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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2022.tde-23112022-172205
Document
Author
Full name
Maria Camila Medina Montes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2022
Supervisor
Committee
Demarco, Diego (President)
Cruz, Rafael da Silva
Cesarino, Igor
Teixeira, Simone de Pádua
Title in Portuguese
Desenvolvimento de laticíferos: ultraestrutura, citoquímica e expressão gênica
Keywords in Portuguese
Anastomose
Desenvolvimento
Laticíferos
Modo de crescimento
Parede celular
Abstract in Portuguese
Laticíferos são estruturas secretoras internas, que produzem e armazenam látex, uma secreção complexa composta por uma ampla variedade de compostos sintetizados tanto no metabolismo primário quanto no secundário. O estudo do seu desenvolvimento deve passar necessariamente pela observação da parede celular e do látex, pois a definição de laticífero é baseada em sua estrutura e na natureza de sua secreção. Trabalhos recentes ainda se referem a laticíferos anastomosados como crescendo de forma intrusiva, e os mecanismos envolvidos na anastomose descritos até o momento, em alguns casos, se sobrepõem aos mecanismos envolvidos no seu tipo de crescimento. Por outro lado, os estudos de expressão gênica são focados principalmente no látex e componentes relacionados à produção de borracha, entretanto, são poucos os estudos focados no desenvolvimento de laticíferos com uma abordagem espaço-temporal. Neste trabalho, realizamos um estudo imunocitoquímico comparativo para avaliar o tipo de crescimento em laticíferos articulados, com um representante para não anastomosados, anastomosados não ramificados e anastomosados ramificados baseado no padrão de organização dos microtúbulos. Observamos que os laticíferos dos três diferentes tipos apresentaram microtúbulos com padrão de organização típico de células que crescem difusamente. Também analisamos a estrutura, ultraestrutura e transcriptoma de laticíferos anastomosados não ramificados de Ipomoea nil, que não foram relatados como crescendo intrusivamente. Adicionalmente analisamos a composição química da fração clorofórmica do látex dos caules e pecíolos. Notamos que laticíferos não ramificados anastomosados de I. nil diferenciam-se rapidamente como é característico de laticíferos como um todo, mas a anastomose ocorre tardiamente. Isso permitiu dividir o estudo do transcriptoma em duas fases: 1) antes e durante a anastomose e 2) após a anastomose. Esse processo recruta uma diversidade de enzimas que digerem componentes da parede e enzimas proteolíticas que participam do processo de autofagia, responsáveis pela transformação do protoplasto. A parede do laticífero possui uma camada de suberina que, juntamente com a parede celular, é anastomosada. Os componentes do látex são produzidos em diferentes momentos de desenvolvimento, mas em um intervalo de tempo estreito, uma vez que o desenvolvimento dos laticíferos ocorre rapidamente.
Title in English
Development of laticifers: ultrastructure, cytochemistry and gene expression
Keywords in English
Anastomosis
Cell wall
Development
Laticifers
Type of growth
Abstract in English
Laticifers are internal secretory structures, which produce and store latex; a complex secretion in plants made up of a wide mixture of compounds synthesized from both primary and secondary metabolism. The study of laticifers development necessarily includes observing the cell wall and the latex, because the definition of laticiferous is based on its structure and the nature of its secretion. Recent works still refers to anastomosed laticifers as growing intrusively, and the mechanisms involved in anastomosis described until now in some cases overlap with the type of growth. On the other hand, gene expression studies are mainly focused on latex composition and constituents related to rubber production, however, studies focused on the development of laticifers with a spatiotemporal approach remain poorly understood. In this work, we perform a comparative immunocytochemical study to evaluate the type of growth in articulated laticifers, with a representative for nonanastomosing, anastomosing unbranched, and anastomosing branched laticifers based on the pattern of microtubules. We observed that laticifers of the three different types presented microtubules with a pattern of organization typical of cells that grow diffusely. We also analyzed the structure, ultrastructure, and transcriptome of unbranched anastomosed laticifers of Ipomoea nil, which have not been reported as growing intrusively. Additionally, we analyzed the chemical composition of the chloroform fraction of latex of stems and petioles. We observed that anastomosing unbranched laticifers of I. nil have an early differentiation as is characteristic of laticifers as a whole, but in this species anastomosis occurs late. This allowed dividing the study of the transcriptome into two phases: 1) before and during the anastomosis and 2) after the anastomosis. This process recruits a diversity of enzymes that digest components of the wall, and proteolytic enzymes that participate in the autophagy process, responsible for the transformation of the protoplast. The wall of the laticifer has a suberin layer that, together with the cell wall, are dissolved. The latex components are produced at different times of development, but in a narrow time frame, since the development of laticifers occurs rapidly.
 
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Release Date
2024-09-02
Publishing Date
2023-03-23
 
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