Resumo

Com o objetivo de estudar uma metodologia para a cultura de antera de arroz de sequeiro, com variedades brasileiras Dourado Precoce e IAC-165, o presente trabalho foi realizado no Laboratório da Seção Radiogenética do CENA (Centro de Energia Nuclear na Agricultura), USP, Piracicaba, São Paulo. As panículas foram coletadas quando as anteras apresentavam micrósporo no estádio uninucleado e pré-tratadas a 7°C por 7 dias. As anteras foram inoculadas no meio MS modificado e incubadas no escuro a 27°C. Para as duas variedades estudadas, foram analisados os seguintes parâmetros: (1) freqüência de calos produzidos e (2) capacidade de organogênese. Para o estudo da indução de calos, foram pesquisados os seguintes fatores: ferro, sacarose, vitaminas (tiamina, m-inositol e biotina), aminoácidos (glicina e metionina), reguladores de crescimento (2,4-D, NAA e BAP), agar e carvão (fatores químicos); temperatura e tempo de pré-tratamento a frio, temperatura de incubação e irradiação com raios gamas nas panículas e das anteras junto com o meio de cultura (fatores físicos); estádio do micrósporo (fator fisiológico). Para a regeneração de plantas foi utilizado o meio MS e os seguintes fatores foram avaliados: reguladores de crescimento (NAA e cinetina), extrato de levedura, agar, carvão ativado e idade do calo. Os resultados obtidos permitem concluir que: (1) a frequencia da indução de calos aumenta no meio líquido com 56,6 mg de ferro, 4% de sacarose, 4 mg/l de glicina para ambas as variedades e 0,8 mg/l de tiamina para Dourado Precoce e 0,4 mg/l para IAC-165; (2) o meio básico MS modificado foi superior ao meio N6 ; (3) no meio MS modificado, as melhores combinações de 2,4-D e NAA foram 2 mg/l e 2. mg/l para Dourado Precoce e 1 mg/l e 3 mg/l, respectivamente, para IAC-165; (4) pré-tratamento a 10°C por 10 dias das panículas com micrósporo no estádio uninucleado deu o melhor resultado na indução de calos; (5) incubação das anteras no escuro a 30° C aumentou a frequência na indução de calos; e (6) o efeito da irradiação com raios-gamas foi favorável quando anteras da variedade Dourado Precoce foram irradiadas junto com o meio de cultura. Com relação a regeneração de plantas, os melhores resultados foram observados no meio R6 e quando foram inoculados calos com 7 dias de idade / In order to study a methodoloy for anther culture of two Brazilian varieties of upland rice, Dourado Precoce and IAC-165, the present work was carried out in the Laboratory of Radiation Genetics Section of CENA (Centro de Energia Nuclear na Agricultura), USP, Piracicaba, São Paulo, Brazil. The panicles were collected when anther were at uninucleated stage of microspore and pre-treated at 7°C for 7 days. The anthers then were inoculated on the modified MS medium and incubated in the dark at 27°C. For the two varieties studied, the following parameters were analyzed: (1) frequency of callus production and (2) organogenesis capacity. To study the induction of callus, the following factors were considered: iron, sucrose, vitamins, (thiamine, m-inositol and biotine), aminoacids (glycine and methionine), growth regulators (2,4-D, NAA and BAP), agar and activated charcoal (chemical factors); temperature and time of cold pre-treatment, incubation temperature and irradiation with gamma-rays of panicles and anthers together with medium of culture (physical factors); microspore stage (physiological factor). For plant regeneration, the MS medium was used and the following factors were evaluated: growth regulators (NAA and kinetin), yeast extract, agar, activated charcoal and callus age. According to the results obtained, we can conclude that: (1) frequency of callus induction increases on liquid medium with 56,6 mg/l of iron, 4% of sucrose, 4 mg/l of glycine for the both varieties and 0, 8 mg/l of thiamine for Dourado Precoce and 0,4 mg/l for IAC-165; (2) the basic MS medium modified was superior to the N6 medium; (3) as for the MS medium modified, better combinations of 2,4-D and NAA were 2 mg/l and 2 mg/l for Dourado Precoce and 1 mg/l and 3 mg/l, respectively, for IAC-165; (4) pre-treatment at 10°C for 10 days of panicles with microspore of uninucleate stage gave the best results in the induction of callus; (5) anther incubation in the dark at 30°C increased the frequency of callus induction; and (6) irradiation effect with gama-rays was favorable when anthers of the variety Dourado Precoce were irradiated together with the culture medium. Regarding regeneration of plants, the best results observed on the R6 medium and when callus as with 7 days of age inoculated.

Com o objetivo de estudar uma metodologia para a cultura de antera de arroz de sequeiro, com variedades brasileiras Dourado Precoce e IAC-165, o presente trabalho foi realizado no Laboratório da Seção Radiogenética do CENA (Centro de Energia Nuclear na Agricultura), USP, Piracicaba, São Paulo. As panículas foram coletadas quando as anteras apresentavam micrósporo no estádio uninucleado e pré-tratadas a 7°C por 7 dias. As anteras foram inoculadas no meio MS modificado e incubadas no escuro a 27°C. Para as duas variedades estudadas, foram analisados os seguintes parâmetros: (1) freqüência de calos produzidos e (2) capacidade de organogênese. Para o estudo da indução de calos, foram pesquisados os seguintes fatores: ferro, sacarose, vitaminas (tiamina, m-inositol e biotina), aminoácidos (glicina e metionina), reguladores de crescimento (2,4-D, NAA e BAP), agar e carvão (fatores químicos); temperatura e tempo de pré-tratamento a frio, temperatura de incubação e irradiação com raios gamas nas panículas e das anteras junto com o meio de cultura (fatores físicos); estádio do micrósporo (fator fisiológico). Para a regeneração de plantas foi utilizado o meio MS e os seguintes fatores foram avaliados: reguladores de crescimento (NAA e cinetina), extrato de levedura, agar, carvão ativado e idade do calo. Os resultados obtidos permitem concluir que: (1) a frequencia da indução de calos aumenta no meio líquido com 56,6 mg de ferro, 4% de sacarose, 4 mg/l de glicina para ambas as variedades e 0,8 mg/l de tiamina para Dourado Precoce e 0,4 mg/l para IAC-165; (2) o meio básico MS modificado foi superior ao meio N6 ; (3) no meio MS modificado, as melhores combinações de 2,4-D e NAA foram 2 mg/l e 2. mg/l para Dourado Precoce e 1 mg/l e 3 mg/l, respectivamente, para IAC-165; (4) pré-tratamento a 10°C por 10 dias das panículas com micrósporo no estádio uninucleado deu o melhor resultado na indução de calos; (5) incubação das anteras no escuro a 30° C aumentou a frequência na indução de calos; e (6) o efeito da irradiação com raios-gamas foi favorável quando anteras da variedade Dourado Precoce foram irradiadas junto com o meio de cultura. Com relação a regeneração de plantas, os melhores resultados foram observados no meio R6 e quando foram inoculados calos com 7 dias de idade / In order to study a methodoloy for anther culture of two Brazilian varieties of upland rice, Dourado Precoce and IAC-165, the present work was carried out in the Laboratory of Radiation Genetics Section of CENA (Centro de Energia Nuclear na Agricultura), USP, Piracicaba, São Paulo, Brazil. The panicles were collected when anther were at uninucleated stage of microspore and pre-treated at 7°C for 7 days. The anthers then were inoculated on the modified MS medium and incubated in the dark at 27°C. For the two varieties studied, the following parameters were analyzed: (1) frequency of callus production and (2) organogenesis capacity. To study the induction of callus, the following factors were considered: iron, sucrose, vitamins, (thiamine, m-inositol and biotine), aminoacids (glycine and methionine), growth regulators (2,4-D, NAA and BAP), agar and activated charcoal (chemical factors); temperature and time of cold pre-treatment, incubation temperature and irradiation with gamma-rays of panicles and anthers together with medium of culture (physical factors); microspore stage (physiological factor). For plant regeneration, the MS medium was used and the following factors were evaluated: growth regulators (NAA and kinetin), yeast extract, agar, activated charcoal and callus age. According to the results obtained, we can conclude that: (1) frequency of callus induction increases on liquid medium with 56,6 mg/l of iron, 4% of sucrose, 4 mg/l of glycine for the both varieties and 0, 8 mg/l of thiamine for Dourado Precoce and 0,4 mg/l for IAC-165; (2) the basic MS medium modified was superior to the N6 medium; (3) as for the MS medium modified, better combinations of 2,4-D and NAA were 2 mg/l and 2 mg/l for Dourado Precoce and 1 mg/l and 3 mg/l, respectively, for IAC-165; (4) pre-treatment at 10°C for 10 days of panicles with microspore of uninucleate stage gave the best results in the induction of callus; (5) anther incubation in the dark at 30°C increased the frequency of callus induction; and (6) irradiation effect with gama-rays was favorable when anthers of the variety Dourado Precoce were irradiated together with the culture medium. Regarding regeneration of plants, the best results observed on the R6 medium and when callus as with 7 days of age inoculated.

Orientadora: Alessandra Ike Coan / Coorientador: Marccus Vinícius da Silva Alves / Banca: Adelita Aparecida Sartori Paoli / Banca: Érika Amano / Resumo: Pseudomônade é o pólen predominante de Cyperaceae, resultante da microsporogênese simultânea tipo-Cyperaceae, onde a tétrade de micrósporos se torna secundariamente reduzida a uma mônade funcional devido à degeneração de três de seus quatro núcleos. Este pólen, morfologicamente, tem formato cuneiforme com uma ou mais aberturas. Porém, em alguns gêneros de Hypolytreae (Mapanioideae), ocorre um outro tipo de pólen, de natureza ainda dúbia, chamado de pólen tipo-Mapania. Este pólen é esférico e monoporado e já foi considerado uma mônade. No presente estudo, três espécies de Mapania (Hypolytreae, Mapanioideae) foram estudadas, a fim de descrever o desenvolvimento de suas anteras e de seus grãos de pólen, em microscopias de luz e eletrônicas de varredura e de transmissão, e comparar os resultados aqui obtidos com aqueles já existentes na literatura para Cyperaceae. Nas três espécies estudadas, constatou-se a formação da pseudomônade, como resultado da microsporogênese simultânea tipo-Cyperaceae, assim como já descrita para as demais espécies da família. Durante a microgametogênese, observou-se o englobamento dos três núcleos não-funcionais, em degeneração, pela intina. A morfologia da pseudomônade está relacionada ao arranjo central nos microsporângios ao longo da microgametogênese. A formação da exina ocorre durante a microsporogênese, a partir da esporopolenina secretada pelo tapete secretor. Esses resultados da formação da pseudomônade em Mapania reforçam o caráter sinapomórfico de Cyperaceae dentre as Poales / Abstract: Pseudomonad is the predominant pollen in Cyperaceae resulting from simultaneous microsporogenesis of the Cyperaceae-type in which the microspore tetrad becomes secondarily reduced to a functional monad due to degeneration of three of its four nuclei. Morphologically, this pollen presents wedge-shape with one or more apertures. However, in some genera of Hypolytreae (Mapanioideae), there is another pollen type, of unknown nature, termed Mapania-type pollen. This pollen is spherical and monoporate and already was considered a monad. In the present study, three species of Mapania (Hypolytreae, Mapanioideae) were studied in order to describe their anther and pollen grain development in light and both scanning and transmission electron microscopies, and compare the results obtained here with those already described in the literature for Cyperaceae. In all species studied, the pollen is a true pseudomonad as a result of simultaneous microsporogenesis of the Cyperaceae-type, as well as already described for other family taxa. During microgametogenesis, three non-functional nuclei, in degeneration, were involved by intine. Pseudomonad morphology was related to the central arrangement in the microsporangia through microgametogenesis. Exine formation occurred through microsporogenesis, from sporopollenin secreted by secretory tapetum. These results in Mapania reinforce the Cyperaceae sinapomorphic character in Poales / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-08-15Bitstream added on 2014-06-13T20:54:01Z : No. of bitstreams: 1 pereirajunior_ej_me_sjrp.pdf: 1176824 bytes, checksum: ea26888e0c90e98ae7bc9367c03e1901 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Caracteres embriológicos possuem valor sistemático e sua utilidade foi demonstrada por diversos autores para elucidar o posicionamento filogenético de certas famílias de angiospermas. Este estudo visa analisar a ontogenia das estruturas reprodutivas de Cybistax antisyphilitica, com o propósito de acrescentar dados embriológicos relevantes ao delineamento filogenético da família, ou de categorias taxonômicas infrafamiliares. As características embriológicas observadas demonstraram similaridade com espécies pertencentes à ―Tabebuia alliance‖ cuja embriologia já foi investigada. Observou-se durante a ontogenia do óvulo de C. antisyphilitica que apenas o ginósporo calazal se desenvolve e, durante sua diferenciação em célula-mãe do saco embrionário, a face micropilar de sua parede celular assume uma conformação côncava, na qual há grande deposição de calose. No estádio octonuclear, há acúmulo de uma substância fibrogranular entre o endotélio e a parede do ginófito fazendo com que o saco embrionário apresente um característico afunilamento mediano. Em relação a ontogenia da antera da espécie estudada, verificou-se que as camadas tapetais são dimórficas, embora ao final do estádio pré-meiótico se tornem similares; embora, após a meiose, o dimorfismo se acentua novamente nas camadas tapetais. Os amiloplastos das células-mãe dos andrósporos são herdados pelos andrósporos e grãos de pólen deles resultantes. Os amiloplastos dos grãos de pólen gradualmente aumentam em número e tamanho em um único ciclo de amilogênese/amilólise. Com base nos dados obtidos conclui-se que a configuração da parede distal do ginósporo calazal e o acúmulo de secreção na porção mediana do saco embrionário são características não relatadas para outras espécies da família e podem... / Embryological characters have systematic value and its usefulness has been demonstrated by several authors to elucidate the phylogenetic position of certain angiosperms families. This study aims to analyze the ontogeny of reproductive structures of Cybistax antisyphilitica, with the purpose of adding relevant embryological data to the phylogenetic design of the family or, infra-familiar taxonomic categories. The embryological features observed was similar to species belonging to ―Tabebuia alliance‖ whose embryology has been investigated. During the ontogey of C. antisyphilitica ovule, only the chalazal megaspore develops, and in the course of its differentiation in the embryo sac mother cell, the micropylar side of its cell wall assumes a concave conformation in which there is an expressive deposition of callose. In the octonuclear stage, there is an accumulation of a fibrogranular substance between the endothelium and megagametophyte wall causing a bottleneck in the middle portion of embryo sac. For anther ontogeny of the species studied, the tapetal layers are dimorphic, although becoming similar at the late pre-meiotic stage. After meiosis, the dimorphism is accentuated between the two tapetal layers. The microspore mother cell amyloplasts are inherited by the microspores and the resulting pollen grains. The pollen grain amyloplasts gradually increasing in number and size in a single amylogenesis/amylolyse cycle. Based on the obtained data we concluded that the configuration of the distal wall of the chalazal megaspore and the accumulation of secretion in the median portion of embryo sac are characters not reported for other species of the family, and may possibly be autapomorphic characters. Regarding the ontogeny of the anther, Cybistax antisyphilitic showed a multistratified fibrous endothecium... (Complete abstract click electronic access below)

[EN] END1 is an anther-specific gene of pea (Pisum sativum. L) that displays specific expression in the cell lines that will develop the epidermis, connective, middlle layer and endothecium tissues from very early stages (anther primordium) to late stages of the anther development. The END1 promoter region drives the uidA (GUS) gene expression specifically to the anthers of Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum and Lycopersicon esculentum. The chimaeric END1::GUS gene is regulated exactly like the endogenous END1. The spatial and temporal expression pattern of END1 and the functionality of its promoter region in different plant species suggested us the possibility to use its promoter region for biotechnological applications. We fused the 2’7 kb END1 5’ region with the ribonuclease barnase gene. The barnase is a natural ribonuclease isolated from Bacillus amyloliquefaciens. The chimaeric END1::barnasa gene was introduced into Arabidopsis, tobacco and tomato plants. The expression of the chimaeric gene inhibited anther morphogenesis and efficiently produced male-sterile transgenic plants. A detailed histological study of the development of both, WT and transgenic anthers, showed severe morphological differences from very early stages of anther development. The effects of barnase in transgenic anthers appeared when the anther was at the stage of anther primordium and it was composed by undifferentiated cells. Our results show that the END1 promoter might be a biotechnological tool to generate male-sterile plants for the production of hybrid crop plants. Tomato male-sterile transgenic plants produced parthenocarpic fruits. This observation suggests that male-sterility in tomato is related to the induction of parthenocarpic fruits. To identify and characterize cis-regulatory elements involved in the promoter strength and specificity, expression analysis were performed using constructs containing the END1 promoter, modified by deleting different nucleotide sequences, and the β-glucuronidase gene. Our results reveal that the 5’ region -336/-6 is sufficient to direct properly the spatial and temporal END1 gene expression and also, suggest that the END1 might be a target gene of floral organ identity genes of classes B and C. / [ES] END1 es un gen de guisante (Pisum sativum L.) específico de antera que comienza a expresarse desde estadios tempranos del desarrollo (primordio de antera) en aquellas líneas celulares que darán lugar a los tejidos epidermis, conectivo, capa intermedia y endotecio, y en estos tejidos una vez desarrollados. La región promotora de dicho gen es capaz de dirigir la expresión específica del gen uidA (GUS) a las anteras de plantas de diferentes especies (Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum y Lycopersicon esculentum). El patrón de expresión del gen GUS en esas plantas es similar al del gen END1 en guisante. Esta especificidad que confiere el promotor de END1 para la expresión de un gen foráneo en las anteras ofrecía la posibilidad de utilizarlo, fusionándolo a un gen citotóxico, como una herramienta biotecnológica para la obtención de plantas transgénicas androestériles. En este trabajo, hemos fusionado la región 5’ completa (-2736/-6) del promotor de END1 a la secuencia codificante de la ribonucleasa extracelular producida por el Bacillus amyloliquefaciens, barnasa. Con esta construcción hemos transformado dos plantas modelo, Arabidopsis y tabaco y una planta de interés agronómico, el tomate. La expresión del gen citotóxico barnasa donde END1 es activo, trajo como consecuencia una degeneración de tejidos de la antera que inhibió el desarrollo de los granos de polen. Las plantas transgénicas resultantes fueron androestériles. Los estudios a nivel histológico de las anteras transgénicas mostraron que los efectos de la barnasa comienzan a observarse muy pronto en el primordio de antera, cuando este está constituido sólo por células indiferenciadas, y continúa observándose a lo largo del desarrollo de la misma. De manera general, al final del programa de desarrollo, las anteras transgénicas eran de menor tamaño, su morfología era distinta de las de las anteras silvestres correspondientes, y en su interior se observaba el tejido conectivo colapsado y una estructura amorfa en lugar de granos de polen viable. La posible pérdida de las células parietales primarias por la acción ribonucleasa podría estar afectando la diferenciación de las células esporógenas, contiguas en el territorio del futuro microsporangio. Estos resultados muestran que el promotor de END1 podría ser una herramienta biotecnológica útil en los programas de obtención de semillas híbridas de diferentes cultivos de interés agronómico. En el caso particular del tomate, todas las plantas transgénicas androestériles produjeron frutos partenocárpicos. Este resultado muestra que existe una relación entre la androesterilidad y el desarrollo autónomo del ovario en esa especie. Por otra parte, se ha realizado un análisis del promotor del gen END1. Para este análisis se realizaron delecciones sucesivas de la región 5’ del gen y los fragmentos resultantes se fusionaron transcripcionalmente al gen delator uidA (GUS). Con estas construcciones se transformaron plantas de A. thaliana y se estudió la expresión del gen uidA mediante el ensayo histoquímico de la actividad de la β-glucuronidasa. Hemos visto que el fragmento de 366/-6 de la región 5’ es la secuencia mínima con capacidad para dirigir la correcta expresión espacial y temporal del gen END1. La pérdida de la expresión de GUS en las anteras de las plantas de Arabidopsis thaliana transformadas con el fragmento de la región 5’ donde se elimina el motivo CArG2, apoya la hipótesis de que END1 podría estar regulado directamente por los genes de identidad de órgano de clase B y C. / [CA] END 1 és un gen de pèsol (Pisum sativum L.) específic d'antera que comença a expressar-se des d'estadis primerencs del desenvolupament (primordi d'antera) en aquelles línies cel·lulars que donaran lloc als teixits epidèrmics, connectiu, capa intermèdia i endoteci, i en aquests teixits una vegada desenvolupats. La regió promotora d'aquest gen és capaç de dirigir l'expressió específica del gen uidA (GUS) a les anteres de plantes de diferents espècies (Arabidopsis thaliana, Nicotiana tabacum i Lycopersicon esculentum). El patró d'expressió del gen GUS en aquestes plantes és similar al del gen END1 en pèsol. Aquesta especificitat que confereix el promotor d' END 1 per a l'expressió d'un gen forà les anteres oferia la possibilitat d'utilitzar-lo, fusionant-lo a un gen citotòxic, com una ferramenta biotecnològica per a l'obtenció de plantes transgèniques androestèrils. En aquest treball, hem fusionat la regió 5' completa (-2736/-6) del promotor d' END1 a la seqüència codificant de la ribonucleasa extracel·lular produïda per Bacillus amyloliquefaciens, barnasa. Amb aquesta construcció hem transformat dos plantes model, Arabidopsis i tabac i una planta d'interés agronòmic, la tomata. L'expressió del gen citotòxic barnasa a on END1 és actiu, porta com a conseqüència una degeneració de teixits de l'antera que va inhibir el desenvolupament dels grans de pol·len. Les plantes transgèniques resultants foren androestèrils. Els estudis a nivell histològic de les anteres transgèniques mostraren que els efectes de la barnasa comencen a observar-se molt prompte en el primordi d'antera, quant aquest está constituït només per cèl·lules indiferenciades, i continua observant-se al llarg del desenvolupament de la mateixa. De forma general, al final del programa de desenvolupament, les anteres transgèniques eren de menor mida , la seua morfologia era diferent de la de les anteres silvestres corresponents , i al seu interior s'observava el teixit connectiu col lapsat i una estructura amorfa en lloc de grans de pol·len viable. La possible pèrdua de les cèl·lules parietals primàries per l'acció ribonucleasa podria estar afectant la diferenciació de les cèl·lules esporògenes,contigües en el territori del futur microesporangi. Aquests resultats mostren que el promotor d' END1 podria ser una ferramenta biotecnològica útil en els programes d'obtenció de llavors híbrides de diferents cultius d'interès agronòmic. En el cas particular de la tomata, totes les plantes transgèniques androestèrils produïren fruits partenocàrpics. Aquestresultat mostra que existeix una relació entre l'androstèrilitat i el desenvolupament atònom de l'ovari en eixa espècie. D' altra banda, s' ha realitzat una anàlisi del promotor del gen END1. Per a aquesta anàlisi és realitzaren delecions successives de la regió 5' del gen i els fragments resultants es fusionaren transcripcionalment al gen delator uidA (GUS). Amb estes construccions és transformaren plantes de A. thaliana i es va estudiar l'expressió del gen uidA mitjançant l'assaig histoquímic de l'activitat de la beta-glucuronidasa. Hem vist que el fragment de 366/-6 de la regió 5' ès la seqüència mínima amb capacitat per a dirigir la correcta expressió espacial i temporal de gen END1. La pèrdua de l'expressió de GUS en les anteres de les plantes d'Arabidopsis thaliana transformades amb el fragment de la regió 5' a on és elimina el motiu CArG2, recolza la hipòtesi que END1 podria estar regulat directament pels gens d'identitat d'òrgan de la classe B i C. / Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología mediante los proyectos BIO2000-0940 y BIO2003-01171. Ha sido posible la realización del mismo gracias a la beca otorgada por las Cortes Valencianas en su programa de ayuda a los países del tercer mundo, a las becas de acción social otorgadas por el Rector de la Universidad Politécnica de Valencia Justo Nieto Nieto y a los contratos de trabajo adjudicados a los proyectos antes mencionados. / Roque Mesa, EM. (2004). Análisis funcional y aplicaciones biotecnológicas del promotor del gen END1 de guisante (Pisum sativum L.) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/114847 / TESIS

Bromeliaceae owns a huge diversity of species in the Neotropical region, comprising about 3140 species, in which 551 consist of the genus Tillandsia. The article aims the descritption, of the anther development and ovule as the esporogenesis and gametogenesis characterization as well, in order to make easier both the taxonomy and philogeny of the family, which is still in process of change. Tillandsia aeranthos (Lois.) L. B. Sm. contains six stamens flowers; superior, tricarpellate and trilocular ovary. The pattern of development of the anther wall is characterized as mixed-type. Androsporangium is formed by epidermis, middle layers, endothecium and tapetum. The tapetum is the secretor-type. Meiosis is the successive-type with cleavage of the centrifugal type. The tetrads formed are decussate or isobilateral. The first division of the pollen is preceded by vacuolation, it is assymmetric and produce both generative and vegetative cells. The two cells formed are separated by a callose wall. The mature grain pollen is bicelullar. The ovule of Tillandsia aeranthos is anatropus, bitegmic and crassinucellate, with axial placentation. The ovule originates in the subdermal layer (zone II) of the placentae. The integument nucellar epidermis is originated by divisions in the dermal layers. One to three ginospore mother celss, which are originated by divisions in archesporial cell, undergo meiotic divisions development a linear tetrad, with presence callosic wall. Only the chalazal ginospore becomes functional. The functional ginospore differs in that a gametophyte uninucleate after mitosis and yields a two-nucleate and four-nucleate gametophyte. The female gametophyte has a monosporic origin and a Polygonum-type development. The female gametophyte consists of two synergids, an egg cell, three antipodes and two polar nuclei. Polar nuclei fuse prior to fertilization. / Bromeliaceae possui grande diversidade de espécies na região neotropical, compreendendo cerca de 3140 espécies, sendo 551 do gênero Tillandsia. O presente trabalho teve como objetivo descrever o desenvolvimento da antera e do rudimento seminal, além da caracterização da espogênese e gametogênese, com a finalidade de auxiliar na taxonomia e filogenia da família, ainda em fase de mudança. Tillandsia aeranthos, apresenta flores com estames em número de seis e ovário súpero, tricarpelar. Na antera, o desenvolvimento dos estratos parietais é do tipo misto , formado por epiderme, endotécio, camada média e tapete. A epiderme é papilada e o tapete é do tipo secretor. A microsporogênese é sucessiva com clivagem do tipo centrífuga, onde são formadas tétrades isobilaterais e decussadas. Após a liberação do andróspro da tétrade, ocorre a primeira divisão do grão de pólen e é precedida por vacuolação. Após mitose, é formada a célula generativa e a célula vegetativa, separadas por uma parede de calose. O andrófito é liberado bicelular. O rudimento seminal de Tillandsia aeranthos é anátropo, bitegumentado e crassinucelado, com placentação axial. O rudimento seminal tem origem na camada subdérmica da placenta. Os tegumentos são de origem dérmica. A inicial arquesporial dá origem á célula mãe de ginósporo (CMG). A CMG sofre o primeiro ciclo meiótico que origina uma díade de ginósporo com presença de calose ao redor. O segundo ciclo meiótico dá origem a tétrade linear de ginósporo, tornando-se o ginósporo calazal funcional. O ginósporo funcional diferencia-se em um gametófito uninucleado que após mitoses origina um gametófito bi e tetranucleado. Esse tipo de desenvolvimento do ginófito é do tipo monospórico e Polygonum, onde o ginófito apresenta sete células e oito núcleos, com a presença de duas sinérgides, uma oosfera, formando o aparelho oosférico e três antípodas. Os núcleos polares de fusionam antes da fecundação.

Orientador: Nelson Sabino Bittencourt Júnior / Banca: Neusa Taroda Ranga / Banca: Diana Salles Sampaio / Resumo: Caracteres embriológicos possuem valor sistemático e sua utilidade foi demonstrada por diversos autores para elucidar o posicionamento filogenético de certas famílias de angiospermas. Este estudo visa analisar a ontogenia das estruturas reprodutivas de Cybistax antisyphilitica, com o propósito de acrescentar dados embriológicos relevantes ao delineamento filogenético da família, ou de categorias taxonômicas infrafamiliares. As características embriológicas observadas demonstraram similaridade com espécies pertencentes à ―Tabebuia alliance‖ cuja embriologia já foi investigada. Observou-se durante a ontogenia do óvulo de C. antisyphilitica que apenas o ginósporo calazal se desenvolve e, durante sua diferenciação em célula-mãe do saco embrionário, a face micropilar de sua parede celular assume uma conformação côncava, na qual há grande deposição de calose. No estádio octonuclear, há acúmulo de uma substância fibrogranular entre o endotélio e a parede do ginófito fazendo com que o saco embrionário apresente um característico afunilamento mediano. Em relação a ontogenia da antera da espécie estudada, verificou-se que as camadas tapetais são dimórficas, embora ao final do estádio pré-meiótico se tornem similares; embora, após a meiose, o dimorfismo se acentua novamente nas camadas tapetais. Os amiloplastos das células-mãe dos andrósporos são herdados pelos andrósporos e grãos de pólen deles resultantes. Os amiloplastos dos grãos de pólen gradualmente aumentam em número e tamanho em um único ciclo de amilogênese/amilólise. Com base nos dados obtidos conclui-se que a configuração da parede distal do ginósporo calazal e o acúmulo de secreção na porção mediana do saco embrionário são características não relatadas para outras espécies da família e podem... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Embryological characters have systematic value and its usefulness has been demonstrated by several authors to elucidate the phylogenetic position of certain angiosperms families. This study aims to analyze the ontogeny of reproductive structures of Cybistax antisyphilitica, with the purpose of adding relevant embryological data to the phylogenetic design of the family or, infra-familiar taxonomic categories. The embryological features observed was similar to species belonging to ―Tabebuia alliance‖ whose embryology has been investigated. During the ontogey of C. antisyphilitica ovule, only the chalazal megaspore develops, and in the course of its differentiation in the embryo sac mother cell, the micropylar side of its cell wall assumes a concave conformation in which there is an expressive deposition of callose. In the octonuclear stage, there is an accumulation of a fibrogranular substance between the endothelium and megagametophyte wall causing a bottleneck in the middle portion of embryo sac. For anther ontogeny of the species studied, the tapetal layers are dimorphic, although becoming similar at the late pre-meiotic stage. After meiosis, the dimorphism is accentuated between the two tapetal layers. The microspore mother cell amyloplasts are inherited by the microspores and the resulting pollen grains. The pollen grain amyloplasts gradually increasing in number and size in a single amylogenesis/amylolyse cycle. Based on the obtained data we concluded that the configuration of the distal wall of the chalazal megaspore and the accumulation of secretion in the median portion of embryo sac are characters not reported for other species of the family, and may possibly be autapomorphic characters. Regarding the ontogeny of the anther, Cybistax antisyphilitic showed a multistratified fibrous endothecium... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientadores: Simone de Pádua Teixeira, Sandra Maria Carmello-Guerreiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T04:30:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano_AnaPauladeSouza_D.pdf: 7171602 bytes, checksum: 846db1ce62126a16e2c2bbde210017b5 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Melastomataceae, com cerca de 4.500 espécies distribuídas em regiões tropicais e subtropicais, é a sexta maior família entre as angiospermas no Brasil. O grupo destaca-se pela elevada proporção de espécies apomíticas, claramente concentradas em Miconieae. Apesar do monofiletismo da família, a evolução de caracteres morfológicos, as relações e a própria delimitação das tribos permanecem em debate. Este trabalho teve dois objetivos gerais. O primeiro objetivo foi investigar o tipo de apomixia e verificar a ocorrência de reprodução sexuada em seis espécies de Miconieae: Clidemia hirta, Leandra aurea, L. melastomoides, Miconia leucocarpa, Ossaea amygdaloides e O. confertiflora, por meio de análises anatômicas da esporogênese, gametogênese, embriogênese e mensuração da viabilidade e da germinação dos grãos de pólen. O segundo objetivo foi testar a importância sistemática de dois caracteres embriológicos em Melastomataceae: ocorrência de drusas na parede da antera madura e número de camadas no tegumento externo do óvulo, a partir de 180 e 144 espécies, respectivamente. As amostras foram obtidas de espécimes herborizadas ou preservadas em álcool e analisadas anatomicamente. Os resultados revelam que alterações na meiose e heterocronia no desenvolvimento dos grãos de pólen levam à inviabilidade polínica. Apomixia do tipo gametofítica diplospórica é observada nas seis espécies analisadas, e como consequência, a formação de sacos embrionários reduzidos é comprometida. Adicionalmente, em C. hirta observa-se apomixia gametofítica apospórica e em L. melastomoides, embrionia adventícia. A reprodução sexuada parece ser um evento pouco comum nas espécies investigadas, que podem ser classificadas como apomíticas obrigatórias, ou seja, que se reproduzem apenas por apomixia. Drusas na parede da antera madura são relatadas em 89 dos 180 representantes analisados e pode ser usada para delimitar alguns clados. A ocorrência destes cristais parece distinguir o gênero Blakea (Blakeeae), a tribo Henrietteeae e um subclado dentro de "Conostegia s.l." (Miconieae) de grupos proximamente relacionados. O papel das drusas na parede da antera é incerto. O tegumento externo do óvulo, formado por duas camadas celulares, é o estado de caráter mais comum na família, presente em 11 dos 14 grupos amostrados. Variação é observada em Melastomeae, Merianieae e Miconieae. Em Melastomeae, no clado "Marcetia & allies" a ocorrência de óvulos com tegumento externo formado por três camadas de células é apontada como uma sinapomorfia para o grupo. Em Miconieae, a ocorrência de três camadas no tegumento externo do óvulo é o estado de caráter mais comum, mas a ocorrência de mais de três camadas foi observada em linhagens com sementes grandes. Na tribo, a espessura do tegumento externo pode estar relacionada a presença de frutos endozoóricos. Ainda em Miconieae, o gênero Physeterostemon e um subclado dentro de "Conostegia s.l." foram delimitados pela ocorrência de duas camadas no tegumento externo do óvulo. A comparação dos dados embriológicos obtidos em diferentes linhagens de Melastomataceae evidencia a importância deste tipo de estudo para a sistemática da família e fornece informações para futuras discussões evolutivas / Abstract: Melastomataceae comprise ~4,500 species found in tropical and subtropical regions. This is the sixth largest family of flowering plants in Brazil. The group has been highlighted for its high proportion of apomictic species, clearly concentrated in Miconieae. Despite of the supported monophyly of the family, their intrafamily relationships and morphological evolution are still now poorly understood. The objectives of this study were twofold. The first aim was to investigate the apomixis type and to verify the occurrence of sexual reproduction in six species of Miconieae: Clidemia hirta, Leandra aurea, L. melastomoides, Miconia leucocarpa, Ossaea amygdaloides and O. confertiflora. Sporogenesis, gametogenesis and embryogenesis anatomy, and pollen grain viability and germination measurement were used. The second aim of this study was to test the systematic importance of two embryological characters in Melastomataceae: druses occurrence in the anther wall cells and the thickness of the outer ovule integument from 180 and 144 species, respectively. For this purpose, we used anatomical analyses from herborized and spirit samples. The results show abnormal meiosis and heterochrony as cause of pollen inviability. Diplosporic apomixis was observed in all species and thus, the sexual embryo sac development is affected. Furthermore, aposporic apomixis was observed in C. hirta and adventitious embryony in L. melastomoides. Sexual reproduction appears to be an uncommon event in the investigated species, which can be classified as obligate apomitics. Druses in the anther wall cells were observed in 89 from 180 analysed species. The druses occurrence delimits Blakea (Blakeeae), Henrietteeae and a subclade in "Conostegia s.l." (Miconieae). The role of druses in the anther wall is uncertain. The bi-layered outer ovule integument was the most common character state in the family, observed in 11 from 14 sampled groups. Variations were detected in Melastomeae, Merianieae and Miconieae. The three-layered outer integument is pointed as a synapomorphy for "Marcetia & allies" (Melastomeae) and it is a character state most common in Miconieae, although more than three layers were observed in lineages with large seeds. We propose that the outer ovule integument may be related to the endozoochorous fruits in Miconieae. A bi-layered outer integument delimits Physeterostemon and a subclade in "Conostegia s.l." (Miconieae). The embryological data comparison for different groups of Melastomataceae highlights the importance of this study in the systematic works and provides information for future evolutionary discussions / Doutorado / Biologia Vegetal / Doutora em Biologia Vegetal

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-10-08T19:32:10Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos de Melos e Silva Neto - 2013.pdf: 671422 bytes, checksum: 7774a52856834c1b8270fa6218029c99 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-10-09T11:23:41Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Carlos de Melos e Silva Neto - 2013.pdf: 671422 bytes, checksum: 7774a52856834c1b8270fa6218029c99 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-09T11:23:41Z (GMT). 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To evaluate the effects of pollination in the amount of pollen on the stigmas, we selected 37 plants and bagged an inflorescence and let another available to pollinators. Each marked inflorescence had three stigmas removed the pollen grains on their surfaces were quantified. For comparison of fruit production, fruit development were followed in inflorescences bagged and not bagged for 40 days, and then the fruits were counted, weighed, measured, and had their seeds counted. The anthesis is at 6:30 am. The flower remains open until 6:00 pm, closing and reopening in the next day at the same time, lasting up to 73 hours. The greatest amount of pollen in the anther is in the early hours of the flower opening, with reduction and stabilization of the number of pollen grains around noon, coinciding with increased pollinator visitation. We found 25 species of bees in pollinating tomato crops. The abundance of bees coinciding with hours of availability and depletion of pollen suggests efficient removal of pollen from the anthers by the native bees The amount of pollen on the stigma of flowers available to pollinators was higher than on the stigma of bagged flowers. Fruit production was higher in open inflorescences than in bagged inflorescences. Native bees pollinate tomato flowers, increasing the pollen load on the stigma and fruit production. / Os polinizadores fornecem um serviço essencial ao ecossistema e trazem inúmeros benefícios à sociedade, através do seu papel na produção de alimento na agricultura e na conservação da diversidade biológica. No tomateiro, as anteras têm abertura poricida, assim, para liberação dos grãos de pólen é necessária a presença de polinizadores efetivos que realizam a vibração dessas anteras. Sendo assim, os polinizadores de fato dos tomateiros são abelhas que realizam polinização vibrátil. Na realização deste trabalho, foram observados aspectos da biologia floral como duração da flor, a quantidade e viabilidade de grãos de pólen e óvulos, além dos aspectos ecológicos dos polinizadores, como observação e coleta dos visitantes florais. Para avaliar os efeitos da polinização na quantidade de pólen do estigma, selecionamos 37 plantas, ensacamos uma inflorescência e deixamos outra disponível aos polinizadores. De cada inflorescência marcada, retiramos três estigmas e quantificamos os grãos de pólen em suas superfícies. Para a comparação da produção de frutos, acompanhamos o desenvolvimento dos frutos nas inflorescências ensacadas e não ensacadas durante 40 dias, e posteriormente os frutos foram contados, pesados, medidos e tiveram suas sementes contadas. A antese floral inicia às 6h30 da manhã. A flor permanece aberta até às 18h, fechando e no dia seguinte reabrindo no mesmo horário, durando até 73h. A maior oferta de pólen é nas primeiras horas da abertura da flor, com redução e estabilização do número de grãos de pólen por volta do meio dia, coincidindo com o aumento da visitação dos polinizadores. Foram encontradas 25 espécies de abelhas polinizadoras nos cultivos de tomateiro. A abundância das abelhas coincidindo com os horários de disponibilidade e esgotamento do pólen sugere eficiência na retirada dos grãos de pólen das anteras, muitos dos quais se aderem provavelmente ao estigma da própria flor, ocorrendo o posterior desenvolvimento dos frutos. A quantidade de grãos de pólen no estigma das flores disponíveis para os polinizadores foi maior do que no estigma das flores ensacadas. A produção de frutos foi maior em inflorescências não ensacadas que em inflorescências ensacadas. Os frutos não ensacados apresentaram mais sementes que os ensacados. As abelhas nativas polinizam as flores do tomateiro, aumentando a carga de pólen no estigma e a produção de frutos.