Ontogênese e perfil bioquímico de sementes de Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze

Abstract

O pinheiro-brasileiro (Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze) é uma conífera nativa do Brasil dominante na Floresta Ombrófila Mista, ecossistema do bioma Mata Atlântica. Como resultado da intensa exploração e a fragmentação desse ecossistema, seus remanescentes florestais são estimados em 12,6% da sua área original. Em consequência essa Atualmente, a espécie foi catalogada na Lista Oficial de Espécie Brasileiras Ameaçadas de Extinção e encontra-se na Red List da IUCN em ?perigo crítico? com sua população em declínio. Neste contexto, A. angustifolia vem sendo alvo de estudos que deem suporte sua conservação e seus uso sustentável. A compreensão dos aspectos morfológicos, ultraestruturas e fisiológicos que regulam as fases de desenvolvimento das suas sementes recalcitrantessão cruciais para definir estratégias apropriadas de conservação. O presente trabalho buscou caracterizar o desenvolvimento embrionário das sementes de A. angustifolia, abrangendo as etapas que ocorrem entre a pré-fertilização e a embriogênese tardia, incluindo os parâmetros morfológicos, ultraestruturas e bioquímicos. O evento da polinização ocorreu entre os meses de agosto a outubro do primeiro ano do ciclo reprodutivo, e no mês seguinte, a célula mãe do megásporo foi observada. No megagametófito, entre dezembro e julho a fase de núcleo livre ocorreu ao longo desse período poucas mudanças no desenvolvimento foram observadas. Cerca de um ano após a polinização a arquegônia amadureceu e a fertilização aconteceu. Nos meses de novembro a julho do segundo ano do ciclo reprodutivo, o embrião se desenvolveu passando pelos estágios pró-embriogenico, embriogênese inicial, embriogênese tardia. O perfil de carboidratos e o acúmulo de dehidrinas em fases específicas do desenvolvimento embrionário também foram estudados. O conteúdo de frutose e glicose foi elevado nos estágios iniciais de desenvolvimento, enquanto a sacarose estava presente em níveis baixos. Na medida em que embrião se diferenciou, durante a embriogênese tardia, a relação sacarose:hexose aumentou e a maltose que estava ausente nos estágios iniciais, passou a ser detectada. A análise de western blot não detectou a presença de dehidrinas durante a embriogênese inicial. As dehidrinas foram identificadas durante a embriogenêse tardia em extratos termosensíves dos eixos e cotilédones e termoestáveis somente nos eixos dos embriões zigóticos de A. angustifolia. Os resultados ampliam o conhecimento sobre o desenvolvimento reprodutivo de A. angustifolia, e sobre aspectos fisiológicos que regulam a embriogênese zigótica, fornecendo subsidio para o aprofundamento em estudos evolutivos e biotecnológicos visando a sua conservação e seu uso sustentável.<br>

Abstract : The Brazilian pine (Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze) is a native conifer of dominant Brazil in the Ombrophilous Mixed Forest, an ecosystem of the Atlantic Forest biome. As a result of the intense exploitation and fragmentation of this ecosystem, its forest remnants are estimated at 12.6% of its original area. As a result, this species is currently listed in the Official List of Brazilian Species Endangered Species and is on the IUCN Red List in \"critical danger\" with its declining population. In this context, A. angustifolia has been the object of studies that support its conservation and its sustainable use. Understanding the morphological, ultrastructural, and physiological aspects that regulate the developmental stages of their recalcitrant seeds are crucial to defining appropriate conservation strategies. The present work aimed to characterize the embryonic development of A. angustifolia seeds, covering the stages that occur between pre-fertilization and late embryogenesis, including morphological, ultrastructural and biochemical parameters. The pollination event occurred between August and October of the first year of the reproductive cycle, and the following month, the mother cell of the megaspore was observed. In the megagametófito, between December and July the free nucleus phase occurred during this period few changes in the development were observed. About a year after pollination archegonia has matured and fertilization has taken place. In the months of November to July of the second year of the reproductive cycle, the embryo developed through the pro-embryogenic stages, initial embryogenesis, late embryogenesis. The carbohydrate profile and accumulation of dehydrins at specific stages of embryonic development were also studied. The fructose and glucose content was high in the early stages of development, while sucrose was present at low levels. As embryo differentiated, during late embryogenesis, the sucrose: hexose ratio increased and maltose that was absent in the early stages, was detected. Western blot analysis did not detect the presence of dehydrins during the initial embryogenesis. The dehydrins were identified during late embryogenization in thermosensitive extracts of the axes and cotyledons and thermostable only in the axes of the zygotic embryos of A. angustifolia. The results amplify the knowledge on the reproductive development of A. angustifolia and on the physiological aspects that regulate zygotic embryogenesis, providing subsidy for the deepening in evolutionary and biotechnological studies aiming its conservation and its sustainable use.