Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, podendo ser encontrada desde o estado do Espírito Santo até o Rio Grande do Sul. A espécie é perene, diplóide e autocompatível. Suas populações naturais estão sendo rapidamente reduzidas por dois motivos principais: pela ação antrópica, que modifica seu habitat natural, e pela coleta predatória e ilegal de plantas da natureza. Os processos que formaram a extraordinária diversidade de espécies nas regiões Neotropicais ainda são pouco conhecidos. A Mata Atlântica tem sido considerada um dos maiores centros de biodiversidade, o que torna a sua conservação prioritária. A variabilidade intra-específica tem sido aceita como foco para a conservação. Além disto, a fertilidade das plantas tem grande importância conservacionista, sendo a viabilidade do pólen (qualidade do pólen) um importante componente do sucesso reprodutivo. Com o objetivo de estudar a diversidade genética em Vriesea gigantea, 11 marcadores de microssatélites foram desenvolvidos e os resultados publicados conjuntamente com aqueles obtidos para outros quatro loci caracterizados para uma espécie próxima, Alcantarea imperialis (Capítulo 2). Treze novos pares de primers de microssatélites nucleares foram testados em 22 espécies de bromélias, indicando que estes marcadores serão úteis em inúmeros estudos com outras espécies desta mesma família. Os marcadores nucleares de microssatélites foram utilizados para estudar os padrões de diversidade genética de Vriesea gigantea ao longo de toda a distribuição geográfica da espécie, em 429 indivíduos, amostrados em 13 populações (Capítulo 3). Os resultados indicaram uma tendência latitudinal de diminuição da diversidade genética do Norte para o Sul, consistente com o padrão histórico de expansão da Floresta Atlântica. A expansão da espécie parece ter sido impedida pela diminuição do fluxo gênico nas populações marginais. Além disso, a história evolutiva das populações marginais difere muito. O centro de diversidade genética para V. gigantea (São Paulo e Rio de Janeiro) coincidiu com o centro de diversidade e centro de endemismo de muitas espécies de animais e plantas da mata Atlântica. A correlação entre a diversidade genética de V. gigantea e a de espécies do gênero Vriesea indicou que ambas foram moldadas pelas mesmas forças históricas: alterações climáticas do Pleistoceno. As análises de distância genética revelaram três grupos geograficamente separados e as análises bayesianas revelaram a presença de outros dois grupos, referentes às populações marginais, os quais são de grande importância para estabelecer estratégias de conservação da espécie. Complementando as análises do genoma nuclear, foram seqüenciadas 21 regiões do genoma de cloroplasto, produzindo um total de cinco regiões plastidiais polimórficas (quatro microssatélites e um SNP – Single Nucleotide Polymorphism). As regiões de microssatélites de cloroplastos polimórficas foram isoladas pela primeira vez em Bromeliaceae. Os cinco marcadores plastidiais foram examinados em 192 indivíduos de 13 populações, com objetivo de inferir a história filogeográfica da espécie (Capítulo 4). Os principais resultados indicaram uma forte estrutura filogeográfica e um reduzido fluxo gênico entre as populações de V. gigantea. A razão de 3,3 indicou assimetria entre o fluxo de pólen e sementes, sendo o fluxo gênico via semente menos eficaz do que via pólen, resultando em uma maior estruturação do genoma do cloroplasto do que do genoma nuclear (microssatélites nucleares). A rede de haplótipos revelou dois grupos filogeográficos distintos: Norte e Centro-Sul. A análise da distribuição de mismatch mostrou que populações da região Norte são mais estáveis e devem ter tido um crescimento ancestral (antigas), enquanto que as populações da porção Centro-sul estão em expansão (jovens). No Capítulo 5, a fertilidade de plantas das populações do sul foi analisada através do número cromossômico, comportamento meiótico e viabilidade do pólen. A maioria das células-mãe-de-pólen apresentou comportamento meiótico regular, o que está de acordo com a alta viabilidade dos grãos de pólen (84 - 98%) registrada para todas as populações investigadas. Estes resultados indicaram que as plantas das populações analisadas são potencialmente férteis. Apesar da alta viabilidade dos grãos de pólen observada, foram constatadas diferenças significantes entre populações. / V. gigantea is a diploid, perennial and self-compatible bromeliad species endemic to Atlantic Rainforest of southeastern and southern Brazil. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and illegal collection. The processes that have shaped the extraordinary species diversity in Neotropical rainforests are poorly understood, and knowledge about patterns of genetic diversity across species’ ranges is scarce. Brazilian Atlantic Rainforest has been considered one of the major biodiversity hotspots for conservation. Intraspecific variation has increasingly been accepted as a focus for conservation. Another issue also of conservation meaning is plant fertility. The quality of pollen produced by a plant is an important component of reproductive success. In order to start studying genetic diversity in Vriesea gigantea a set of 11 nuclear microsatellite markers were developed, and the results published together with four loci characterized for a closed-related species, Alcantharea imperialis (Chapter 2). These fifteen new nuclear microsatellite pair primers were tested in 22 bromeliads species indicating that these markers will be useful in numerous other taxa. Using nuclear microsatellite markers patterns of genetic diversity on V. gigantea were studied all across its geographic distribution in Atlantic Rainforest in a large sampling of 429 plants from 13 populations (Chapter 3). The main results indicated latitudinal trend of decreasing diversity from North to South away from the equator, consistent with historical range expansion from the Northern half of the present distribution range. Further species expansion appears to be impeded by lack of gene flow at the current range margins, and the nature of range limits differs greatly between North and South. The center of genetic diversity for V. gigantea (São Paulo and Rio de Janeiro) coincided with centers of species diversity and endemism for most animals and plants of the Atlantic Rainforest. Significant correlation between genetic diversity in V. gigantea and species diversity in the Vriesea genus suggested that both were shaped by the same historical forces: climatic changes of the Pleistocene. Distance-based genetic analysis revealed three geographically defined clusters, and a Bayesian analysis revealed two additional genetic clusters of conservation relevance. To obtain a more ancient scenario, 21 chloroplast regions were sequenced and screened producing a total of five polymorphic plastid regions (four microsatellites and one SNP - Single Nucleotide Polymorphism). Polymorphic chloroplast microsatellites markers were isolated for Bromeliaceae for the first time. The five cpDNA markers were examined in 192 individuals from 13 populations to infer the phylogeographical history of the species (Chapter 4). The key results indicated a strong phylogeographic structure and a reduced gene flow among populations of Vriesea gigantea. A ratio of 3.3 indicated an asymmetry between pollen and seed flow, being gene flow via seed less efficient than via pollen, resulting in a stronger genetic structure for chloroplast genome than nuclear genome (inferred by nuclear SSR). Haplotype network revealed two major phylogeographic groups: Northern and Central- Southern. Mismatch distribution analysis showed that populations from the Northern region are stable and should have an ancestral growth (“older”), while the populations from Central-Southern region are in expansion range (“younger”). In Chapter 5, the plant fertility of southern populations was analyzed by assessing: chromosome number, meiotic behavior, and pollen viability. Most of pollen mother cells showed a regular meiotic behavior. In accordance, high pollen viability (84-98%) was recorded for all investigated populations. These results indicated that plants from all populations analyzed are fertile. Despite the overall high pollen viability, significant differences were detected among populations.

Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, podendo ser encontrada desde o estado do Espírito Santo até o Rio Grande do Sul. A espécie é perene, diplóide e autocompatível. Suas populações naturais estão sendo rapidamente reduzidas por dois motivos principais: pela ação antrópica, que modifica seu habitat natural, e pela coleta predatória e ilegal de plantas da natureza. Os processos que formaram a extraordinária diversidade de espécies nas regiões Neotropicais ainda são pouco conhecidos. A Mata Atlântica tem sido considerada um dos maiores centros de biodiversidade, o que torna a sua conservação prioritária. A variabilidade intra-específica tem sido aceita como foco para a conservação. Além disto, a fertilidade das plantas tem grande importância conservacionista, sendo a viabilidade do pólen (qualidade do pólen) um importante componente do sucesso reprodutivo. Com o objetivo de estudar a diversidade genética em Vriesea gigantea, 11 marcadores de microssatélites foram desenvolvidos e os resultados publicados conjuntamente com aqueles obtidos para outros quatro loci caracterizados para uma espécie próxima, Alcantarea imperialis (Capítulo 2). Treze novos pares de primers de microssatélites nucleares foram testados em 22 espécies de bromélias, indicando que estes marcadores serão úteis em inúmeros estudos com outras espécies desta mesma família. Os marcadores nucleares de microssatélites foram utilizados para estudar os padrões de diversidade genética de Vriesea gigantea ao longo de toda a distribuição geográfica da espécie, em 429 indivíduos, amostrados em 13 populações (Capítulo 3). Os resultados indicaram uma tendência latitudinal de diminuição da diversidade genética do Norte para o Sul, consistente com o padrão histórico de expansão da Floresta Atlântica. A expansão da espécie parece ter sido impedida pela diminuição do fluxo gênico nas populações marginais. Além disso, a história evolutiva das populações marginais difere muito. O centro de diversidade genética para V. gigantea (São Paulo e Rio de Janeiro) coincidiu com o centro de diversidade e centro de endemismo de muitas espécies de animais e plantas da mata Atlântica. A correlação entre a diversidade genética de V. gigantea e a de espécies do gênero Vriesea indicou que ambas foram moldadas pelas mesmas forças históricas: alterações climáticas do Pleistoceno. As análises de distância genética revelaram três grupos geograficamente separados e as análises bayesianas revelaram a presença de outros dois grupos, referentes às populações marginais, os quais são de grande importância para estabelecer estratégias de conservação da espécie. Complementando as análises do genoma nuclear, foram seqüenciadas 21 regiões do genoma de cloroplasto, produzindo um total de cinco regiões plastidiais polimórficas (quatro microssatélites e um SNP – Single Nucleotide Polymorphism). As regiões de microssatélites de cloroplastos polimórficas foram isoladas pela primeira vez em Bromeliaceae. Os cinco marcadores plastidiais foram examinados em 192 indivíduos de 13 populações, com objetivo de inferir a história filogeográfica da espécie (Capítulo 4). Os principais resultados indicaram uma forte estrutura filogeográfica e um reduzido fluxo gênico entre as populações de V. gigantea. A razão de 3,3 indicou assimetria entre o fluxo de pólen e sementes, sendo o fluxo gênico via semente menos eficaz do que via pólen, resultando em uma maior estruturação do genoma do cloroplasto do que do genoma nuclear (microssatélites nucleares). A rede de haplótipos revelou dois grupos filogeográficos distintos: Norte e Centro-Sul. A análise da distribuição de mismatch mostrou que populações da região Norte são mais estáveis e devem ter tido um crescimento ancestral (antigas), enquanto que as populações da porção Centro-sul estão em expansão (jovens). No Capítulo 5, a fertilidade de plantas das populações do sul foi analisada através do número cromossômico, comportamento meiótico e viabilidade do pólen. A maioria das células-mãe-de-pólen apresentou comportamento meiótico regular, o que está de acordo com a alta viabilidade dos grãos de pólen (84 - 98%) registrada para todas as populações investigadas. Estes resultados indicaram que as plantas das populações analisadas são potencialmente férteis. Apesar da alta viabilidade dos grãos de pólen observada, foram constatadas diferenças significantes entre populações. / V. gigantea is a diploid, perennial and self-compatible bromeliad species endemic to Atlantic Rainforest of southeastern and southern Brazil. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and illegal collection. The processes that have shaped the extraordinary species diversity in Neotropical rainforests are poorly understood, and knowledge about patterns of genetic diversity across species’ ranges is scarce. Brazilian Atlantic Rainforest has been considered one of the major biodiversity hotspots for conservation. Intraspecific variation has increasingly been accepted as a focus for conservation. Another issue also of conservation meaning is plant fertility. The quality of pollen produced by a plant is an important component of reproductive success. In order to start studying genetic diversity in Vriesea gigantea a set of 11 nuclear microsatellite markers were developed, and the results published together with four loci characterized for a closed-related species, Alcantharea imperialis (Chapter 2). These fifteen new nuclear microsatellite pair primers were tested in 22 bromeliads species indicating that these markers will be useful in numerous other taxa. Using nuclear microsatellite markers patterns of genetic diversity on V. gigantea were studied all across its geographic distribution in Atlantic Rainforest in a large sampling of 429 plants from 13 populations (Chapter 3). The main results indicated latitudinal trend of decreasing diversity from North to South away from the equator, consistent with historical range expansion from the Northern half of the present distribution range. Further species expansion appears to be impeded by lack of gene flow at the current range margins, and the nature of range limits differs greatly between North and South. The center of genetic diversity for V. gigantea (São Paulo and Rio de Janeiro) coincided with centers of species diversity and endemism for most animals and plants of the Atlantic Rainforest. Significant correlation between genetic diversity in V. gigantea and species diversity in the Vriesea genus suggested that both were shaped by the same historical forces: climatic changes of the Pleistocene. Distance-based genetic analysis revealed three geographically defined clusters, and a Bayesian analysis revealed two additional genetic clusters of conservation relevance. To obtain a more ancient scenario, 21 chloroplast regions were sequenced and screened producing a total of five polymorphic plastid regions (four microsatellites and one SNP - Single Nucleotide Polymorphism). Polymorphic chloroplast microsatellites markers were isolated for Bromeliaceae for the first time. The five cpDNA markers were examined in 192 individuals from 13 populations to infer the phylogeographical history of the species (Chapter 4). The key results indicated a strong phylogeographic structure and a reduced gene flow among populations of Vriesea gigantea. A ratio of 3.3 indicated an asymmetry between pollen and seed flow, being gene flow via seed less efficient than via pollen, resulting in a stronger genetic structure for chloroplast genome than nuclear genome (inferred by nuclear SSR). Haplotype network revealed two major phylogeographic groups: Northern and Central- Southern. Mismatch distribution analysis showed that populations from the Northern region are stable and should have an ancestral growth (“older”), while the populations from Central-Southern region are in expansion range (“younger”). In Chapter 5, the plant fertility of southern populations was analyzed by assessing: chromosome number, meiotic behavior, and pollen viability. Most of pollen mother cells showed a regular meiotic behavior. In accordance, high pollen viability (84-98%) was recorded for all investigated populations. These results indicated that plants from all populations analyzed are fertile. Despite the overall high pollen viability, significant differences were detected among populations.

Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, podendo ser encontrada desde o estado do Espírito Santo até o Rio Grande do Sul. A espécie é perene, diplóide e autocompatível. Suas populações naturais estão sendo rapidamente reduzidas por dois motivos principais: pela ação antrópica, que modifica seu habitat natural, e pela coleta predatória e ilegal de plantas da natureza. Os processos que formaram a extraordinária diversidade de espécies nas regiões Neotropicais ainda são pouco conhecidos. A Mata Atlântica tem sido considerada um dos maiores centros de biodiversidade, o que torna a sua conservação prioritária. A variabilidade intra-específica tem sido aceita como foco para a conservação. Além disto, a fertilidade das plantas tem grande importância conservacionista, sendo a viabilidade do pólen (qualidade do pólen) um importante componente do sucesso reprodutivo. Com o objetivo de estudar a diversidade genética em Vriesea gigantea, 11 marcadores de microssatélites foram desenvolvidos e os resultados publicados conjuntamente com aqueles obtidos para outros quatro loci caracterizados para uma espécie próxima, Alcantarea imperialis (Capítulo 2). Treze novos pares de primers de microssatélites nucleares foram testados em 22 espécies de bromélias, indicando que estes marcadores serão úteis em inúmeros estudos com outras espécies desta mesma família. Os marcadores nucleares de microssatélites foram utilizados para estudar os padrões de diversidade genética de Vriesea gigantea ao longo de toda a distribuição geográfica da espécie, em 429 indivíduos, amostrados em 13 populações (Capítulo 3). Os resultados indicaram uma tendência latitudinal de diminuição da diversidade genética do Norte para o Sul, consistente com o padrão histórico de expansão da Floresta Atlântica. A expansão da espécie parece ter sido impedida pela diminuição do fluxo gênico nas populações marginais. Além disso, a história evolutiva das populações marginais difere muito. O centro de diversidade genética para V. gigantea (São Paulo e Rio de Janeiro) coincidiu com o centro de diversidade e centro de endemismo de muitas espécies de animais e plantas da mata Atlântica. A correlação entre a diversidade genética de V. gigantea e a de espécies do gênero Vriesea indicou que ambas foram moldadas pelas mesmas forças históricas: alterações climáticas do Pleistoceno. As análises de distância genética revelaram três grupos geograficamente separados e as análises bayesianas revelaram a presença de outros dois grupos, referentes às populações marginais, os quais são de grande importância para estabelecer estratégias de conservação da espécie. Complementando as análises do genoma nuclear, foram seqüenciadas 21 regiões do genoma de cloroplasto, produzindo um total de cinco regiões plastidiais polimórficas (quatro microssatélites e um SNP – Single Nucleotide Polymorphism). As regiões de microssatélites de cloroplastos polimórficas foram isoladas pela primeira vez em Bromeliaceae. Os cinco marcadores plastidiais foram examinados em 192 indivíduos de 13 populações, com objetivo de inferir a história filogeográfica da espécie (Capítulo 4). Os principais resultados indicaram uma forte estrutura filogeográfica e um reduzido fluxo gênico entre as populações de V. gigantea. A razão de 3,3 indicou assimetria entre o fluxo de pólen e sementes, sendo o fluxo gênico via semente menos eficaz do que via pólen, resultando em uma maior estruturação do genoma do cloroplasto do que do genoma nuclear (microssatélites nucleares). A rede de haplótipos revelou dois grupos filogeográficos distintos: Norte e Centro-Sul. A análise da distribuição de mismatch mostrou que populações da região Norte são mais estáveis e devem ter tido um crescimento ancestral (antigas), enquanto que as populações da porção Centro-sul estão em expansão (jovens). No Capítulo 5, a fertilidade de plantas das populações do sul foi analisada através do número cromossômico, comportamento meiótico e viabilidade do pólen. A maioria das células-mãe-de-pólen apresentou comportamento meiótico regular, o que está de acordo com a alta viabilidade dos grãos de pólen (84 - 98%) registrada para todas as populações investigadas. Estes resultados indicaram que as plantas das populações analisadas são potencialmente férteis. Apesar da alta viabilidade dos grãos de pólen observada, foram constatadas diferenças significantes entre populações. / V. gigantea is a diploid, perennial and self-compatible bromeliad species endemic to Atlantic Rainforest of southeastern and southern Brazil. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and illegal collection. The processes that have shaped the extraordinary species diversity in Neotropical rainforests are poorly understood, and knowledge about patterns of genetic diversity across species’ ranges is scarce. Brazilian Atlantic Rainforest has been considered one of the major biodiversity hotspots for conservation. Intraspecific variation has increasingly been accepted as a focus for conservation. Another issue also of conservation meaning is plant fertility. The quality of pollen produced by a plant is an important component of reproductive success. In order to start studying genetic diversity in Vriesea gigantea a set of 11 nuclear microsatellite markers were developed, and the results published together with four loci characterized for a closed-related species, Alcantharea imperialis (Chapter 2). These fifteen new nuclear microsatellite pair primers were tested in 22 bromeliads species indicating that these markers will be useful in numerous other taxa. Using nuclear microsatellite markers patterns of genetic diversity on V. gigantea were studied all across its geographic distribution in Atlantic Rainforest in a large sampling of 429 plants from 13 populations (Chapter 3). The main results indicated latitudinal trend of decreasing diversity from North to South away from the equator, consistent with historical range expansion from the Northern half of the present distribution range. Further species expansion appears to be impeded by lack of gene flow at the current range margins, and the nature of range limits differs greatly between North and South. The center of genetic diversity for V. gigantea (São Paulo and Rio de Janeiro) coincided with centers of species diversity and endemism for most animals and plants of the Atlantic Rainforest. Significant correlation between genetic diversity in V. gigantea and species diversity in the Vriesea genus suggested that both were shaped by the same historical forces: climatic changes of the Pleistocene. Distance-based genetic analysis revealed three geographically defined clusters, and a Bayesian analysis revealed two additional genetic clusters of conservation relevance. To obtain a more ancient scenario, 21 chloroplast regions were sequenced and screened producing a total of five polymorphic plastid regions (four microsatellites and one SNP - Single Nucleotide Polymorphism). Polymorphic chloroplast microsatellites markers were isolated for Bromeliaceae for the first time. The five cpDNA markers were examined in 192 individuals from 13 populations to infer the phylogeographical history of the species (Chapter 4). The key results indicated a strong phylogeographic structure and a reduced gene flow among populations of Vriesea gigantea. A ratio of 3.3 indicated an asymmetry between pollen and seed flow, being gene flow via seed less efficient than via pollen, resulting in a stronger genetic structure for chloroplast genome than nuclear genome (inferred by nuclear SSR). Haplotype network revealed two major phylogeographic groups: Northern and Central- Southern. Mismatch distribution analysis showed that populations from the Northern region are stable and should have an ancestral growth (“older”), while the populations from Central-Southern region are in expansion range (“younger”). In Chapter 5, the plant fertility of southern populations was analyzed by assessing: chromosome number, meiotic behavior, and pollen viability. Most of pollen mother cells showed a regular meiotic behavior. In accordance, high pollen viability (84-98%) was recorded for all investigated populations. These results indicated that plants from all populations analyzed are fertile. Despite the overall high pollen viability, significant differences were detected among populations.

Made available in DSpace on 2018-08-02T00:16:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_4392_Dissertação Kamila Pessotti.pdf: 3078873 bytes, checksum: 0282dadc959b26ba04b7e01f9f63662b (MD5) Previous issue date: 2009-02-20 / RESUMO As técnicas de propagação in vitro permitem a obtenção de grandes quantidades de mudas uniformes, de alta qualidade fisiológica e fitossanitária. Com isso, pode-se promover a multiplicação rápida e geneticamente confiável, bem como a preservação de espécies ameaçadas de extinção. O objetivo do presente trabalho foi estabelecer um protocolo para a propagação e conservação in vitro e ex situ de Vriesea sucrei, visando à implantação de um banco de germoplasma dessa Bromeliaceae ameaçada de extinção. Sementes de V. sucrei foram inoculadas em meios de cultura e substratos in vitro. Foram testados sete diferentes meios de germinação: MS líquido, MS gelificado, K líquido, K gelificado, Areia lavada, fibra de coco e controle (água destilada). O índice de velocidade de germinação (IVG), porcentagem de germinação e de sobrevivência foram calculados. Também foram realizadas medidas de crescimento inicial como altura e número de folhas das plântulas germinadas. Plântulas provenientes da germinação in vitro foram submetidas aos tratamentos de conservação, que consistiram de uma combinação fatorial (2x3x2x2) das seguintes variáveis fisiológicas: formulação do meio de cultura (MS e K), concentração de macro e micronutrientes do meio de cultura (1, ½ e ¼), estado físico do meio de cultura (gelificado e líquido) e temperatura de incubação (15°C e 25°C). Após 120 dias em cultura, foram real izadas medidas de porcentagem de sobrevivência, incremento em altura, número de folhas, número de raízes, comprimento da maior raiz, teores de clorofila e análise anatômica do limbo. Plântulas de V. sucrei com seis meses de idade, obtidas por meio da germinação in vitro, foram utilizadas como explantes para a indução de brotações laterais. Os tratamentos de indução de brotações laterais consistiram de uma combinação fatorial (2x2x4) de dois meios de cultura (MS e K), dois estados físicos do meio (gelificado e liquido) e quatro combinações de auxinas (AIA e ANA), citocininas (cinetina e BAP), e uma amina (adenina) em diferentes proporções. A eficiência da multiplicação das brotações laterais foi calculada pela porcentagem de plântulas que geraram brotações laterais em cada tratamento e número médio de brotações produzidas por plântula. A germinação in vitro de sementes de V. sucrei nos tratamentos MS líquido, K líquido, areia e controle se mostram igualmente efetivos, apresentando altas taxas de germinação, sobrevivência e IVG. Os tratamentos contendo meio nutritivo (MS líquido e K líquido) seriam os mais indicados para a obtenção de plantas com crescimento inicial mais vigoroso em altura e número de folhas. O crescimento naturalmente lento da espécie V. sucrei favoreceu sua conservação em bancos de germoplasma in vitro. A baixa temperatura de 15°C foi o fator determinante para a redução do crescimento in vitro, sem, contudo, comprometer a sobrevivência das plantas. O tratamento ½ MS liquido a 15°C apresentou alta porcentagem de sobrevivência, plantas com crescimento reduzido, altos teores de clorofila e estrutura anatômica sem anormalidades. Com base nestes resultados, podemos sugerir que esse tratamento seja o mais indicado para a implantação de bancos de germoplasma in vitro de V. sucrei. Quanto ao experimento de indução de brotações laterais, o tratamento MS liquido suplementado com 0,5mg/L de ANA e 2mg/L de BAP promoveu maior porcentagem de plantas com brotações laterais (80%) e maior número de brotações laterais/planta (2,3). No entanto, todos os tratamentos testados geraram um número baixo de brotações laterais/planta.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:59:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanessa Koza Kowalski.pdf: 7473163 bytes, checksum: e334f61830fc0aaa07f65c69c01b13fd (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Bromeliaceae Juss. is essentially neotropical, represented by 58 genera and about 3.172 species, being Brazil its largest center of diversity, with 42 genera, 17 are endemics, and 1.200 species, occurring in all biomes, with the highest species richness locates on the coast east, the Atlantic Forest. Evolutionary aspects as the capture and storage of water by leaves arranged in a rosette, forming a tank, and the absorption of water and nutrients through the trichomes, possible life in extreme environments and diverse, contributing to the wide distribution of this family, and generate conditions necessary for the survival of many organisms from their leaves. The family is subdivided into eight subfamilies: Brocchinioideae Givinish, Lindmanioideae Givinish, Tillandsioideae (Dumortier) Harms, Hechtioideae Givinish, Navioideae Hams, Pitcairnioideae (Meisner) Harms, Puyoideae Givinish and Bromelioideae. Vriesea Lindl. belongs to the Tillandsioideae, with 261 species, distributed predominantly in South America. The genus has groups of species, difficult delimitation among them, the complex Vriesea platynema Gaudich. with 41 species. This occurs from Central America to Argentina, with a strong polymorphism, leading the erroneous identification of taxa. Based on material in vivo and herbarium collections, a taxonomic study was conducted in the state of Paraná. Three taxa were recognized: Vriesea platynema Gaudich. var. platynema, widely distributed taxon classified as not threatened (LC) according to the criteria established by IUCN, Vriesea platynema var. variegata (Guillon) Reitz, endemic to the Paraná and classified as Endangered (EN), by its reduced extent of occurrence, and Vriesea tijucana E. Pereira, as endangered (EN), being restricted to FOD, present few points of occurrence, which are located in protected areas or in urban development. Descriptions, comments, key identification, geographical distribution, conservation status and illustrations are presented. In parallel, an anatomical study of the vegetative organs was performed, where we tried to identify anatomical features with taxonomic value, and check the adaptations to the habitat of each taxon. The three taxa analyzed have absorptive and grampiformes roots, tank well developed and specialized trichomes, mainly C3 metabolism and the epiphytic habit. / Bromeliaceae é essencialmente neotropical, atualmente com 58 gêneros e aproximadamente 3.172 espécies, sendo o Brasil, seu maior centro de diversidade, com aproximadamente 43 gêneros (17 endêmicos) e 1.200 espécies ocorrendo em todos os biomas, sendo a maior riqueza específica, localizada na costa leste, na Floresta Atlântica. Aspectos evolutivos como a captação e o armazenamento de água pelas folhas dispostas em roseta, formando um tanque, e a absorção de água e nutrientes através dos tricomas, possibilitaram a vida em ambientes diversos e extremos, contribuindo para a ampla distribuição desta família, além de gerar condições necessárias para a sobrevivência de muitos organismos entre suas folhas. A família está subdividida em oito subfamílias: Brocchinioideae Givinish, Lindmanioideae Givinish, Tillandsioideae (Dumortier) Harms, Hechtioideae Givinish, Navioideae Hams, Pitcairnioideae (Meisner) Harms, Puyoideae Givinish e Bromelioideae. O gênero Vriesea Lindl. pertence a subfamília Tillandsioideae, com 261 espécies, distribuídas predominantemente na América do Sul. Este gênero possui grupos de espécies, de difícil delimitação, entre eles, o complexo Vriesea platynema Gaudich. com 41 espécies. Este, ocorre desde a América Central até a Argentina, com um acentuado polimorfismo, propiciando a identificação errônea dos táxons. Baseado em material in vivo e em coleções de herbários, um estudo taxonômico foi realizado no Estado do Paraná. Foram reconhecidos três táxons: Vriesea platynema Gaudich. var. platynema, táxon amplamente distribuído classificado como não ameaçado (LC) de acordo com os critérios estabelecidos pelo IUCN, Vriesea platynema var. variegata (Guillon) Reitz, endêmica para o Paraná e classificada em perigo (EN), devido a extensão de ocorrência reduzida, e Vriesea tijucana E. Pereira, enquadrada como em perigo (EN), por ser restrita a Floresta Ombrofila Densa em terras baixas e apresentar poucos pontos de ocorrência, sendo estes localizados em áreas de proteção ambiental ou áreas urbanas em desenvolvimento. Para cada táxon, são apresentadas descrições, comentários, chave de identificação, distribuição geográfica, ilustrações e o status de conservação. Paralelamente, um estudo anatômico dos órgãos vegetativos foi realizado, onde procurou-se identificar características anatômicas com valor taxonômico, além de verificar as adaptações ao hábitat de cada táxon. Os três táxons analisados apresentam raízes absortivas e grampiformes, com tanque bem desenvolvido e tricomas especializados, metabolismo principalmente C3 e hábito epifítico.

As bromeliáceas são plantas ornamentais tropicais com uma grande diversidade de cores e formas que as tornam extremamente apreciadas. Os estudos da biologia floral, associado aos sistemas reprodutivos das espécies vegetais, são de fundamental importância para subsidiar a condução de programas de melhoramento genético e conservação de espécies, além de auxiliar na determinação do grau de compatibilidade entre genótipos e eventuais barreiras reprodutivas. O objetivo da presente tese é estudar aspectos da biologia floral e reprodutiva, conservação dos grãos de pólen, estudos de compostos voláteis em flores e hibridação interespecífica e intergenérica em Bromeliaceae com potencial ornamental. Foi observada grande variabilidade genética entre as espécies estudadas, no que diz respeito à morfologia dos grãos de pólen e estigma. Altas taxas de germinação e viabilidade polínica foram obtidas para as diferentes espécies, e a receptividade do estigma está relacionada com a antese. Essas características associadas têm grande importância para a fertilização e, consequentemente, para a produção de sementes, desta forma são essenciais para a produção de híbridos e conservação de espécies. Para a conservação dos grãos de pólen, o melhor resultado foi obtido com a desidratação prévia por 3 h em sílica e conservação em nitrogênio líquido (-196°C). A partir de flores de treze espécies, foram identificados 71 compostos voláteis, alguns deles com importância na indústria de alimentos, cosméticos, perfumes, indústria química e farmacêutica. Dentre as dezessete espécies estudadas, mais de 50% apresentaram autoincompatibilidade, e algumas apresentaram autogamia, demonstrando que essas espécies apresentam autopolinização espontânea. Agamospermia foi observada em apenas duas espécies. Noventa e cinco combinações entre 17 espécies de Aechmea e Ananas (Bromelioideae) e Alcantarea e Vriesea (Tillandsioideae) foram realizadas. O sucesso nas hibridações corresponde a 33,74%, sendo que 24,96% envolveram as variedades botânicas do gênero Ananas. Entre as hibridações intergenéricas, apenas duas combinações foram obtidas com sucesso: V. michaelii x Al. nahoumii e V. simplex x Al. nahoumii. As possíveis causas da autoincompatibilidade e incongruência nesses cruzamentos estão relacionadas a diferentes eventos no tubo polínico, como: deposição irregular de calose no tubo polínico; enovelamento dos tubos polínicos no estilete; paralisação do crescimento do tubo polínico no estilete, entre outros. Sugere-se que a autoincompatibilidade seja gametofítica, evitando a autofertilização. Estudos mais aprofundados contribuirão para caracterizar as causas e as potenciais medidas para superar a autoincompatibilidade. Os resultados aqui apresentados trazem contribuições importantes para estudos de hibridação em Bromeliaceae, visando à obtenção de novidades para o mercado de plantas ornamentais, bem como contribuições para a caracterização e conservação de espécies dessa importante família / Bromeliads are tropical ornamental plants with a wide variety of colors and shapes that make them widely and extremely appreciated. The study of aspects of the floral biology, associated with the reproductive systems of these species are of fundamental importance for breeding and species conservation programs, assisting in the determination of the degree of compatibility between combination of genotypes, as well as potential reproductive barriers. The aim of this research is to study aspects of floral and reproductive biology, conservation of pollen grains, studies of volatile compounds in flowers and intergeneric and interspecific hybridization in Bromeliaceae with ornamental potential. High genetic variability was observed among the species studied, regarding the morphology of the pollen grains and stigma. High rates of germination and pollen viability were observed for the different species, and stigma receptivity showed the highest at anthesis. These characteristics are of great importance for fertilization and further seed production, thus are essential for the production of hybrids and species conservation. Preservation of pollen grains, showed the best results with a 3 h dehydration pre-treatment in silica and conservation in liquid nitrogen (-196°C). A large number of volatile compounds, totally 71, were identified from flowers of thirteen species. Some of these compounds have already been shown to be important in the food industry, cosmetics, perfumes, chemical and pharmaceutical industry. Among the seventeen species, more than 50% presented selfincompatibility and some species presented autogamy, demonstrating that these species present spontaneous self-pollination. Agamospermy was observed in only two species. Ninety-five combinations among 17 species of Aechmea and Ananas (Bromelioideae) and Alcantarea and Vriesea (Tillandsioideae) were performed, with a 33.74% rate of success, with 24.96% involving the botanical varieties of Ananas. Only two, among the intergeneric combinations, were successful, V. michaelii x Al nahoumii and V. simplex x Al nahoumii. Possible causes of self-incompatibility and incongruity in these combinations were related to different events during pollen tube growth, such as the irregular deposition of callose in pollen tubes; entangled pollen tubes in the style; arrest of pollen tube growth in the style, among others. We suggest that the self-incompatibility is gametophytic, preventing selffertilization. Further studies will help to characterize the causes and potential measures to overcome self-incompatibility. The results provide important contributions to studies of hybridization in bromeliads, aiming to produce new hybrids for the ornamental plants market, as well as contributions to the characterization and conservation of this important family of plants

As bromeliáceas são plantas ornamentais tropicais com uma grande diversidade de cores e formas que as tornam extremamente apreciadas. Os estudos da biologia floral, associado aos sistemas reprodutivos das espécies vegetais, são de fundamental importância para subsidiar a condução de programas de melhoramento genético e conservação de espécies, além de auxiliar na determinação do grau de compatibilidade entre genótipos e eventuais barreiras reprodutivas. O objetivo da presente tese é estudar aspectos da biologia floral e reprodutiva, conservação dos grãos de pólen, estudos de compostos voláteis em flores e hibridação interespecífica e intergenérica em Bromeliaceae com potencial ornamental. Foi observada grande variabilidade genética entre as espécies estudadas, no que diz respeito à morfologia dos grãos de pólen e estigma. Altas taxas de germinação e viabilidade polínica foram obtidas para as diferentes espécies, e a receptividade do estigma está relacionada com a antese. Essas características associadas têm grande importância para a fertilização e, consequentemente, para a produção de sementes, desta forma são essenciais para a produção de híbridos e conservação de espécies. Para a conservação dos grãos de pólen, o melhor resultado foi obtido com a desidratação prévia por 3 h em sílica e conservação em nitrogênio líquido (-196°C). A partir de flores de treze espécies, foram identificados 71 compostos voláteis, alguns deles com importância na indústria de alimentos, cosméticos, perfumes, indústria química e farmacêutica. Dentre as dezessete espécies estudadas, mais de 50% apresentaram autoincompatibilidade, e algumas apresentaram autogamia, demonstrando que essas espécies apresentam autopolinização espontânea. Agamospermia foi observada em apenas duas espécies. Noventa e cinco combinações entre 17 espécies de Aechmea e Ananas (Bromelioideae) e Alcantarea e Vriesea (Tillandsioideae) foram realizadas. O sucesso nas hibridações corresponde a 33,74%, sendo que 24,96% envolveram as variedades botânicas do gênero Ananas. Entre as hibridações intergenéricas, apenas duas combinações foram obtidas com sucesso: V. michaelii x Al. nahoumii e V. simplex x Al. nahoumii. As possíveis causas da autoincompatibilidade e incongruência nesses cruzamentos estão relacionadas a diferentes eventos no tubo polínico, como: deposição irregular de calose no tubo polínico; enovelamento dos tubos polínicos no estilete; paralisação do crescimento do tubo polínico no estilete, entre outros. Sugere-se que a autoincompatibilidade seja gametofítica, evitando a autofertilização. Estudos mais aprofundados contribuirão para caracterizar as causas e as potenciais medidas para superar a autoincompatibilidade. Os resultados aqui apresentados trazem contribuições importantes para estudos de hibridação em Bromeliaceae, visando à obtenção de novidades para o mercado de plantas ornamentais, bem como contribuições para a caracterização e conservação de espécies dessa importante família / Bromeliads are tropical ornamental plants with a wide variety of colors and shapes that make them widely and extremely appreciated. The study of aspects of the floral biology, associated with the reproductive systems of these species are of fundamental importance for breeding and species conservation programs, assisting in the determination of the degree of compatibility between combination of genotypes, as well as potential reproductive barriers. The aim of this research is to study aspects of floral and reproductive biology, conservation of pollen grains, studies of volatile compounds in flowers and intergeneric and interspecific hybridization in Bromeliaceae with ornamental potential. High genetic variability was observed among the species studied, regarding the morphology of the pollen grains and stigma. High rates of germination and pollen viability were observed for the different species, and stigma receptivity showed the highest at anthesis. These characteristics are of great importance for fertilization and further seed production, thus are essential for the production of hybrids and species conservation. Preservation of pollen grains, showed the best results with a 3 h dehydration pre-treatment in silica and conservation in liquid nitrogen (-196°C). A large number of volatile compounds, totally 71, were identified from flowers of thirteen species. Some of these compounds have already been shown to be important in the food industry, cosmetics, perfumes, chemical and pharmaceutical industry. Among the seventeen species, more than 50% presented selfincompatibility and some species presented autogamy, demonstrating that these species present spontaneous self-pollination. Agamospermy was observed in only two species. Ninety-five combinations among 17 species of Aechmea and Ananas (Bromelioideae) and Alcantarea and Vriesea (Tillandsioideae) were performed, with a 33.74% rate of success, with 24.96% involving the botanical varieties of Ananas. Only two, among the intergeneric combinations, were successful, V. michaelii x Al nahoumii and V. simplex x Al nahoumii. Possible causes of self-incompatibility and incongruity in these combinations were related to different events during pollen tube growth, such as the irregular deposition of callose in pollen tubes; entangled pollen tubes in the style; arrest of pollen tube growth in the style, among others. We suggest that the self-incompatibility is gametophytic, preventing selffertilization. Further studies will help to characterize the causes and potential measures to overcome self-incompatibility. The results provide important contributions to studies of hybridization in bromeliads, aiming to produce new hybrids for the ornamental plants market, as well as contributions to the characterization and conservation of this important family of plants

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