbohydrates, and proteins are major compounds in plant and animal metabolism. Comparative analysis along different developmental stages of Acca sellowiana (Myrtaceae) zygotic and somatic embryos, revealed a progressive increase in levels of total lipids. A high degree of similarity could be found in the total lipids composition between A. sellowiana somatic and zygotic embryos. High lipid levels were found in zygotic embryos in the torpedo and cotyledonary stages, and these levels increased according to the progression in the developmental stages. Somatic embryos obtained through direct embryogenesis route showed higher levels of lipids than in indirect somatic embryogenesis. The compounds most frequently were linoleic acid (C18:2), palmitic (C16:0) and oleic (C18:1). These results indicate a high similarity degree of accumulation of total lipids, regardless of zygotic or somatic embryogenesis.