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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.64.2016.tde-14062016-110325
Document
Author
Full name
Sandra Santa Rosa
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2015
Supervisor
Committee
Martinelli, Adriana Pinheiro (President)
Agostini, Kayna
Costa, Maria Angélica Pereira de Carvalho
Guerreiro, Sandra Maria Carmello
Versieux, Leonardo de Melo
Title in Portuguese
Desenvolvimento floral e do óvulo e aspectos da reprodução em Aechmea sp. e Vriesea sp. (Bromeliaceae)
Keywords in Portuguese
AGPs
Bromélia
Desenvolvimento gametofítico
Morfologia floral
Pectinas
Abstract in Portuguese
A utilização de Bromélias tem sido crescente no mercado de plantas onamentais, por outro lado, muitas espécies encontram-se ameaçadas, grande parte pelos impactos humanos no ambiente. Aechmea correia-araujoi E. Pereira & Moutinho, Aechmea gamossepala Wittm, Vriesea ensiformis (Vell.) Beer e Vriesea saundersii (Carrière) E. Morren ex Mez, espécies nativas da Mata Atlântica brasileira, têm sido alvo de extrativismo. Informações básicas sobre a espécie são essenciais para subsidiar a condução de programas de conservação e melhoramento genético, que aliados a ferramentas biotecnológicas permitem a incorporação de estratégias inovadoras aos métodos de melhoramento. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi descrever essas espécies, quanto à micromorfologia floral, aspectos reprodutivos envolvidos no processo de polinização, desenvolvimento floral e deesenvolvimento gametofítico, como mecanismo de preservação e produção comercial. A caracterização morfológica e anatômica das flores das espécies de Aechmea e Vriesea contribuiu para a compreensão do processo reprodutivo. As espécies apresentam grãos de pólen com alta capacidade reprodutiva, viabilidade polínica superior a 93%, germinação in vitro maior que 80% e o estigma apresenta-se receptivo da antese ao final do dia. A ontogênese floral de A. correia-araujoi é centrípeta, os primórdios desenvolvem-se na ordem, sépala, pétala, androceu e gineceu. O apêndice petalar é formado na fase final do desenvolvimento. O primórdio de óvulo tem origem placentária e caráter trizonal, o óvulo é anátropo, bitegumentado e crassinucelado. O meristema floral de A. gamosepala se desenvolve de forma centrípeta, de forma unidirecional reversa. O estigma diferencia-se na fase inicial do desenvolvimento e os apêndices petalares, na fase final. O óvulo é anátropo, crassinucelado, bitegumentado, tétrade linear, megásporo calazal funcional, desenvolvimento tipo monospórico e Polygonum. As anteras são bitecas, tetraesporangiadas, com tapete secretor. Botões florais de 8,7 - 13,0 mm são indicados no estudo de embriogênese a partir de micrósporo. As alterações celulares e o padrão de distribuição de pectinas e AGPs foram caracterizadas por análise citoquímica com azul de toluidina, KI e DAPI e imunocitoquímica por imunofluorescência com os anticorpos para RNA, pectinas esterificadas (JIM7), não esterificadas (JIM5) e AGPs (LM2, LM6, MAC207, JIM13, JIM14) e analisadas por microscopia de fluorescência. Foram caracterizados padrões de distribuição espaço-temporal de pectinas e AGP que podem ser utilizados como marcadores de desenvolvimento gametofítico masculino. As observações feitas nesse trabalho fornecem dados sobre aspectos reprodutivos das espécies que podem ser utilizados em programas de melhoramento genético, conservação e desenvolvimento de haploides
Title in English
Development floral and ovule and aspects of reproduction in Aechmea sp. and Vriesea sp. (Bromeliaceae)
Keywords in English
AGPs
Bromeliad
Floral morphology
Gametophytic development
Pectin
Abstract in English
The use of bromeliads has grown in the ornamental market, however many native species are threatened, mostly due to human impacts. Basic information about the species is essential to support breeding and conservation programs, which combined with biotechnological tools allow for the innovative approaches to breeding methods. The objective of this study was to characterize the floral development and reproductive aspects of the ornamental species Aechmea correia-araujoi, Aechmea gamosepala, Vriesea ensiformis and Vriesea saundersii, with detais on floral morphology and anatomy, reproductive aspects involved in pollination. For the Aechmea species the gametophytic development was characterized, as well as the cellular changes that occur during the development of the male gametophyte, characterizing the distribution pattern of pectin and arabinogalactan proteins (AGPs), for biotechnological applications. The plants were characterized by observations of the material in the greenhouse and floral organs were described using microscopic techniques. The flowers are actinomorphic, trimerous, dichlamydeous, heterochlamydeous, with double petal appendages, six stamens, gamocarpelar, tricarpellate ovary, with septal nectaries and a large number of ovules. Aspects of the floral biology involved in reproduction were assessed by stigma receptivity, pollen morphology, viability and in vitro pollen grain germination. The species produce large amounts of pollen grains with high reproductive capacity, pollen viability higher than 93%, in vitro germination higher than 80% and stigma is receptive throughout the day. The floral ontogeny of A. correia-araujoi is centripetal, the primordia develop sepals, petals, stamens and pistil. The petal appendages are formed in the final stages of floral development. The cellular changes, and the distribution pattern of pectins and AGPs were characterized by cytochemical analysis with IKI and DAPI, and immunocytochemistry and immunofluorescence with antibodies for RNA, esterified pectins (JIM7) de-esterified (JIM5) and AGPs (LM2 , LM6, MAC207, JIM13, JIM14) and analyzed by confocal microscopy. Various spatio-temporal distribution patterns of pectins and AGPs were characterized and may be used as male gametophyte development markers. The observations made in this work provide data on reproductive aspects of the species studied, and can be further used in breeding and conservation programs, and haploid production
 
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Publishing Date
2016-07-12
 
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  • Rosa, S.S., et al. Leaf morphology in four bromeliad species with ornamental potential. In XXIII Congresso da Sociedade Brasileira de Microscopia e Microanálise, Búzios, RJ, 2011. Anais.Rio de Janeiro, RJ : SBMM, 2011. Abstract.
  • Rosa, S.S., et al. Morphological characterization, seed germination and micropropagation of Vriesea ensiformis and Vriesea saundersii, ornamental bromeliads from the Atlantic Forest in Brazil. In 2013 World Congress on In Vitro Biology, Providence, RI, USA, 2013. Abstracts.Raleigh, NC, USA : SIVB, 2013. Abstract.
  • Rosa, S.S., Rossi, M. L., and MARTINELLI, Adriana Pinheiro. Pollen morphology, ultrastructure and viability in Vriesea ensiformis (Vell.) Beer (BROMELIACEAE). In Pollen Biotech 2013: Pollen Biotechnology, Diversity and Function in a Changing Environment, Madrid, Spain2013. Abstracts., 2013. Abstract.
  • Melhor poster no congresso Pollen 2013: Pollen Biotechnology, Diversity and Function in a Changing Environment, em trabalho apresentado pela orientada de doutorado Sandra Santa-Rosa, Madrid, Espanha - Asociacion de Palinologos de Lengua Espanola, Association des Palynologues de Langue Française
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