PINHEIRO, Sergimar Kennedy de Paiva. Ontogênese e mecanismo de secreção em coléteres de Morinda citrifolia L. (Rubiaceae). 2017. 46 f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia de Recursos Naturais)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Coordenação PPGBiotec (ppgbiotec@ufc.br) on 2017-08-24T13:03:44Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_skppinheiro.pdf: 3301586 bytes, checksum: 11ae687ec67a0797b479bbd747ec3506 (MD5) / Approved for entry into archive by Jairo Viana (jairo@ufc.br) on 2017-09-05T21:25:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_skppinheiro.pdf: 3301586 bytes, checksum: 11ae687ec67a0797b479bbd747ec3506 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-05T21:25:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_skppinheiro.pdf: 3301586 bytes, checksum: 11ae687ec67a0797b479bbd747ec3506 (MD5) Previous issue date: 2017 / Colleters are structures secretory present in more than 60 families of angiosperms, whose function is protect the leaf primordium against physical and chemical damages. The colleters develop from cells of the fundamental meristem and of the protoderm, for differentiation and cellular reorganization for the development of the mature structure. After cell differentiation the secretory process begins. The Secretion is a complex phenomenon of synthesis, separation and isolation substances, as well as release or extracellular elimination. In this context, the external periclinal wall plays a fundamental role in the passage of secretion into the external environment. The colleters have mixed origin, developing from the protoderm and the fundamental meristem. These structures are present on the adaxial side of the stipules and have a morphology of the standard type. During development, the colleters of Morinda citrifolia L. (Rubiaceae) go through four stages of development defined by structural and anatomical changes: Undifferentiated, pre-secretory, secretory and senescent. At the undifferentiated stage, the secretory structures studied are characterized by small protuberances at the base of the adaxial surface of the stipules. In the pre-secretory stage, the epidermis begins its differentiation. In the following stages, the colleters present axis central parenchymatic covered by epidermal cells in palisade. The secretion is abundant at the vegetative apex impregnating the leaf primordium and stipules. Thus, the objective of this work is describe the ontogenesis of the coléteres of Morinda citrifolia, as well as the secretion mechanism using scanning electron microscopy techniques, light field microscopy (including histochemical tests) and laser confocal microscopy for a better understanding of the secretory process. Samples were prepared according to usual techniques for microscopy. The histochemical tests evidenced the presence of mucilage and proteins in the secretion. Lipids were observed in the cuticle and cuticular extracts, however, neither starch nor phenol was evident. Were observed two mechanisms of secretion: Rupture of cuticle and passage of secretion through the cuticle. With the end of the secretory process, the coléter enters a senescent stage, being characterized by the wrinkling of the cuticle and color change. / Coléteres são estruturas secretoras presentes em mais de 60 famílias de angiospermas, cuja função é proteger o primórdio foliar contra danos físicos e químicos. Os coléteres tem origem mista e se desenvolvem a partir de células do meristema fundamental e da protoderme, pela diferenciação e reorganização celular para o desenvolvimento da estrutura madura. Após a diferenciação celular o processo secretor se inicia. A secreção é um fenômeno complexo de síntese, separação e isolamento substâncias, assim como liberação ou eliminação extracelular. Nesse contexto, a parede periclinal externa possui papel fundamental na passagem de secreção para o meio externo. Tais estruturas estão presentes na face adaxial das estípulas e possuem morfologia do tipo padrão. Durante o desenvolvimento, os coléteres de Morinda citrifolia L. (Rubiaceae) passam por quatro estágios de desenvolvimento definidos por mudanças estruturais e anatômicas: indiferenciado, pré-secretor, secretor e senescente. No estágio indiferenciado, as estruturas secretoras estudadas são caracterizadas por pequenas protuberâncias na base da superfície adaxial das estípulas. No estágio pré-secretor a epiderme inicia sua diferenciação. Nos estágios seguintes, os coléteres apresentam eixo central parenquimático revestido por células epidérmicas em paliçada. A secreção é abundante no ápice vegetativo impregnando o primórdio foliar e estípulas. Assim, o objetivo deste trabalho foi descrever a ontogênese dos coléteres de Morinda citrifolia, bem como o mecanismo de secreção utilizando técnicas de microscopia eletrônica de varredura, microscopia óptica de campo claro (incluindo testes histoquímicos) e microscopia confocal a laser visando um maior entendimento em relação ao processo secretor. As amostras foram preparadas de acordo com técnicas usuais para microscopia. Os testes histoquímicos evidenciaram a presença de mucilagem e proteínas na secreção. Lipídeos foram observados na cutícula e extratos cuticulares, contudo, não foi evidenciado amido nem fenol. Foram observados dois mecanismos de secreção: rompimento de cutícula e passagem da secreção através da cutícula. Com o fim do processo secretor, o coléter entra em estágio senescente, sendo caracterizado pelo enrugamento da cutícula e mudança de cor.

The colleters of Apocynaceae are glands related to different types of protection of vegetative and floral meristems through the production of mucilage or a mixture of many different compounds. Although several anatomical papers have shown histological and histochemical aspects of colleters of the family, almost nothing is known about the secretory process of the cells of this gland. In this paper we studied two types of colleters that occur in the family: what produces exclusively mucilaginous secretion and what produces mucilage and lipophilic compounds, being analyzed in two species for each type of colleter. The secretory epidermis of the colleters of Allamanda schottii and Blepharodon bicuspidatum presents a large amount of dictiosomes and endoplasmic reticulum, a dispersed vacuoma composed of small vacuoles with fibrilar osmiophilic material, leucoplasts with large amount of starch and few thylakoids, as well as large mitochondria. The mode of secretion release is granulocrine and the exudate crosses the cuticle without breaking it by projections of pectin reaching the surface. The secretory cells of the colleters of Mandevilla splendens and Peplonia axillaris have completely different ultrastructure and secretion from those of Allamanda schottii and B. bicuspidatum. Plastids and mitochondria are observed, as well as a profusion of dictiosomes and their vesicles in association with the rough endoplasmic reticulum near the cell membrane. The secretion is mainly observed in the cisterns and vesicles of the trans face of the dictiosomes, indicating the production of a great amount of mucilage. The mechanism of secretion release is also granulocrine, but the secretion is temporarily accumulated in a large periplasmic space before crossing the cell wall and the cuticle. Two distinct patterns of secretion production and release were found in the colleters of Apocynaceae that are related to the composition of the secretion and not to the group to which the species analyzed belong. Although the colleters in the family are histologically similar, the present paper demonstrates a metabolic and subcellular variability until then unknown to the group / Os coléteres de Apocynaceae são glândulas relacionadas a diferentes tipos de proteção de meristemas vegetativos e florais através da produção de mucilagem ou uma mistura de muitos compostos distintos. Apesar de vários trabalhos anatômicos terem demonstrado aspectos histológicos e histoquímicos de coléteres da família, não se sabe quase nada sobre o processo secretor das células desta glândula. Neste trabalho estudamos dois tipos de coléteres que ocorrem na família: o que produz secreção exclusivamente mucilaginosa e o que produz mucilagem e compostos lipofílicos, sendo analisada em duas espécies para cada tipo de coléter. A epiderme secretora dos coléteres de Allamanda schottii e Blepharodon bicuspidatum apresenta grande quantidade de dictiossomos e retículo endoplasmático, um vacuoma disperso composto por pequenos vacúolos com material osmiofílico fibrilar, leucoplastos com grande quantidade de amido e poucos tilacóides, além de mitocôndrias grandes. O modo de liberação da secreção é granulócrino e o exsudato atravessa a cutícula sem rompê-la por meio de projeções de pectina que alcançam a superfície. As células secretoras dos coléteres de Mandevilla splendens e Peplonia axillaris possuem ultraestrutura e secreção e completamente distintos dos de Allamanda schotti e B. bicuspidatum. Observam-se plastídeos e mitocôndrias, além de uma profusão de dictiossomos e de suas vesículas em associação ao retículo endoplasmático rugoso próximo à membrana plasmática. A secreção é principalmente observada nas cisternas e vesículas da face trans dos dictiossomos, indicando a produção de grande quantidade de mucilagem. O mecanismo de liberação da secreção também é granulócrino, mas a secreção é temporariamente acumulada em um amplo espaço periplasmático, antes de atravessar a parede celular e a cutícula. Dois padrões distintos de produção e liberação da secreção foram encontrados nos coléteres de Apocynaceae que estão relacionados à composição da secreção e não ao grupo ao qual as espécies analisadas pertencem. Embora os coléteres na família sejam histologicamente semelhantes, o presente trabalho demonstra uma variabilidade metabólica e subcelular até então desconhecida para o grupo

Apocynaceae presents the flowers with the highest degree of synorganization among the eudicots and highly elaborated pollination mechanisms associated with the high diversity of glands. The osmophore stands out as responsible to produce a floral scent which attracts pollinators and, despite its fundamental relevance for pollination, its structure and mechanism of production and release of the perfume is essentially unknown in Apocynaceae. This present work aims to characterize morphologically and ultrastructurally the osmophores of Apocynaceae, besides chemically identifying the compounds that constitute the floral scent. Species from two subfamilies were selected to describe the diversity of osmophores and types of scent in the family. The osmophores were firstly located histochemically and, later, this region was processed for transmission electron microscopy. Micromorphological analysis was performed by scanning electron microscopy, and the identification of volatile oils made by GC-MS. Osmophores are located on the adaxial surface of the free portion of the petals. They varied in the shape of epidermal cells, striation of the cuticle and presence of trichomes. This gland is mostly formed by secretory epidermis and parenchyma, except in Plumeria, where the osmophores are exclusively epidermal. The secretory cells presented thick walls in the Asclepiadoideae and secretion produced by plastids and SER in all species. Several vesicles perform the intercellular transport of secretion, as well as its release to the environment. However, Plumeria and Ditassa transfer the secretion produced to the vacuole before releasing it, and Tabernaemontana has a mixed release process. The composition of the scent varied among species, with great production of hydrocarbons, alcohols, ketones or monoterpenes depending on the species. Apocynaceae presents a high morphological and metabolic diversity in the osmophores which cannot be correlated with their morphology, subcellular organization, period of secretion release or pollination syndrome. This is the first comprehensive structural study of osmophores in this family that points out to very distinct evolutionary processes that may be related to multiple emergences in the phylogeny and speciesspecific associations with pollinators / Apocynaceae apresenta as flores com o maior grau de sinorganização das eudicotiledôneas e mecanismos de polinização altamente elaborados associados à mais alta diversidade de glândulas. O osmóforo destaca-se como responsável pela produção do perfume floral para atração dos polinizadores e, a despeito de sua importância fundamental para a polinização, a sua estrutura e mecanismo de produção e liberação do perfume é praticamente desconhecido nas Apocynaceae. O presente trabalho tem o propósito de caracterizar morfológica e ultraestruturalmente os osmóforos de Apocynaceae, além de identificar quimicamente os compostos que constituem o perfume floral. Espécies de duas subfamílias foram selecionadas, visando descrever a diversidade de osmóforos e tipos de perfume na família. Primeiramente, os osmóforos foram localizados histoquimicamente e, posteriormente, essa região foi processada para microscopia eletrônica de transmissão. Análise micromorfológica foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. Análise micromorfológica foi realizada através de microscopia eletrônica de varredura e a identificação dos óleos voláteis, através de GC/MS. Os osmóforos estão localizados na superfície adaxial da porção livre das pétalas. Eles variaram quanto ao formato das células epidérmicas, ornamentação da cutícula e presença de tricomas. Esta glândula é, em sua maioria, formada por epiderme e parênquima secretores, exceto em Plumeria, onde os osmóforos são exclusivamente epidérmicos. As células secretoras apresentaram paredes espessas nas Asclepiadoideae e secreção produzida pelos plastídeos e REL em todas as espécies. Diversas vesículas realizam o transporte intercelular da secreção, assim como a sua liberação para o meio externo. Contudo, Plumeria e Ditassa transferem a secreção produzida para o vacúolo antes de liberá-la e Tabernaemontana possui processo de liberação misto. A composição do perfume variou entre as espécies, havendo grande produção de hidrocarbonetos, alcoóis, cetonas ou monoterpenos dependendo da espécie. Apocynaceae apresenta uma alta diversidade morfológica e metabólica em seus osmóforos que não pode ser correlacionada à morfologia, organização subcelular, período de liberação da secreção ou síndrome de polinização. Esse é o primeiro estudo estrutural abrangente sobre osmóforos na família e aponta para processos evolutivos muito distintos que podem estar relacionados a múltiplos surgimentos na filogenia e associações espécie-específicas com os polinizadores