Duas espécies de Barbatimão, da família Leguminosae, foram utilizadas como modelo neste trabalho para elucidar as vias ontogenéticas de produção de taninos: Dimorphandra mollis Benth. (Caesalpinioideae) e Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (Mimosoideae). Apesar de inseridas em grupos distantes de Leguminosae, as duas espécies são grandes produtoras de taninos, geralmente concentrados na casca, o que confere a elas uma grande procura para uso na medicina popular. Partes vegetativas de Indivíduos jovens e adultos foram processadas para observações em microscopia de luz e eletrônica (varredura e transmissão). Dois tipos de estruturas secretoras são responsáveis pela produção e acúmulo de taninos: idioblastos, encontrados já em indivíduos jovens de ambas espécies; e tricomas secretores, encontrados em gemas vegetativas de indivíduos adultos de S. adstringens. O processo de produção de taninos nas duas espécies é semelhante, com alguma diferença nas etapas de acúmulo. Plastídios e RER parecem ser as organelas associadas à produção de taninos nessas espécies. Destaca-se ainda o relato inédito da ocorrência de coléteres de origem protodérmica em D. mollis. Considerando a problemática referente à classificação de estruturas secretoras, pretende-se utilizar os resultados obtidos para reflexão sobre o tema / In this study, two species of Leguminosae, popularly known as Barbatimão, were used as a model to elucidate the ontogenetic process of tannin production: Dimorphandra mollis Benth. (Caesalpinioideae) and Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (Mimosoideae). Although inserted in non-related groups of Leguminosae, the two species are largely known as tannin producers, a metabolite often concentrated in the bark, which makes them highly sought after for use in folk medicine. Vegetative parts of young and adult plants were processed for observation using light and electron microscopy (scanning and transmission). Two types of secretory structures are responsible for tannin production and accumulation: idioblasts, found even in young plants of both species, and secretory trichomes, observed in vegetative buds of mature plants of S.adstringens. Tannin production is similar in both species, although some differences in the stages of accumulation occur. Plastids and RER organelles appear to be associated with the production of tannins in these species. This study also provides the first report of colleters in D. mollis, which originate from protodermal cells. Considering the controversies regarding the classification and nomenclature of secretory structures, our results can be used to help clarify some issues regarding secretory structures, especially colleters

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-10T18:43:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 633084 bytes, checksum: 34559cb62647d5ac88d96ea9b42b06a4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-10T18:43:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 633084 bytes, checksum: 34559cb62647d5ac88d96ea9b42b06a4 (MD5) Previous issue date: 2004-09-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O presente trabalho teve por objetivos: (a) analisar a capacidade fotossintética de dois grupos de material vegetal sob condições de campo: plantas adultas com frutos verdes pilosos e plantas com frutos avermelhados pilosos; (b) avaliar o desenvolvimento de explantes cultivados in vitro submetidos a diferentes densidades de fluxo de luz; e (c) estudo anatômico de folhas de plantas adultas e in vitro. As hipóteses testadas foram: (a) existem diferenças na capacidade fotossintética entre os dois grupos de planta analisados; (b) alguns dos parâmetros das curvas de resposta da fotossíntese líquida à luz e ao CO² devem estar correlacionados com os teores dos pigmentos cloroplastídicos; (c) os carotenóides totais presentes nas folhas de Urucum podem desempenhar papel foto-protetor ao estresse foto-oxidativo, possibilitando que explantes cultivados in vitro possam se desenvolver a altas densidades de fluxo de luz. Verificou-se que ambos os grupos de plantas não apresentaram diferenças estatísticas significativas em seus parâmetros das curvas de resposta da fotossíntese líquida à luz e ao CO² . Assim sendo, para estes grupos foram encontrados os valores médios seguintes: 19,17 μmol m-² s-¹ para a estimativa assintótica da taxa fotossintética bruta máxima, 22,6 μmol m-² s-¹ para o ponto de compensação de luz, 1274 μmol m-² s-¹ para o ponto de saturação de luz, 15,38 μmol m -2 s -1 para a estimativa assintótica da taxa fotossintética líquida máxima, 63,0 μmol mol-¹ para o ponto de compensação de CO² e 0,1403 mol m-² s-¹ para a eficiência carboxilativa da Rubisco. Foram observadas as seguintes correlações lineares: entre a eficiência quântica máxima e a irradiância de saturação (r = -0,7794; P = 0,0176), entre a estimativa assintótica da taxa fotossintética bruta máxima e a irradiância de saturação (r = 0,8780; P = 0,0018), entre a estimativa assintótica da taxa fotossintética líquida máxima e o ponto de compensação de CO² (r = -0,6242; P = 0,0408), entre a eficiência carboxilativa e o ponto de compensação de CO² (r = -0,8208; P = 0,0067), entre a limitação estomática à fotossíntese e a concentração intercelular de CO² para uma concentração ambiental de 400 μmol mol-¹ (r = -0,8927; P = 0,0012), entre a eficiência quântica e o teor de clorofila a (r = -0,8887; P = 0,0014), clorofila b (r = -0,8505; P = 0,0037) e clorofilas totais (r = -0,9033; P = 0,0008) e entre a limitação estomática à fotossíntese e o ponto de compensação de luz (r = -0,6751; P = 0,0460). Verificou-se que ambos grupos não diferiram entre si nos teores de pigmentos cloroplastídicos, com uma média de 1629,6 mg kg-¹ de clorofila a, 643,4 mg kg-¹ de clorofila b e 2272,9 mg kg-¹ de carotenóides totais; também não houve diferença estatística entre os teores de bixina nas sementes das plantas de ambos os grupos, com um valor médio de 4,42% que as classificam como boas produtoras do corante. Os teores de bixina não se correlacionaram com nenhuma das variáveis da capacidade fotossintética das plantas. Verificou-se a presença de um grande número de idioblastos ramificados nas folhas das plantas adultas e in vitro com presença de substâncias lipofílicas identificadas como sendo bixina, por meio de reação com Sudan IV e cromatografia em camada fina. Os explantes de Urucum cultivados in vitro apresentaram foto-inibição a partir de uma densidade de fluxo de 150 μmol m-² s-¹ , identificado pela relação F v /F m igual a 0,581 aos 45 dias de exposição. Sob condições de foto-inibição, apenas a atividade da peroxidase apresentou incremento estatisticamente significativo, ao passo que a superóxido dismutase e a catalase não alteraram significativamente suas atividades, concluindo-se que os carotenóides não foram ativos na mitigação desse estresse. / The present work had by objectives: (a) analysis of the photosynthetic capacity of two groups of plant material (plants with hairy green fruits and plants with hairy like- red fruits) under field conditions; (b) evaluate the development of in vitro explants under different light flux density; and (c) histological analysis of adult and in vitro- grown leaves. The experimental hypotheses were: (a) the occurrence of differences in the photosynthetic capacity between the two groups of plants; (b) some response parameters linked to net photosynthesis, light and CO² may be correlated with the amount of chloroplastidic pigments; (c) total carotenoids in Annatto leaves may have a photo-protective role against photo-oxidative stress, though enabling in vitro cultured explants to develop under high light flux density. Both groups of plants did not show statistical differences in the response curve parameters to net photosynthesis, light and CO² . These groups displayed the following mean values: 19.17 μmol m-² s-¹ for maximum gross photosynthesis rate; 22.6 μmol m-² s-¹ for light compensation point; 1274 μmol m-² s-¹ light saturation point; 15.38 μmol m-² s-¹ for maximum net photosynthesis rate; 63.0 μmol mol-¹ for CO² compensation point, and 0.1403 mol m-² s-¹ for carboxylation efficiency of Rubisco. There were linear correlations between maximum quantum efficiency and light saturation point (r = -0.7794; P = 0.0176); maximum gross photosynthesis rate and light saturation point (r = 0.8780; P = 0.0018); maximum net photosynthesis rate and CO² compensation point (r = -0.6242; P = 0.0408); carboxylation efficiency and CO² compensation point (r = -0.8208; P = 0.0067); stomatal limitation of photosynthesis and intercellular CO² concentration for an environmental concentration of 400 μmol mol-¹ (r = -0.8927; P = 0.0012); quantum yield and the amount of chlorophyll a (r = -0.8887; P = 0.0014); chlorophyll b (r = -0.8505; P = 0.0037) and total chlorophylls (r = -0,9033; P = 0,0008); and stomatal limitation of photosynthesis and light compensation point (r = -0.6751; P = 0.0460). No differences were detected in the amount of chloroplastidic pigments whose means were: 1629.6 mg kg-¹ chlorophyll a, 643.4 mg kg-¹ chlorophyll b and 2272.9 mg kg-¹ total carotenoids. Likewise, no differences were detected between the amount of bixin in seeds of both groups, averaging 4.42%. The amount of bixin dit not correlate with any variable of the photosynthetic capacity of the Annatto plants. Leaves of field and in vitro-plants contained a lot of branched idioblasts with lipophylic content, identified as bixin, by means of histochemical assay with Sudan IV and thin layer chromatography. Explants of Annatto showed photo-inhibition from 150 μmol m-² s-¹ light flux density, as indicated by F v /F m (0.581) at 45 days of culture. Under photo-inhibitory conditions, only the peroxidases activity displayed significant increase, whereas superoxide dismutase and catalase did not alter their activities, leading to the conclusion that carotenoids did not play any role in reducing stress. / Tese importada do Alexandria

Duas espécies de Barbatimão, da família Leguminosae, foram utilizadas como modelo neste trabalho para elucidar as vias ontogenéticas de produção de taninos: Dimorphandra mollis Benth. (Caesalpinioideae) e Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (Mimosoideae). Apesar de inseridas em grupos distantes de Leguminosae, as duas espécies são grandes produtoras de taninos, geralmente concentrados na casca, o que confere a elas uma grande procura para uso na medicina popular. Partes vegetativas de Indivíduos jovens e adultos foram processadas para observações em microscopia de luz e eletrônica (varredura e transmissão). Dois tipos de estruturas secretoras são responsáveis pela produção e acúmulo de taninos: idioblastos, encontrados já em indivíduos jovens de ambas espécies; e tricomas secretores, encontrados em gemas vegetativas de indivíduos adultos de S. adstringens. O processo de produção de taninos nas duas espécies é semelhante, com alguma diferença nas etapas de acúmulo. Plastídios e RER parecem ser as organelas associadas à produção de taninos nessas espécies. Destaca-se ainda o relato inédito da ocorrência de coléteres de origem protodérmica em D. mollis. Considerando a problemática referente à classificação de estruturas secretoras, pretende-se utilizar os resultados obtidos para reflexão sobre o tema / In this study, two species of Leguminosae, popularly known as Barbatimão, were used as a model to elucidate the ontogenetic process of tannin production: Dimorphandra mollis Benth. (Caesalpinioideae) and Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (Mimosoideae). Although inserted in non-related groups of Leguminosae, the two species are largely known as tannin producers, a metabolite often concentrated in the bark, which makes them highly sought after for use in folk medicine. Vegetative parts of young and adult plants were processed for observation using light and electron microscopy (scanning and transmission). Two types of secretory structures are responsible for tannin production and accumulation: idioblasts, found even in young plants of both species, and secretory trichomes, observed in vegetative buds of mature plants of S.adstringens. Tannin production is similar in both species, although some differences in the stages of accumulation occur. Plastids and RER organelles appear to be associated with the production of tannins in these species. This study also provides the first report of colleters in D. mollis, which originate from protodermal cells. Considering the controversies regarding the classification and nomenclature of secretory structures, our results can be used to help clarify some issues regarding secretory structures, especially colleters

Orientador: Silvia Rodrigues Machado / Resumo: Leguminosae é a terceira maior família dentre as Angiospermas, é cosmopolita, podendo ocorrer em florestas tropicais úmidas, florestas secas, savanas, regiões mediterrâneas e desérticas. Papilionoideae, subfamília com maior riqueza de espécies de Leguminosae, apresenta Phaseoleae como uma de suas tribos de maior importância econômica e alto número de espécies. Cajaninae, por sua vez, é a maior subtribo de Phaseoleae, destacando-se por apresentar aproximadamente 490 espécies distribuídas em 10 gêneros. Os representantes desta subtribo possuem distribuição pantropical, com apenas Rhynchosia e Eriosema ocorrendo nos neotrópicos. De modo geral, as espécies desta subtribo ocorrem em campos graminosos, florestas tropicais secas, regiões semiáridas, áreas degradadas e ambientes propensos à passagem do fogo. A ocorrência das espécies de Cajaninae nestes diferentes ambientes pode estar relacionada à presença de estruturas secretoras, como glândulas vesiculares e tricomas de base bulbosa. Apesar do conhecimento sobre a existência destas estruturas peculiares neste grupo desde o século 19, nenhum estudo detalhado de anatomia, ultraestrutura ou estudos com enfoque evolutivo haviam sido realizados. A subtribo tem sido considerada monofilética, porém os poucos trabalhos filogenéticos existentes abordam Phaseoleae como um todo, possuindo uma amostragem muito baixa dos representantes de Cajaninae, o que não esclarece sua monofilia. Considerando o pouco conhecimento sobre as relações filogené... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Leguminosae is the third largest family among Angiosperms, is cosmopolitan, occurring in humid tropical forests, dry forests, savannas, Mediterranean and desert regions. Papilionoideae, a subfamily with the highest species richness of Leguminosae, presents Phaseoleae as one of its tribes of major economic importance and high number of species. Cajaninae, in turn, is the largest subtribe of Phaseoleae, standing out to present approximately 490 species distributed in 10 genera. The representatives of this subtribe have pantropical distribution, with only Rhynchosia and Eriosema occurring in the neotropics. The species of this subtribe occur in greenfields, dry tropical forests, semi-arid regions, degraded areas and environments prone to fire. The occurrence of Cajaninae species in these different environments may be related to the presence of secretory structures, such as vesicular glands and bulbous based-trichomes. Despite the knowledge about the existence of these peculiar structures in this group since the 19th century, no detailed study of anatomy, ultrastructure or evolutionary approach studies had been performed. The subtribe has been considered monophyletic, but the few existing phylogenetic works address Phaseoleae as a whole, having a very low sampling of Cajaninae representatives, which does not clarify its monophyly. Considering the little knowledge about the phylogenetic relationships in Cajaninae, on the secretory structures that are peculiar to this group and the... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor