Caracterização morfofisiológica e bioquímica do desenvolvimento das sementes de Trichocline catharinensis Cabrera

Abstract

O estudo da biologia reprodutiva e a conservação de sementes de espécies nativas ainda representam um desafio, já que os principais trabalhos são realizados com espécies exóticas e de importância agronômica. A produção de sementes é uma importante etapa na vida vegetal, que se inicia com a embriogênese seguida pelo desenvolvimento dos tecidos nutritivos e de proteção. Este processo é complexo e altamente coordenado, o qual pode ser dividido em diferentes fases progressivas consistindo em: (1) embriogênese, (2) maturação do embrião e (3) dessecação, sendo esta última a fase em que as sementes atingem a maturação fisiológica. A compreensão destas fases é importante para o manejo da espécie permitindo por exemplo, determinar o melhor período em que as sementes apresentam a qualidade máxima de vigor e viabilidade. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o desenvolvimento e a formação das cipselas de T. catharinensis Cabrera incluindo parâmetros morfofisiológicos, perfil de proteínas e a análise de poliaminas. No capítulo 1, foram descritos a morfologia e o desenvolvimento do óvulo maduro e do ovário, a embriogênese e a organização morfológica e ultraestrutural da cipsela madura de T. catharinensis utilizando microscopia óptica e eletrônica. Foi observado que após a antese o ovário apresenta três regiões diferenciadas: epiderme externa com tricomas glandulares e tectores. Dentro do ovário, observou-se um óvulo maduro único onde foi observado o integumento, o endotélio e a zona periendotelial com células de paredes celulares espessos e com reação positiva do Azul de Toluidina (ATO) e Ácido Periódico de Schiff (PAS). O saco embrionário é de tipo poligonal o qual presenta a célula ovo, a célula central, três antípodas no polo da calaza e duas sinérgides no polo micrópila. O desenvolvimento completo do fruto de T. catharinensis ocorreu 21 DAP. Durante a embriogênese foi observado os estádios de desenvolvimento de pró-embrião, globular, coração, pré-cotiledonar e cotiledonar. Durante o desenvolvimento do embrião, o ovário sofre modificação formando o pericarpo. O exocarpo (epiderme externa do ovário) é observado com uma única camada celular, o mesocarpo (mesofilo) e o endocarpo (epiderme interna) colapsaram durante o desenvolvimento. O tegumento da semente é formado pela epiderme externa do óvulo. No capítulo 2, foi avaliado os aspectos fisiológicos durante a maturação, coleta e o armazenamento das cipselas de T. catharinensis mediante testes de vigor e viabilidade, da análise Morfohistoquímica e bioquímica. Foram utilizadas neste trabalho sementes de T. catharinensis coletadas aderidas na inflorescência e dispersas no ambiente em dois anos distintos, 2014 e 2015. Os resultados obtidos mostraram que as sementes s apresentaram elevados valores de vigor e viabilidade nos eventos reprodutivos analisado. O teste de tetrazólio foi eficiente como indicador de viabilidade nas sementes de T. catharinensis corroborando com os dados do teste de germinação. Foi observado que as sementes aderidas já atingiram a maturidade fisiológica e podem ser coletadas antes da dispersão. Ainda identificamos que as sementes toleram o armazenamento a ±4°C por um período de um ano sem perda do vigor e viabilidade. Em relação às análises bioquímicos foi observado a tolerância ao armazenamento está associada a proteínas de tolerância como as deidrinas e ao conteúdo de poliaminas especialmente a Putrescina (Put).<br>

Abstract : The study of reproductive biology and seed conservation of native species still represent a challenge, since the majority of studies is done with exotic species and of agronomic importance. Seed production is an important stage in plant life, starting with the embryogenesis followed by the development of nutrition and coat tissues. This process is complex and highly coordinated, which can be divided into different progressive stages consisting of: (1) embryogenesis, (2) embryo maturation and (3) desiccation, the latter being the phase in which the seeds reach the physiological maturity. The understanding of these phases is important to the management of the species, allowing, for example, to determine the best period in which the seeds present the maximum quality of vigor and viability. The objective of this work was to characterize the development and formation of T. catharinensis Cabrera cipselas including morphophysiological parameters, protein profile and polyamine analysis. In Chapter 1, the morphology and development of the mature ovule and ovary, the embryogenesis and the morphological and ultrastructural organization of the mature cypsela (seed) of T. catharinensis were described using optical and electron microscopy. It was observed that after the anthesis the ovary presents three differentiated regions: external epidermis with glandular trichomes and tectores. Within the ovary, a single mature ovule was observed where the integument, the endothelium and the periendothelial zone were observed, with thick cell walls and with a positive reaction of TB-O and PAS. The embryonic sac is of polygonal type, which presents the egg cell, the central cell, three antipodes at the pole of the chalaza and two synergates at the micropillar pole. The complete development of the T. catharinensis fruit occurred 21 DAP. During embryogenesis, the development of the stages pro-embryo, globular, heart, pre-cotyledonary and cotyledonary were observed. During the development of the embryo, the ovary undergoes modification forming the pericarp. The exocarp (external ovary epidermis) is observed with a single cell layer, the mesocarp (mesophyll) and the endocarp (internal epidermis) collapse during development. The external epidermis of the ovule forms the integument of the seed. In Chapter 2, the physiological aspects during maturation, harvesting and storage of T. catharinensis cipselas (seeds) were evaluated through vigor and viability tests, morphohistochemical and biochemical analysis. Seeds of T. catharinensis were collected, adhered to the inflorescence and dispersed in the environment in two distinct years, 2014 and 2015. The results showed that the seeds had high values of vigor and viability in the reproductive events analyzed. The tetrazolium test was efficient as an indicator of viability in the seeds of T. catharinensis corroborating with the germination test data. It was observed that the adhered seeds already reached the physiological maturity and can be collected before dispersion. We further identified that seeds tolerate storage at ± 4 ° C for a period of one year without loss of vigor and viability. In relation to the biochemical analyzes it was observed the tolerance to storage is associated to tolerance proteins like the dehydrins and to the content of polyamines especially Putrescin (Put).