Spores are fundamental to the reproductive success of all land plants. The success of a spore lies in its recalcitrant multi-layered spore wall commonly made of sporopollenin, cellulose, and pectin. However, other polysaccharides may be associated with the intine of spores, and their patterns of deposition vary across taxa. Callose, a plant 1-3-β-glucan polysaccharide, has unsubstantiated accounts of its presence and absence in association with the spore mother cell wall of hornworts for more than a century. To address this conundrum, I used aniline blue, a fluorochrome that has high specificity of binding to beta glucans and when excited with ultraviolet light, it will fluoresce yellow-green. However, due to the limited resolution power of that technique, I also used transmission electron microscopy (TEM) with immunogold labeling to observe the ultrastructural localization of callose using anticallose, a monoclonal antibody. I also bioinformatically probed the genomes and transcriptomes of hornworts to elucidate the callose synthase genes and enzymes which may be responsible for the putative callose deposition. Because of the asynchronous spore development, each sporophyte has a continuum of spores at various developmental stages. Subsequently, the sporophyte of many hornworts makes an ideal system to study all aspects of sporogenesis. For the first time, I provide unequivocal, correlative evidence for callose involvement in spore wall development in hornworts. Here we report on the spatiotemporal deposition of callose in sporogenesis of Phaeoceros carolinianus, and we show that callose is a common wall constituent of the spore intine in three other genera (Anthoceros, Notothylas, and Nothoceros). Callose deposition in hornworts is post-meiotic and begins during early spore wall development after a white lined lemella is formed and during expansion of the exine. As sporopollenin is deposited and the spore wall thickens, callose remains localized in the intine during the remainder of sporogenesis. The occurrence of callose in hornwort spores is a first record of this polysaccharide in the inner spore wall (intine or endospore) of any embryophyte. This suggests that callose may serve the same or similar roles in hornwort intine development and function as pectin-cellulose does in later diverging taxa. Bioinformatic tblastn techniques and molecular high through put Illumina genome sequencing combined with blast techniques for orthologs to callose synthase genes from Arabidopsis thaliana and Physcomitrella patens did not provide any evidence as to if callose synthase genes are present in hornworts This was due to database contamination, sample contamination, and sample quality.

Noteroclada confluens Taylor ex Hook. & Wilson é uma hepática de aparência folhosa, pertencente à família Pelliaceae (Marchantiophyta). Ocorre predominantemente em regiões montanhosas, declives e locais próximos à córregos, em solos argilosos. O presente estudo teve por objetivo descrever a morfologia, anatomia e histoquímica das estruturas do gametófito e esporófito de N. confluens, coletados no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, sob microscopia óptica, eletrônica de varredura e confocal de varredura a laser fornecendo, especialmente, dados sobre as estruturas relacionadas com a reprodução sexuada e assexuada, contribuindo para uma melhor caracterização do gênero e da família. O gametófito de N. confluens apresenta-se na forma de um talo profundamente lobado, com lobos predominantemente com uma única camada de células. Os lobos são conectados a região mediana, mais espessada, rica em grãos de amido. Na região mediana ventral do gametófito, conectam-se inúmeros rizoides unicelulares. Todo o talo é constituído por um parênquima formado por células de paredes delgadas, de constituição pectocelulósica, sem espessamentos angulares. Cada célula apresenta um único e grande vacúolo e diversos oleocorpos. Os oleocorpos formam grupos de corpos esféricos ou ovalados, constituídos por sesquiterpenoides. Pigmentos flavonóides foram encontrados constituindo as paredes de algumas células do talo. A partir da face ventral, podem emergir tubers de formato arredondados, com um parênquima contendo grãos de amido, funcionando como um órgão armazenador de substâncias de reserva. Nas coletas realizadas no Rio Grande do Sul, foram identificados dois morfotipos: morfotipo 1, com poucos oleocorpos por célula e sem tubers; morfotipo 2, com muitos olecorpos por célula e presença de tubers. Os gametângios estão distribuídos em fileiras na região mediana, na face dorsal, sendo normalmente duas fileiras, de anterídios, e uma, de arquegônios. Os arquegônios apresentam um material polissacarídico na região do canal do ventre, o que pode facilitar a entrada dos anterozoides. Os anterídios são pedunculados e ovais, apresentam uma única camada de células estéreis protetora e estão inclusos, individualmente, em uma câmara anteridial, com poro apical. Após a fecundação da oosfera, forma-se um esporófito que permanece circundado pela caliptra e pelo celocaule, até a maturação dos esporos. O esporófito é formado pela cápsula, seta e pé. A parede da cápsula é biestratificada e apresenta espessamentos angulares na epiderme e anelares ou helicoidais, no estrato interno ou subepidérmico. Na base da cápsula, ocorre formação de um denso elateróforo. A cápsula se abre através de quatro fendas longitudinais de deiscência, os estômios, as quais resultam na formação de quatro valvas. A seta é cilíndrica, hialina e levemente estriada, apresentando grãos de amido nas células parenquimáticas da região cortical e epiderme. A elevação ocorre por expansão celular. O pé tem formato de “taça” e apresenta diversos grãos de amido. Na junção gametófitoesporófito (placenta) ocorre um espaço placental. Não foram encontradas células de tranferência na zona da placenta, tanto no gametófito como no esporófito. O tecido esporogênico apresenta células com paredes pectocelulósicas delgadas, a partir do qual se diferenciam dois tipos celulares: os esporócitos, arredondados e com uma parede espessada hialina, e os elaterócitos, mais alongados e com parede espessada de natureza péctica. As células- mãe de esporos são tetralobadas e se individualizam. Nesse estádio apresentam uma parede espessada mais delgada e de natureza hemicelulósica. A meiose leva à formação de quatro esporos unicelulares. Ao redor de cada esporo, deposita-se uma delgada primexina. O desenvolvimento dos esporos é endospórico, e os protonemas jovens, envolvidos ainda pela esporoderme, são esferoidais ou subesferoidais, com células de paredes pectocelulósicas delgadas, muitas vezes repletas de grãos de amido. A esporoderme está estratificada em uma intina, de composição pectocelulósica, e uma exina, impregnada constituída por esporopolenina. A exina forma uma escultura do tipo rugulada. Os elatérios morrem na maturidade e apresentam de duas a três bandas de espessamentos helicoidais, de pigmentação amarronzada e natureza fenólica e polissacarídica. Na exina, a esporoderme apresenta uma região de escultura reduzida. / Noteroclada confluens Taylor ex Hook. & Wilson is a liverwort with a leafy appearance which belongs to the Pelliaceae (Marchantiophyta) family. This species occurs mostly in mountainous regions, descending slopes and places near streams. In this study, the morphology, anatomy and histochemistry of the structures of the gametophyte and sporophyte of N. confluens are described. This species was collected in Rio Grande do Sul state, Brazil. The study in light microscopy, scanning electron microscopy and confocal laser scanning provides, especially, data about structures related to sexual and asexual reproduction, contributing to a better understanding of the genus and family. The gametophyte of N. confluens presents a form of a deeply lobed stem, the lobes predominantly with a single layer of cells. The lobes are connected to a central region, denser, rich in starch grains. Numerous unicellular rhizoids are connected in the ventral surface of the central region. The entire stem is composed by a parenchyma formed by thin-walled pectin and cellulose cells, with no angular thickening. Each cell has a single large vacuole and several oil bodies. The oil bodies form groups of spherical or oval bodies and present sesquiterpenes in its constitution. Flavonoid pigments were found forming the walls of some cells of the stem. In this ventral surface, round shaped tubers may emerge with a parenchyma containing starch grains, acting as a storage organ for substances. Two morphotypes were identified in a collection in Rio Grande do Sul: morphotype 1, with few oil bodies per cell and without tubers; and morphotype 2, with many oil bodies per cell and the presence of tubers. The gametangia are distributed in rows in the central region on the dorsal surface. Usually there are two rows of antheridia and one of archegonia. The archegonia have a polysaccharide material in the channel region of the venter, which may facilitate the entry of antherozoid. The antheridia are stalked and oval. They have a single protective layer of sterile cells and are included individually in a single antheridial chamber, with apical ostiole. After the fertilization of the egg cell, there is the formation of a sporophyte that remains surrounded by calyptra and the caulocalyx until the maturation of the spores. The sporophyte is formed by the capsule, seta and foot. The capsule wall has two layers of cells and presents angular thickening in the epidermis and annular or helical thickening in the internal layer. At the base of the capsule there is a formation of a dense elaterophore. The capsule opens in four longitudinal dehiscence cracks, the stomion, which result in the formation of four valves. The seta is cylindrical, hyaline, slightly striated, showing starch grains in parenchyma cells of the cortical region and epidermis. The increase happens by cell expansion. The foot is cup-shaped and it presents several starch grains. In the gametophyte-sporophyte junction (placenta) there is a placental space. Both gametophyte and sporophyte.do no present transfer cells in the placenta. The sporogenic tissue has cells with pectin and cellulose walls, which are differentiated in two types: the sporocytes, rounded with a thick hyaline wall, and the elaterocytes, more elongated and presenting a wall of pectin. The spore mother cells are tetralobed and become individualized. On this stage, they have a thinner thickened wall cell and it is made of hemicelluloses. After meiosis, four unicellulars spores are formed. Around each spore a thin primexina is deposited. The spore development is endosporic and the young protonemas are spheroidal and still involved by sporoderm. The cells of young protonema have thin cell walls with pectin and cellulose, often presenting many starch grains. The sporoderm presents an intine with pectin and cellulose composition, and an exine, consisting of impregnated esporopolenina. The exine sculpture is rugulate. The elaters die at maturity and have two or three bands of spiral thickening, which have brown pigmentation and a phenolic and polysaccharide composition. the exine, the sporoderm presents a region of small sculpture.

Noteroclada confluens Taylor ex Hook. & Wilson é uma hepática de aparência folhosa, pertencente à família Pelliaceae (Marchantiophyta). Ocorre predominantemente em regiões montanhosas, declives e locais próximos à córregos, em solos argilosos. O presente estudo teve por objetivo descrever a morfologia, anatomia e histoquímica das estruturas do gametófito e esporófito de N. confluens, coletados no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, sob microscopia óptica, eletrônica de varredura e confocal de varredura a laser fornecendo, especialmente, dados sobre as estruturas relacionadas com a reprodução sexuada e assexuada, contribuindo para uma melhor caracterização do gênero e da família. O gametófito de N. confluens apresenta-se na forma de um talo profundamente lobado, com lobos predominantemente com uma única camada de células. Os lobos são conectados a região mediana, mais espessada, rica em grãos de amido. Na região mediana ventral do gametófito, conectam-se inúmeros rizoides unicelulares. Todo o talo é constituído por um parênquima formado por células de paredes delgadas, de constituição pectocelulósica, sem espessamentos angulares. Cada célula apresenta um único e grande vacúolo e diversos oleocorpos. Os oleocorpos formam grupos de corpos esféricos ou ovalados, constituídos por sesquiterpenoides. Pigmentos flavonóides foram encontrados constituindo as paredes de algumas células do talo. A partir da face ventral, podem emergir tubers de formato arredondados, com um parênquima contendo grãos de amido, funcionando como um órgão armazenador de substâncias de reserva. Nas coletas realizadas no Rio Grande do Sul, foram identificados dois morfotipos: morfotipo 1, com poucos oleocorpos por célula e sem tubers; morfotipo 2, com muitos olecorpos por célula e presença de tubers. Os gametângios estão distribuídos em fileiras na região mediana, na face dorsal, sendo normalmente duas fileiras, de anterídios, e uma, de arquegônios. Os arquegônios apresentam um material polissacarídico na região do canal do ventre, o que pode facilitar a entrada dos anterozoides. Os anterídios são pedunculados e ovais, apresentam uma única camada de células estéreis protetora e estão inclusos, individualmente, em uma câmara anteridial, com poro apical. Após a fecundação da oosfera, forma-se um esporófito que permanece circundado pela caliptra e pelo celocaule, até a maturação dos esporos. O esporófito é formado pela cápsula, seta e pé. A parede da cápsula é biestratificada e apresenta espessamentos angulares na epiderme e anelares ou helicoidais, no estrato interno ou subepidérmico. Na base da cápsula, ocorre formação de um denso elateróforo. A cápsula se abre através de quatro fendas longitudinais de deiscência, os estômios, as quais resultam na formação de quatro valvas. A seta é cilíndrica, hialina e levemente estriada, apresentando grãos de amido nas células parenquimáticas da região cortical e epiderme. A elevação ocorre por expansão celular. O pé tem formato de “taça” e apresenta diversos grãos de amido. Na junção gametófitoesporófito (placenta) ocorre um espaço placental. Não foram encontradas células de tranferência na zona da placenta, tanto no gametófito como no esporófito. O tecido esporogênico apresenta células com paredes pectocelulósicas delgadas, a partir do qual se diferenciam dois tipos celulares: os esporócitos, arredondados e com uma parede espessada hialina, e os elaterócitos, mais alongados e com parede espessada de natureza péctica. As células- mãe de esporos são tetralobadas e se individualizam. Nesse estádio apresentam uma parede espessada mais delgada e de natureza hemicelulósica. A meiose leva à formação de quatro esporos unicelulares. Ao redor de cada esporo, deposita-se uma delgada primexina. O desenvolvimento dos esporos é endospórico, e os protonemas jovens, envolvidos ainda pela esporoderme, são esferoidais ou subesferoidais, com células de paredes pectocelulósicas delgadas, muitas vezes repletas de grãos de amido. A esporoderme está estratificada em uma intina, de composição pectocelulósica, e uma exina, impregnada constituída por esporopolenina. A exina forma uma escultura do tipo rugulada. Os elatérios morrem na maturidade e apresentam de duas a três bandas de espessamentos helicoidais, de pigmentação amarronzada e natureza fenólica e polissacarídica. Na exina, a esporoderme apresenta uma região de escultura reduzida. / Noteroclada confluens Taylor ex Hook. & Wilson is a liverwort with a leafy appearance which belongs to the Pelliaceae (Marchantiophyta) family. This species occurs mostly in mountainous regions, descending slopes and places near streams. In this study, the morphology, anatomy and histochemistry of the structures of the gametophyte and sporophyte of N. confluens are described. This species was collected in Rio Grande do Sul state, Brazil. The study in light microscopy, scanning electron microscopy and confocal laser scanning provides, especially, data about structures related to sexual and asexual reproduction, contributing to a better understanding of the genus and family. The gametophyte of N. confluens presents a form of a deeply lobed stem, the lobes predominantly with a single layer of cells. The lobes are connected to a central region, denser, rich in starch grains. Numerous unicellular rhizoids are connected in the ventral surface of the central region. The entire stem is composed by a parenchyma formed by thin-walled pectin and cellulose cells, with no angular thickening. Each cell has a single large vacuole and several oil bodies. The oil bodies form groups of spherical or oval bodies and present sesquiterpenes in its constitution. Flavonoid pigments were found forming the walls of some cells of the stem. In this ventral surface, round shaped tubers may emerge with a parenchyma containing starch grains, acting as a storage organ for substances. Two morphotypes were identified in a collection in Rio Grande do Sul: morphotype 1, with few oil bodies per cell and without tubers; and morphotype 2, with many oil bodies per cell and the presence of tubers. The gametangia are distributed in rows in the central region on the dorsal surface. Usually there are two rows of antheridia and one of archegonia. The archegonia have a polysaccharide material in the channel region of the venter, which may facilitate the entry of antherozoid. The antheridia are stalked and oval. They have a single protective layer of sterile cells and are included individually in a single antheridial chamber, with apical ostiole. After the fertilization of the egg cell, there is the formation of a sporophyte that remains surrounded by calyptra and the caulocalyx until the maturation of the spores. The sporophyte is formed by the capsule, seta and foot. The capsule wall has two layers of cells and presents angular thickening in the epidermis and annular or helical thickening in the internal layer. At the base of the capsule there is a formation of a dense elaterophore. The capsule opens in four longitudinal dehiscence cracks, the stomion, which result in the formation of four valves. The seta is cylindrical, hyaline, slightly striated, showing starch grains in parenchyma cells of the cortical region and epidermis. The increase happens by cell expansion. The foot is cup-shaped and it presents several starch grains. In the gametophyte-sporophyte junction (placenta) there is a placental space. Both gametophyte and sporophyte.do no present transfer cells in the placenta. The sporogenic tissue has cells with pectin and cellulose walls, which are differentiated in two types: the sporocytes, rounded with a thick hyaline wall, and the elaterocytes, more elongated and presenting a wall of pectin. The spore mother cells are tetralobed and become individualized. On this stage, they have a thinner thickened wall cell and it is made of hemicelluloses. After meiosis, four unicellulars spores are formed. Around each spore a thin primexina is deposited. The spore development is endosporic and the young protonemas are spheroidal and still involved by sporoderm. The cells of young protonema have thin cell walls with pectin and cellulose, often presenting many starch grains. The sporoderm presents an intine with pectin and cellulose composition, and an exine, consisting of impregnated esporopolenina. The exine sculpture is rugulate. The elaters die at maturity and have two or three bands of spiral thickening, which have brown pigmentation and a phenolic and polysaccharide composition. the exine, the sporoderm presents a region of small sculpture.

Noteroclada confluens Taylor ex Hook. & Wilson é uma hepática de aparência folhosa, pertencente à família Pelliaceae (Marchantiophyta). Ocorre predominantemente em regiões montanhosas, declives e locais próximos à córregos, em solos argilosos. O presente estudo teve por objetivo descrever a morfologia, anatomia e histoquímica das estruturas do gametófito e esporófito de N. confluens, coletados no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, sob microscopia óptica, eletrônica de varredura e confocal de varredura a laser fornecendo, especialmente, dados sobre as estruturas relacionadas com a reprodução sexuada e assexuada, contribuindo para uma melhor caracterização do gênero e da família. O gametófito de N. confluens apresenta-se na forma de um talo profundamente lobado, com lobos predominantemente com uma única camada de células. Os lobos são conectados a região mediana, mais espessada, rica em grãos de amido. Na região mediana ventral do gametófito, conectam-se inúmeros rizoides unicelulares. Todo o talo é constituído por um parênquima formado por células de paredes delgadas, de constituição pectocelulósica, sem espessamentos angulares. Cada célula apresenta um único e grande vacúolo e diversos oleocorpos. Os oleocorpos formam grupos de corpos esféricos ou ovalados, constituídos por sesquiterpenoides. Pigmentos flavonóides foram encontrados constituindo as paredes de algumas células do talo. A partir da face ventral, podem emergir tubers de formato arredondados, com um parênquima contendo grãos de amido, funcionando como um órgão armazenador de substâncias de reserva. Nas coletas realizadas no Rio Grande do Sul, foram identificados dois morfotipos: morfotipo 1, com poucos oleocorpos por célula e sem tubers; morfotipo 2, com muitos olecorpos por célula e presença de tubers. Os gametângios estão distribuídos em fileiras na região mediana, na face dorsal, sendo normalmente duas fileiras, de anterídios, e uma, de arquegônios. Os arquegônios apresentam um material polissacarídico na região do canal do ventre, o que pode facilitar a entrada dos anterozoides. Os anterídios são pedunculados e ovais, apresentam uma única camada de células estéreis protetora e estão inclusos, individualmente, em uma câmara anteridial, com poro apical. Após a fecundação da oosfera, forma-se um esporófito que permanece circundado pela caliptra e pelo celocaule, até a maturação dos esporos. O esporófito é formado pela cápsula, seta e pé. A parede da cápsula é biestratificada e apresenta espessamentos angulares na epiderme e anelares ou helicoidais, no estrato interno ou subepidérmico. Na base da cápsula, ocorre formação de um denso elateróforo. A cápsula se abre através de quatro fendas longitudinais de deiscência, os estômios, as quais resultam na formação de quatro valvas. A seta é cilíndrica, hialina e levemente estriada, apresentando grãos de amido nas células parenquimáticas da região cortical e epiderme. A elevação ocorre por expansão celular. O pé tem formato de “taça” e apresenta diversos grãos de amido. Na junção gametófitoesporófito (placenta) ocorre um espaço placental. Não foram encontradas células de tranferência na zona da placenta, tanto no gametófito como no esporófito. O tecido esporogênico apresenta células com paredes pectocelulósicas delgadas, a partir do qual se diferenciam dois tipos celulares: os esporócitos, arredondados e com uma parede espessada hialina, e os elaterócitos, mais alongados e com parede espessada de natureza péctica. As células- mãe de esporos são tetralobadas e se individualizam. Nesse estádio apresentam uma parede espessada mais delgada e de natureza hemicelulósica. A meiose leva à formação de quatro esporos unicelulares. Ao redor de cada esporo, deposita-se uma delgada primexina. O desenvolvimento dos esporos é endospórico, e os protonemas jovens, envolvidos ainda pela esporoderme, são esferoidais ou subesferoidais, com células de paredes pectocelulósicas delgadas, muitas vezes repletas de grãos de amido. A esporoderme está estratificada em uma intina, de composição pectocelulósica, e uma exina, impregnada constituída por esporopolenina. A exina forma uma escultura do tipo rugulada. Os elatérios morrem na maturidade e apresentam de duas a três bandas de espessamentos helicoidais, de pigmentação amarronzada e natureza fenólica e polissacarídica. Na exina, a esporoderme apresenta uma região de escultura reduzida. / Noteroclada confluens Taylor ex Hook. & Wilson is a liverwort with a leafy appearance which belongs to the Pelliaceae (Marchantiophyta) family. This species occurs mostly in mountainous regions, descending slopes and places near streams. In this study, the morphology, anatomy and histochemistry of the structures of the gametophyte and sporophyte of N. confluens are described. This species was collected in Rio Grande do Sul state, Brazil. The study in light microscopy, scanning electron microscopy and confocal laser scanning provides, especially, data about structures related to sexual and asexual reproduction, contributing to a better understanding of the genus and family. The gametophyte of N. confluens presents a form of a deeply lobed stem, the lobes predominantly with a single layer of cells. The lobes are connected to a central region, denser, rich in starch grains. Numerous unicellular rhizoids are connected in the ventral surface of the central region. The entire stem is composed by a parenchyma formed by thin-walled pectin and cellulose cells, with no angular thickening. Each cell has a single large vacuole and several oil bodies. The oil bodies form groups of spherical or oval bodies and present sesquiterpenes in its constitution. Flavonoid pigments were found forming the walls of some cells of the stem. In this ventral surface, round shaped tubers may emerge with a parenchyma containing starch grains, acting as a storage organ for substances. Two morphotypes were identified in a collection in Rio Grande do Sul: morphotype 1, with few oil bodies per cell and without tubers; and morphotype 2, with many oil bodies per cell and the presence of tubers. The gametangia are distributed in rows in the central region on the dorsal surface. Usually there are two rows of antheridia and one of archegonia. The archegonia have a polysaccharide material in the channel region of the venter, which may facilitate the entry of antherozoid. The antheridia are stalked and oval. They have a single protective layer of sterile cells and are included individually in a single antheridial chamber, with apical ostiole. After the fertilization of the egg cell, there is the formation of a sporophyte that remains surrounded by calyptra and the caulocalyx until the maturation of the spores. The sporophyte is formed by the capsule, seta and foot. The capsule wall has two layers of cells and presents angular thickening in the epidermis and annular or helical thickening in the internal layer. At the base of the capsule there is a formation of a dense elaterophore. The capsule opens in four longitudinal dehiscence cracks, the stomion, which result in the formation of four valves. The seta is cylindrical, hyaline, slightly striated, showing starch grains in parenchyma cells of the cortical region and epidermis. The increase happens by cell expansion. The foot is cup-shaped and it presents several starch grains. In the gametophyte-sporophyte junction (placenta) there is a placental space. Both gametophyte and sporophyte.do no present transfer cells in the placenta. The sporogenic tissue has cells with pectin and cellulose walls, which are differentiated in two types: the sporocytes, rounded with a thick hyaline wall, and the elaterocytes, more elongated and presenting a wall of pectin. The spore mother cells are tetralobed and become individualized. On this stage, they have a thinner thickened wall cell and it is made of hemicelluloses. After meiosis, four unicellulars spores are formed. Around each spore a thin primexina is deposited. The spore development is endosporic and the young protonemas are spheroidal and still involved by sporoderm. The cells of young protonema have thin cell walls with pectin and cellulose, often presenting many starch grains. The sporoderm presents an intine with pectin and cellulose composition, and an exine, consisting of impregnated esporopolenina. The exine sculpture is rugulate. The elaters die at maturity and have two or three bands of spiral thickening, which have brown pigmentation and a phenolic and polysaccharide composition. the exine, the sporoderm presents a region of small sculpture.

Orientadores: Sandra Maria Carmello-Guerreiro, Simone de Padua Teixeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cortez_PriscilaAndressa_M.pdf: 142634667 bytes, checksum: 533aad1a400f13a4d678be944c37b495 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Miconia albicans (Melastomataceae) mostrou-se uma espécie com agamospermia obrigatória do tipo diplosporia e viabilidade polínica nula em populações do Cerrado e da Floresta Atlântica. A inviabilidade polínica não esteve restrita a um único estádio de desenvolvimento dos andrófitos e a principal anormalidade observada nas anteras de flores em pré-antese foi a deformidade das células reprodutivas, principalmente aquelas em estádio de andrósporos livres. A intensa vacuolação das células androsporogênicas e tapetais, bem como a precoce degeneração das células do tapete, podem ser características relacionadas à esterilidade masculina da espécie. A ontogenia dos estratos parietais diferiu da observada em outros membros do gênero, corroborando a sua classificação como irregular. Anteras em estádio de pré-deiscência apresentaram a região de deiscência coberta por uma provável epiderme com características distintas daquela observada no restante da mesma. Diferenças ambientais foram observadas apenas na quantidade de células encontradas nas anteras de flores em pré-antese, cerca de 50% maior nos indivíduos provenientes do Cerrado. A ontogenia do óvulo e do ginófito se assemelhou àquela observada em outras espécies do gênero, exceção feita a divisão da célula arquesporial e a supressão da meiose em M. albicans. Os embriões agamospérmicos foram originados no interior do ginófito, a partir da oosfera ou de uma das duas sinérgides. Evidências sugerem que o endosperma autônomo do tipo nuclear foi originado por expansões de cada um dos núcleos da célula central, e não por sua fusão. A porcentagem de aborto de óvulos na espécie foi de cerca de 50% e as sementes maduras produzidas apresentaram uma porcentagem de germinação bastante variável, provavelmente em decorrência da alta incidência de fungos observada nos experimentos realizados. Os frutos formados em botões florais apresentaram características semelhantes às observadas nas demais unidades, incluindo a viabilidade das sementes / Abstract: Miconia albicans (Melastomataceae) is a species with diplosporic obligate agamospermy and no pollen viability in ¿Cerrado¿ and Atlantic Forest vegetations. The sterility of pollen grains wasn¿t restricted to one developmental stage and the major abnormality of the cells from pre-anthesis flower anthers was the deformation of the reproductive cell wall, mainly in the free microspore stage. Intense vacuolation of both sporogenous and tapetal cells as well as the precocious degeneration of the tapetal cells may be related to male sterility in this species. The ontogeny of the parietal layers was different from that observed in another species of the genus and was in agreement with its classification of irregular type. The anthers in predehiscence stage showed the dehiscence region probable closed with an epidermis with papilous cells, differently from that observed in the another anther regions. Ambient differences were restricted to the number of cells observed in the pre-anthesis anthers, which was about 50 percent up in the Atlantic Forest vegetation in relation to the Cerrado one. The ovule and embryo sac ontogeny was similar to that observed in another species of the genus, except for the division of the arquesporic cell and the suppression of the meiotic division during the gametogenesis, both observed only in M. albicans. The agamospermous embryos were originated in the embryo sac from the egg cell or one of two synergids. Evidence suggested that the nuclear autonomous endosperm was originated from expansions in both nucleus of the central cell, and not from the fusion of both. The percentage of ovule abortion was about 50 percent and the mature seeds showed a variable germination percentage probably due to fungi incidence which occurred in the seeds from both environments. The ontogenetic characteristics observed in fruits from both floral buds and flowers were similar, as well as the seeds viability / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestre em Biologia Vegetal

Orientadores: Sandra Maria Carmello-Guerreiro, Simone de Padua Teixeira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-15T16:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Caetano_AnaPauladeSouza_M.pdf: 5552395 bytes, checksum: ddd2d3795d5da107ef405fe68e7a02a3 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Em Miconia fallax, uma espécie apomítica, e Miconia pepericarpa, uma espécie sexuada, os processos de esporogênese e gametogênese apresentam diversas características semelhantes, muitas delas compartilhadas com outros membros da família Melastomataceae. Entretanto, apesar das similaridades, algumas diferenças foram observadas. Em relação à antera, o formato da célula generativa no grão de pólen maduro é fusiforme em M. pepericarpa e esférico em M. fallax. Além disso, a quantidade de grãos de pólen viáveis produzidos é marcadamente menor na espécie apomítica. Quanto ao óvulo, as diferenças encontradas são ainda mais marcantes. Em M. fallax, células denominadas iniciais apospóricas se diferenciam juntamente com as células-mãe de megásporos, levando à formação de mais de um saco embrionário. Assim, enquanto M. fallax apresenta até três sacos embrionários no óvulo maduro, sendo um sexuado e até dois apospóricos, M. pepericarpa exibe apenas um saco embrionário. Além disso, na espécie apomítica M. fallax, constatou-se a formação de embriões adventícios em sementes jovens. Provavelmente, o desenvolvimento de embriões a partir dos sacos embrionários apospóricos juntamente com a formação do embrião zigótico e adventício levam à poliembrionia em M. fallax, com formação de até quatro embriões em uma mesma semente. Das diferenças encontradas entre as duas espécies, apenas o formato da célula generativa não foi relacionado à apomixia, sendo um caráter específico. Já as demais diferenças, são características exclusivas de M. fallax, e estão diretamente relacionadas à apomixia, sendo elas: 1) formação de uma proporção menor de grãos de pólen viáveis; 2) diferenciação de células iniciais apospóricas; 3) formação de múltiplos sacos embrionários; 4) desenvolvimento de embriões apomíticos; 5) poliembrionia. A espécie apomítica M. fallax é poliplóide e, neste caso, a viabilidade polínica baixa pode ser explicada pela ocorrência de alterações na meiose, comuns em espécies poliplóides. A poliembrionia, também tem sido bastante relacionada à apomixia, sendo esta relação confirmada pelos dados obtidos neste trabalho. Além disso, com os resultados alcançados, foi possível reconhecer que M. fallax é uma apomítica facultativa, uma vez que, além da possibilidade de produção de embriões apomíticos, a espécie ainda preserva os mecanismos de formação de grãos de pólen e sacos embrionários sexuados, com possibilidade de produção de embriões zigóticos. / Abstract: In Miconia fallax, an apomictic species, and Miconia pepericarpa, a sexual species, the processes of gametogenesis and sporogenesis have a number of similar characteristics, many of which are shared with other members of the family Melastomataceae. However, despite the similarities, some differences were observed. Concerning the anther, the generative cell in mature pollen grain is spindle shaped in M. pepericarpa and spherical in M. fallax. Furthermore, the quantity of viable pollen grains produced is markedly lower in apomictic species. Regarding the ovule, differences are even more striking. In M. fallax, cells called aposporous initials differentiate themselves along with the megaspore mother cell, leading to the formation of more than one embryo sac. Thus, while M. fallax exhibit up to three embryo sacs in mature ovule, one being sexed and a maximum of two aposporous, M. pepericarpa displays only one embryo sac. Moreover, in apomictic species M. fallax, we found the formation of adventitive embryos in young seeds. Probably the development of embryos from the aposporous embryo sac parallel to the formation of zygotic and adventitious embryos lead to polyembryony in M. fallax, with formation of up to four embryos in a single seed. About differences found between this two species, only the shape of the generative cell was not related to apomixis, as it is a specific character. The other differences are unique features of M. fallax and are directly related to apomixis, namely: 1) the formation of a smaller proportion of viable pollen grains, 2) the differentiation of aposporous initial cells 3) the formation of multiple embryo sacs, 4) the development of apomictic embryos (adventitious or aposporic), and 5) polyembryony. The apomictic species M. fallax is polyploid, and, in this case, the low pollen viability can be explained by the occurrence of changes in meiosis, common in polyploid species. The polyembryony, has also been frequently related to apomixis, and this relationship is confirmed by data obtained in this work. Furthermore, with these results, it was possible to recognize that M. fallax is a facultative apomictic, since in addition to the possibility of apomictic embryo production the species still preserves the mechanisms of the formation of pollen grain and sexual embryo sac, with the possibility of producing zygotic embryos. / Mestrado / Mestre em Biologia Vegetal

O presente trabalho analisou as etapas de formação de rudimentos seminais e grãos de pólen de Passiflora elegans e P. haematostigma. As espécies foram analisadas fazendo-se o uso de microscopia fotônica e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. O gineceu apresenta um estigma com emergências estigmáticas, estilete sólido e ovário tricarpelar e unilocular. O ovário apresenta inúmeros rudimentos seminais que formam-se a partir de divisões periclinais da camada central. Os rudimentos são crassinucelados e os tegumentos têm origem dérmica. A célula arquesporial divide-se mitoticamente antes da meiose. A meiose resulta em uma tétrade linear, com ginósporo calazal viável. A ginogametogênese é do tipo Poligonum e, durante a diferenciação do ginófito, os estratos parietais do nucelo são parcialmente consumidos e a epiderme nucelar divide-se periclinalmente na porção apical. As antípodas são efêmeras e o ginófito maduro apresenta duas sinérgides com aparelho fibrilar desenvolvido, oosfera e núcleo secundário no pólo micropilar. O rudimento seminal é anátropo, arilado, bitegumentado e com micrópila em “zig-zag”. O androceu é constituído por cinco anteras tetrasporangiadas. Os estratos parietais desenvolvem-se do tipo Dicotiledôneo e as camadas médias são persistentes na antera madura de P. haematostigma. As células do tapete são poliplóides e colapsam liberando os conteúdos no interior do lóculo. A citocinese é do tipo simultânea e as tétrades são tetraédricas na maioria. O pólen é liberado na fase bicelular, apresenta número de colpos variável em P. elegans e seis colporos em P. haematostigma. A esporoderme não apresenta camada basal em P. elegans e é mais espessa do que em P. haematostigma. Plastídios e mitocôndrias são englobados durante a formação da célula generativa e persistem até a fase de pólen maduro. / The present work analyzed the different developmental stages of the ovule and of the pollen grain in Passiflora elegans and P. haematostigma. The species were analyzed using photonic microscopy and scanning and transmission electron microscopy. The gynoecium has a stigma with stigmatic outgrowths, solid style and tricarpelar and unilocular ovary. The ovary has several seminal rudiments that are originated from the periclinal divisions of the central layer. The ovule is crassinucelate and the dermal layer originates the integuments. The arquesporial cell divides mitotically before meiosis. The meiosis results into a linear tetrad and only the chalazal gynospore is viable. The gynogametogenesis is of the Poligonum type, the nucellus parietal layers are partially degraded during the gynophyte differentiation, and nuclear epidermis divides periclinally in the apical portion. The antipodal cells are ephemeral and the mature gynophyte has two synergids with a developed filiform apparatus, egg cell and secondary nuclei in the micropilar pole. The ovule is anatropous, arillate, bitegmic and with zig-zag micropile. The androecium is constituted of five tetrasporangiate anthers. The parietal layers develop like the Dicotiledoneous type and middle layers are persistent in the mature anther of P. haematostigma. The tapetal cells are polyploids and collapse releasing their contents to the locus. The cytokinesis is of the simultaneous type and most of the tetrads are tetrahedral. The pollen is released during the bicellular stage, has a variable number of colpus in P. elegans and six colporus in P. haematostigma. The sporoderm does not have a basal layer in P. elegans and is thicker than in P. haematostigma. Plastids and mitochondria are enclosed during the generative cell formation and persist until the mature pollen stage.

O presente trabalho analisou as etapas de formação de rudimentos seminais e grãos de pólen de Passiflora elegans e P. haematostigma. As espécies foram analisadas fazendo-se o uso de microscopia fotônica e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. O gineceu apresenta um estigma com emergências estigmáticas, estilete sólido e ovário tricarpelar e unilocular. O ovário apresenta inúmeros rudimentos seminais que formam-se a partir de divisões periclinais da camada central. Os rudimentos são crassinucelados e os tegumentos têm origem dérmica. A célula arquesporial divide-se mitoticamente antes da meiose. A meiose resulta em uma tétrade linear, com ginósporo calazal viável. A ginogametogênese é do tipo Poligonum e, durante a diferenciação do ginófito, os estratos parietais do nucelo são parcialmente consumidos e a epiderme nucelar divide-se periclinalmente na porção apical. As antípodas são efêmeras e o ginófito maduro apresenta duas sinérgides com aparelho fibrilar desenvolvido, oosfera e núcleo secundário no pólo micropilar. O rudimento seminal é anátropo, arilado, bitegumentado e com micrópila em “zig-zag”. O androceu é constituído por cinco anteras tetrasporangiadas. Os estratos parietais desenvolvem-se do tipo Dicotiledôneo e as camadas médias são persistentes na antera madura de P. haematostigma. As células do tapete são poliplóides e colapsam liberando os conteúdos no interior do lóculo. A citocinese é do tipo simultânea e as tétrades são tetraédricas na maioria. O pólen é liberado na fase bicelular, apresenta número de colpos variável em P. elegans e seis colporos em P. haematostigma. A esporoderme não apresenta camada basal em P. elegans e é mais espessa do que em P. haematostigma. Plastídios e mitocôndrias são englobados durante a formação da célula generativa e persistem até a fase de pólen maduro. / The present work analyzed the different developmental stages of the ovule and of the pollen grain in Passiflora elegans and P. haematostigma. The species were analyzed using photonic microscopy and scanning and transmission electron microscopy. The gynoecium has a stigma with stigmatic outgrowths, solid style and tricarpelar and unilocular ovary. The ovary has several seminal rudiments that are originated from the periclinal divisions of the central layer. The ovule is crassinucelate and the dermal layer originates the integuments. The arquesporial cell divides mitotically before meiosis. The meiosis results into a linear tetrad and only the chalazal gynospore is viable. The gynogametogenesis is of the Poligonum type, the nucellus parietal layers are partially degraded during the gynophyte differentiation, and nuclear epidermis divides periclinally in the apical portion. The antipodal cells are ephemeral and the mature gynophyte has two synergids with a developed filiform apparatus, egg cell and secondary nuclei in the micropilar pole. The ovule is anatropous, arillate, bitegmic and with zig-zag micropile. The androecium is constituted of five tetrasporangiate anthers. The parietal layers develop like the Dicotiledoneous type and middle layers are persistent in the mature anther of P. haematostigma. The tapetal cells are polyploids and collapse releasing their contents to the locus. The cytokinesis is of the simultaneous type and most of the tetrads are tetrahedral. The pollen is released during the bicellular stage, has a variable number of colpus in P. elegans and six colporus in P. haematostigma. The sporoderm does not have a basal layer in P. elegans and is thicker than in P. haematostigma. Plastids and mitochondria are enclosed during the generative cell formation and persist until the mature pollen stage.

O presente trabalho analisou as etapas de formação de rudimentos seminais e grãos de pólen de Passiflora elegans e P. haematostigma. As espécies foram analisadas fazendo-se o uso de microscopia fotônica e microscopia eletrônica de varredura e transmissão. O gineceu apresenta um estigma com emergências estigmáticas, estilete sólido e ovário tricarpelar e unilocular. O ovário apresenta inúmeros rudimentos seminais que formam-se a partir de divisões periclinais da camada central. Os rudimentos são crassinucelados e os tegumentos têm origem dérmica. A célula arquesporial divide-se mitoticamente antes da meiose. A meiose resulta em uma tétrade linear, com ginósporo calazal viável. A ginogametogênese é do tipo Poligonum e, durante a diferenciação do ginófito, os estratos parietais do nucelo são parcialmente consumidos e a epiderme nucelar divide-se periclinalmente na porção apical. As antípodas são efêmeras e o ginófito maduro apresenta duas sinérgides com aparelho fibrilar desenvolvido, oosfera e núcleo secundário no pólo micropilar. O rudimento seminal é anátropo, arilado, bitegumentado e com micrópila em “zig-zag”. O androceu é constituído por cinco anteras tetrasporangiadas. Os estratos parietais desenvolvem-se do tipo Dicotiledôneo e as camadas médias são persistentes na antera madura de P. haematostigma. As células do tapete são poliplóides e colapsam liberando os conteúdos no interior do lóculo. A citocinese é do tipo simultânea e as tétrades são tetraédricas na maioria. O pólen é liberado na fase bicelular, apresenta número de colpos variável em P. elegans e seis colporos em P. haematostigma. A esporoderme não apresenta camada basal em P. elegans e é mais espessa do que em P. haematostigma. Plastídios e mitocôndrias são englobados durante a formação da célula generativa e persistem até a fase de pólen maduro. / The present work analyzed the different developmental stages of the ovule and of the pollen grain in Passiflora elegans and P. haematostigma. The species were analyzed using photonic microscopy and scanning and transmission electron microscopy. The gynoecium has a stigma with stigmatic outgrowths, solid style and tricarpelar and unilocular ovary. The ovary has several seminal rudiments that are originated from the periclinal divisions of the central layer. The ovule is crassinucelate and the dermal layer originates the integuments. The arquesporial cell divides mitotically before meiosis. The meiosis results into a linear tetrad and only the chalazal gynospore is viable. The gynogametogenesis is of the Poligonum type, the nucellus parietal layers are partially degraded during the gynophyte differentiation, and nuclear epidermis divides periclinally in the apical portion. The antipodal cells are ephemeral and the mature gynophyte has two synergids with a developed filiform apparatus, egg cell and secondary nuclei in the micropilar pole. The ovule is anatropous, arillate, bitegmic and with zig-zag micropile. The androecium is constituted of five tetrasporangiate anthers. The parietal layers develop like the Dicotiledoneous type and middle layers are persistent in the mature anther of P. haematostigma. The tapetal cells are polyploids and collapse releasing their contents to the locus. The cytokinesis is of the simultaneous type and most of the tetrads are tetrahedral. The pollen is released during the bicellular stage, has a variable number of colpus in P. elegans and six colporus in P. haematostigma. The sporoderm does not have a basal layer in P. elegans and is thicker than in P. haematostigma. Plastids and mitochondria are enclosed during the generative cell formation and persist until the mature pollen stage.

Bromeliaceae is one of the important neotropical families. It has approximately 3501 species. Pitcairnioideae has about 170 species. The present study aims to analyze and characterize the sporogenesis and gametogenesis in anthers and seminal rudiments of Dyckia polyclada L.B. Sm. (Pitcairnioideae-Bromeliaceae). Dyckia polyclada L.B.Sm. is native and endemic to Rio Grande do Sul and it is found in the central area of the state. The species presents perfect trimerous and heterochlamydous flowers. The androecium consists of six stamens, tetrasporangiate and dorsifixed anthers. Nine different phases of development were defined when it comes to the chemical constituents of the anthers. Only starch was detected in the connective. Starch and reserve lipids were observed in sporangia, microspores and pollen grains. The pollenkitt presents neutral lipids, essential oils and oleoresins in its chemical composition. The ovary in D. polyclada is superior, tricarpellate, trilocular and polispermic. Placentation is axial. The stigma is trífid of the conduplicate spiral. The ovules are anatropous, bitegmic and crassinucellate. The teguments are from dermic origin. The micropyle is formed by the inner tegument. The gametophyte is monosporic of the Polygonum type. The fibrillar aparattus is from pectic nature. Infralocular, labyrinthine and unstructured septal nectaries are present. The chalazal appendix is short and curved toward the raphe and features elongated cells with intracellular spaces. The obturator in D. polyclada has elongated dome-shaped cells and dense, vacuolated cytoplasm, coating the entire placental region. The presented data are unprecedented to the species and contribute to the understanding of the phylogenetic relationships within the family and for better understanding of the functioning of the reproductive process of Dyckia polyclada, given that, for lack of studies, the species is in the category of insufficient data and one cannot diagnose the degree of extinction. / Bromeliaceae é umas das importantes famílias neotropicais. Possui aproximadamente 3501 espécies. Pitcairnioideae apresenta cerca de 170 espécies. O presente trabalho tem por objetivo analisar e caracterizar a esporogênese e a gametogênese em anteras e em rudimentos seminais em Dyckia polyclada L.B. Sm. (Pitcairnioideae-Bromeliaceae). Dyckia polyclada L.B. Sm. é nativa e endêmica do Rio Grande do Sul, sendo encontrada na região central do estado. A espécie apresenta flores perfeitas, trímeras e heteroclamídeas. O androceu é composto por seis estames, anteras tetraesporângiadas e dorsifixas. Quanto a investigação sobre os contítuintes químicos da antera foram definidos nove estádios distintos de desenvolvimento. Apenas amido foi detectado no conectivo. Amido e lipídios de reserva foram observados nos esporângios, micrósporos e grãos de pólen. O pollenkitt apresenta lipídios neutros, óleos essenciais e oleorresinas em sua composição química. O ovário de D. polyclada é súpero, tricarpelar, trilocular e plurispérmico. A placentação é do tipo axial. O estigma é trífido do tipo espiral conduplicado. Os rudimentos seminais são anátropos, bitegumentados e crassinucelados. Os tegumentos são de origem dérmica. O canal micropilar é formado pelo tegumento interno. O gametófito é de origem monospórica e do tipo Polygonum. O aparelho fibrilar é de natureza péctica. Nectários septais infraloculares, labirínticos e não estruturados estão presentes. O apêndice calazal é curto e curvo em direção a rafe e apresenta células alongadas e com espaços intracelulares. O obturador em D. polyclada apresenta células alongadas em forma de domo e citoplasma denso e vacuolado, revestindo toda a região placentária. Os dados apresentados são inéditos para a espécie e contribuem para a compreensão das relações filogenéticas dentro da família e para melhor entendimento do funcionamento do processo reprodutivo de Dyckia polyclada, tendo em vista que a espécie, por falta de estudos, encontra-se na categoria de dados insuficientes e não se pode diagnosticar o grau de risco de extinção.