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.

The role of γ -aminobutyric acid (Gaba) in somatic embryogenesis of Acca sellowiana Berg. (Myrtaceae)

The γ-aminobutyric acid (Gaba) is a non-protein amino acid found in prokaryotes and eukaryotes. Its role in plant development has not been fully established. This study reports a quantification of the levels of endogenous Gaba, as well as investigation of its role in different stages of somatic embryogenesis in Acca sellowiana Berg. (Myrtaceae). Zygotic embryos were used as explants and they were inoculated into the culture medium contained different concentrations of Gaba (0,2, 4, 6, 8 and 10 µM). The highest concentrations of endogenous Gaba were detected between the third and nine days after inoculation, reaching the value of 12.77 µmol.g-1FW. High frequency of somatic embryogenesis was observed in response to 10 µM Gaba. This treatment also resulted in a large number of normal embryos, and the lowest percentage of formation of fused somatic embryos, phenotypic characteristic of most deformed embryos in all treatments. Also, all treatments promoted the formation of the somatic embryos with positive characteristics of development resumption, which however did not originate the seedlings.

Patterns of protein and carbohydrate accumulation during somatic embryogenesis of Acca sellowiana

The aim of this work was to quantify the protein, starch and total sugars levels during histodifferentiation and development of somatic embryos of Acca sellowiana Berg. For histological observations, the samples were dehydrated in a battery of ethanol, embedded in historesin and stained with toluidine blue (morphology), coomassie blue (protein bodies) and periodic acid-Schiff (starch). Proteins were extracted using a buffer solution, precipitated using ethanol and quantified using the Bradford reagent. Total sugars were extracted using a methanol-chloroform-water (12:5:3) solution and quantified by a reaction with anthrone at 0.2%. Starch was extracted using a 30% perchloric acid solution and quantified by a reaction with anthrone at 0.2%. During the somatic embryogenesis' in vitro morphogenesis and differentiation processes, the total protein levels decreased and the soluble sugars levels increased during the first 30 days in culture and remained stable until the 120th day. On the other hand, total protein levels increased according to the progression in the developmental stages of the somatic embryos. The levels of total sugars and starch increased in the heart and cotyledonary stages, and decreased in the torpedo and pre-cotyledonary stages. These compounds play a central role in the development of somatic embryos of Acca sellowiana.

Avaliação fenotípica de características de frutos em duas famílias de meios-irmãos de goiabeira-serrana (Acca sellowiana Berg.) de um pomar comercial em São Joaquim, SC

Frutos de um pomar comercial composto por progênies de duas plantas matrizes foram avaliados, com o objetivo de caracterizar a variabilidade fenotípica. As características peso de fruto, diâmetro e sólidos solúveis totais apresentaram diferenças estatísticas significativas entre as médias de famílias em pelo menos dois dos anos avaliados, enquanto para comprimento e rendimento de polpa a diferença não foi significativa. Houve diferença significativa entre médias de anos, dentro de cada família, para todas as características, com exceção das médias de peso de fruto entre 1998 e 1999 nas duas famílias e as médias de sólidos solúveis totais entre 1998 e 1999 em uma família e entre 1999 e 2000 na outra família. As correlações e regressões entre características produtivas mais relevantes foram obtidas entre peso de fruto e peso de casca, peso de fruto e comprimento, peso de fruto e diâmetro, peso de casca e comprimento, peso de casca e diâmetro e comprimento e diâmetro.

Variação fenotípica em plantas de duas famílias de meios-irmãos de goiabeira-serrana (Acca sellowiana Berg.) em um pomar comercial em São Joaquim-SC

A goiabeira-serrana (Acca sellowiana Berg.) é uma mirtácea nativa do planalto meridional brasileiro, com dispersão secundária no Uruguai, e produz um fruto de sabor único. Plantas de um pomar comercial composto por duas famílias de meios-irmãos (FMI1 e FMI2) foram avaliadas, com o objetivo principal de analisar a variabilidade fenotípica de várias características. As médias (± desvio-padrão) obtidas para as características avaliadas, no ano de 2000, foram: produtividade (29,2±35,0 e 55,1±53,4 frutos por planta); altura (2,2±0,7 m e 2,7±0,8 m); diâmetro de copa (1,9±0,7 m e 2,1±0,7 m); número de ramificações a 20 cm do solo (2,4±1,5 e 1,6±1,2) e distância entre o estigma e as anteras na flor (0,5±0,2 cm e 0,2±0,2 cm), para as plantas da FMI1 e da FMI2, respectivamente. As avaliações revelaram diferenças estatisticamente significativas entre as duas famílias para as características avaliadas, com exceção de diâmetro de copa. As correlações entre características vegetativas não foram estatisticamente significativas, com exceção da correlação entre a altura e a distância entre estigma e anteras (r=-0,53) para a FMI1, no ano de 2000. As regressões não foram significativas, com exceção da regressão entre altura e produtividade na FMI1, em 1998, e entre a produtividade e a distância entre estigma e anteras na FMI2, em 2000. Porém, todas apresentaram coeficientes de determinação inferiores a 0,15.

Evidência da atuação do sistema de auto-incompatibilidade tardia em Acca Sellowiana (berg) burret. (Myrtaceae)

Acca sellowiana (Myrtaceae) é uma frutífera nativa da região Sul do Brasil e nordeste do Uruguai, que vem despertando grande interesse devido ao alto potencial organoléptico de seus frutos. Neste trabalho, teve-se como objetivo a caracterização do tipo de sistema de incompatibilidade atuante em A. sellowiana, através da avaliação do desenvolvimento dos tubos polínicos. Utilizaram-se dois acessos: 458, sendo autocompatível, e 101, auto-incompatível. A maior porcentagem de germinação de grãos de pólen foi observada no acesso 101, com 68,8% de grãos de pólen germinados. Não foram observadas diferenças no crescimento dos tubos polínicos em pistilos autopolinizados ou de polinização cruzada, em ambos os acessos. O crescimento completo do tubo polínico até o ovário ocorreu em pistilos coletados 96 horas após a polinização, independentemente do tratamento aplicado. Sugere-se a ocorrência de auto-esterilidade ou auto-incompatibilidade tardia ou pós-zigótica, considerando que o abortamento dos frutos de A. sellowiana é uniforme e ocorre num prazo curto, por volta de 20 a 30 dias após a fertilização das flores.

Estudo anatômico do crescimento do fruto em Acca sellowiana Berg.

A Acca sellowiana Berg. (Myrtaceae) é uma frutífera nativa dos planaltos meridionais do Sul do Brasil e que se encontra em processo de domesticação. Seus frutos são doce-acidulados e podem ser consumidos in natura ou empregados para a produção de sucos e doces. Assim, informações sobre o desenvolvimento, morfologia e anatomia de seus frutos são de grande interesse e foram objetos do presente trabalho. O fruto (ovário mais hipanto), no tempo zero (plena floração), tem, em média, 0,6 cm de altura e 0,4 cm de diâmetro, sendo cerca de dez vezes menor que o fruto maduro. Longitudinalmente, identificam-se três regiões distintas: locular, sublocular e prolongamento. Transversalmente, na região mediana, estão delimitadas três regiões: 1) epiderme (casca): com tricomas unicelulares e simples; 2) região parenquimática: rica em braquiesclereídes, isoladas ou em pequenos grupos (2-3 células), com oito feixes vasculares concêntricos perifloemáticos distribuídos radialmente e muitas glândulas esféricas subepidérmicas; 3) região interna (polpa): com células pequenas, cúbicas, nitidamente dispostas em 3-4 camadas ao redor dos lóculos, várias contendo drusa. Quatro lóculos são separados pelos septos e vários óvulos nascem de placentas axiais, com duas fileiras por lóculo. Não ocorrem nectários. À medida que o fruto se desenvolve, surgem, na região intermediária, grupos de células de paredes finas, que crescem muito e diferenciam-se em braquiesclereídes. As placentas crescem, ocupando todo o espaço interior dos lóculos à medida que estes aumentam de tamanho e as sementes se desenvolvem. Assim, o fruto maduro apresenta uma região periférica de consistência firme e gosto adstringente, e uma região central macia e adocicada.

Efecto del nitrato de potasio, fosfato de potasio y ethephon en la inducción floral de la feijoa o goiabeira serrana (Acca sellowiana [O. Berg] Burret)

El ensayo se llevó a cabo en la finca El Cortijo (La Vega, Cundinamarca, Colombia [04°55'N y 74°18'W], 2350 m altitud, 17°C temperatura media, 1423 mm precipitación anual, 85% humedad relativa, 1377 horas brillo solar/año). Se utilizaron árboles de feijoa o goiabeira serrana de seis años, Clon 41 ('Quimba'), evaluando fertilizantes foliares KNO3 (Nitrato de Potasio 13-0-46® 1%, 1,5% y 2%) y KH2PO4 (fosfato de potasio; Cosmofoliar 0-32-43®; 0,5%, 0,75% y 1,0%) y la fitohormona ethephon (Ethrel® 48 SL; 100, 150 y 200 mg L-1). Se determinaron el número de botones florales inducidos, flores formadas, además, el porcentaje de flores formadas y nivel de eficacia de los productos inductores. El KH2PO4 al 0,5% obtuvo resultados favorables en cada una de las variables evaluadas, comparado con el 0,75% y 1% del mismo producto y, sin embargo hubo un alto número de flores inducidas y formadas, no se presentaron diferencias significativas con el testigo. Ethephon a 150 mg L-1 en la inducción de botones florales y a 100 mg L-1 en la de formación de flores mostró resultados favorables, pero tampoco pudo superar el testigo por falta de significancia. La respuesta generada por KNO3 mostró una baja inducción de botones florales, y una eficacia negativa en la proporción de flores formadas; asimismo fitotoxicidad, cuando se emplearon concentraciones al 2% de este producto.

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.

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.