Teses - Ciências Biológicas (Botânica) - IBB

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https://hdl.handle.net/11449/77201

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Evolução molecular do Complexo IV proteico mitocondrial de plantas carnívoras da família Lentibulariaceae Rich.
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-07-12) Matos, Ramon Guedes [UNESP]; Silva, Saura Rodrigues; Miranda, Vitor Fernandes Oliveira de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As plantas carnívoras ocorrem em ambientes terrestres e aquáticos pobres em nutrientes e possuem armadilhas capazes de atrair, capturar, matar e digerir suas presas para assimilar nutrientes necessários para seu desenvolvimento. Lentibulariaceae é uma das maiores famílias de plantas carnívoras com cerca de 370 espécies organizadas nos gêneros Genlisea A.St.-Hil., Pinguicula L. e Utricularia L. As espécies apresentam alta taxa respiratória mitocondrial e mutações nos genes da citocromo c oxidase I (cox1) do Complexo IV da cadeia respiratória. Estes eventos no gene podem ter alterado a funcionalidade das estruturas proteicas, impactando na adaptação das espécies, conforme é observado nas armadilhas que capturam presas em linhagens de Lentibulariaceae. Porém, tais informações foram baseadas apenas em sequências parciais somente do gene cox1. Visando compreender a história filogenética e os processos adaptativos do grupo, incluindo eventos de seleção nestes genes e mudanças em suas taxas evolutivas, esta tese teve como objetivos: a) investigar o conteúdo dos genes de citocromo c oxidase (Complexo IV), entender a história filogenética, se há seleção nestes genes e analisar a taxa evolutiva destes genes para ajudar a entender melhor o processo adaptativo dessas plantas; b) averiguar a evolução dos genes COX mitocondriais em plantas carnívoras e parasitas para compreender se houve um padrão no processo evolutivo acompanhado do modo de vida extremo e especializado; c) montar o mitogenoma de Genlisea tuberosa para explorar aspectos estruturais e evolutivos a partir de seu conteúdo. Como resultados principais, as mutações no complexo COX indicam que houve uma irradiação adaptativa entre espécies de Utricularia e Genlisea de modos diferentes sobretudo em suas armadilhas. Os resultados deste estudo ressaltam a rápida taxa evolutiva nas mitocôndrias dessas plantas peculiares, assim como refletidos em plantas com estilo de vida parasita. O dinamismo molecular no mitogenoma representado pela perda ou pseudogenização de genes, inserção de genes de outros compartimentos celulares, as repetições longas, bem como mutações acumuladas, pode ser reflexo do estilo de vida carnívoro. A sequência e anotação do mitogenoma de G. tuberosa serão úteis para estudos futuros, sendo pioneiro para o gênero Genlisea, e servirá como modelo para esclarecimentos evolutivos e taxonômicos do grupo, além de melhorar nossa compreensão da evolução do DNA mitocondrial em plantas.
Variação intraespecífica, autofagia e autocitotoxicidade em canais secretores de Anacardium humile a. St.-hil. (Anacardiaceae)
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-06-21) Carvalho, Shelly Favorito de; Machado, Silvia Rodrigues [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Por meio da combinação de diversos métodos em botânica estrutural e biologia celular, neste estudo analisamos comparativamente os canais secretores no caule em sua porção aérea e subterrânea de Anacardium humile A. St-Hil. a fim de acessar variações intraindividuais relacionadas ao ambiente aéreo e subterrâneo; investigar a ocorrência de autofagia e seus tipos, bem como, a ocorrência de autocitotoxicidade e de mecanismos citoprotetores em células epiteliais secretoras de resina. Os resultados mostraram diferenças significativas na distribuição, histoquímica e ultraestrutura das células epiteliais dos canais secretores no caule em sua porção aérea e subterrânea. As células epiteliais dos canais na porção aérea, no pico da secreção, apresentaram formatos e tamanhos variáveis, com núcleo volumoso e citoplasma denso com ribossomos livres, polirribossomos, mitocôndrias com cristas desenvolvidas e plastídios elipsóides com inclusões elétron-opacas circundados por retículo periplastidial. Já na porção subterrânea, as células epiteliais no pico da secreção apresentaram formato e tamanho regulares, um grande vacúolo central, citoplasma reduzido a uma fina camada na periferia da célula e população reduzida de organelas. Dois mecanismos de autofagia foram detectados nas células epiteliais, sendo a macroautofagia encontrada em células ativas em secreção e a microautofagia em células em estágio final de secreção. As mudanças observadas na morfologia das células epiteliais durante o ciclo secretor tais como dilatação acentuada do retículo endoplasmático liso, degradação das cristas mitocondriais e a formação de corpos multilamelares na matriz mitocondrial são fortes indícios de autocitotoxicidade da secreção, enquanto que a presença de HSP70 (heat shock proteins) e o aparecimento de figuras típicas de processo autofágico (fagóforos, autofagossomos e vacúolos autofágicos) foram associadas com mecanismos citoprotetores em resposta aos danos causados pela presença de substâncias tóxicas. O padrão de danos celulares e respostas citotóxicas das células epiteliais dos canais secretores é comum a outras estruturas secretoras de terpenos. A combinação de métodos imunohistoquímicos com análises convencionais e ultracitoquímicas em microscopia eletrônica de transmissão foi eficiente para mostrar que nesta espécie o ambiente abaixo e acima do solo exerce certa influência na organização subcelular e no funcionamento dos canais secretores; que os canais secretores apresentam tipos distintos de autofagia durante o ciclo secretor; que os componentes da secreções terpênicas são tóxicas às próprias células que os produzem, as quais, em reposta aos danos desenvolvem mecanismos citoprotetores. Os resultados obtidos neste estudo incentivam a aplicação de diferentes técnicas de microscopia de luz e eletrônica, incluindo imunolocalização e citoquímica ultraestrutural na área da botânica estrutural e abrem novas perspectivas no estudo da célula secretora em espécies nativas.
Caracterização morfofuncional de idioblastos secretores em Ocotea pulchella (Nees & Mart.) Mez
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-05-16) Bento, Karla Bianca de Deus; Machado, Silvia Rodrigues [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Células isoladas especializadas na secreção de óleo, ou idioblastos secretores, são uma característica relevante da família Lauraceae. Em algumas espécies de Lauraceae, idioblastos secretores de mucilagem juntamente com idioblastos secretores de óleo foram reportadas em seus órgãos vegetativos. Um certo grau de complexidade nas paredes celulares e na compartimentalização da secreção de mucilagem e de óleo tem sido reportado na literatura; no entanto, estudos ontogenéticos e ultraestruturais detalhados comparando esses dois idioblastos são restritos a poucas espécies. Estudos comparativos são necessários para acessar particularidades em sua morfologia, desenvolvimento e funcionamento. Neste estudo, investigamos a distribuição, origem, desenvolvimento e ultraestrutura de idioblastos secretores de óleo e idioblasto secretores de mucilagem no ápice caulinar e folhas de Ocotea pulchella segundo técnicas convencionais em microscopia de luz e eletrônica. Ambos os tipos de idioblastos secretores se originam de células iniciais solitárias aparentemente idênticas, localizadas no meristema fundamental logo abaixo da protoderme. A iniciação dos idioblastos secretores é restrita ao estágio inicial de desenvolvimento dos órgãos caulinares; os idioblastos secretores têm crescimento assíncrono e podem ser encontradas em diferentes estágios de desenvolvimento durante a diferenciação do ápice caulinar e folhas, sendo que o desenvolvimento dos idioblastos secretores de óleo precede o desenvolvimento dos idioblastos secretores de mucilagem. Os idioblastos secretores de mucilagem ocorreram exclusivamente no parênquima paliçádico, enquanto que os idioblastos secretores de óleo ocorreram dispersos no mesofilo (predominantemente no parênquima esponjoso) nervura central e pecíolo. Os idioblastos secretores de mucilagem apresentam secreção de aspecto lamelar consistindo predominantemente de polissacarídeos, enquanto nos idioblastos de óleo a secreção é homogênea, brilhante e contém uma mistura de terpenos, lipídios neutros e ácidos. A abundância de ribossomos livres, retículo endoplasmático rugoso, dictiossomos e numerosas vesículas fundindo-se com a membrana plasmática, além do acúmulo extraplasmático da secreção caracterizaram os idioblastos secretores de mucilagem. A presença de retículo endoplasmático liso, frequentemente com cisternas dilatadas e plastídios polimórficos contendo inclusões osmiofílicas caracterizaram os idioblastos secretores de óleo. Presença de cúpula foi observada unicamente nos idioblastos secretores de óleo sob microscopia de luz. Lamela mediana suberizada entre duas camadas celulósicas nas paredes celulares foi detectada em ambos os idioblastos secretores; contudo, lamela de suberina com aspecto lamelar foi observado sob microscópio eletrônico de transmissão unicamente nos idioblastos secretores de óleo. Os idioblastos secretores de mucilagem maduros eram hipertrofiados e se localizavam em posição subjacente a epiderme. Sinais de desintegração parcial da parede do idioblasto secretor e das células epidérmicas adjacentes, com extravasamento do conteúdo mucilaginoso para a superfície da folha ou para os espaços intercelulares do mesofilo foram frequentemente observados. Paredes labirínticas em padrão reticulado nos idioblastos secretores de mucilagem maduros, presença de camada protetora (aglomerados elétron-densos ramificados na face interna da parede de células do parênquima justapostas ao idioblasto secretores de mucilagem), presença de bainha de células fenólicas ao redor dos idioblastos secretores de óleo, e fusão entre idioblastos secretores óleo adjacentes foram novidades deste estudo. A presença de estruturas secretoras envolvidas na produção contínua de secreções hidrofílica e lipofílica nos meristemas e órgãos em desenvolvimento pode ser um atributo que contribui para a sobrevivência das plantas em áreas ensolaradas, como é o caso de O. pulchella no cerrado. Os dados deste estudo fornecem subsídios para discussões sobre a possível homologia dos idioblastos secretores de óleo e de mucilagem em Lauraceae.
Ciclo circadiano e auxina na modulação da síntese de alcaloides em Annona emarginata H. Rainer
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-25) Matin, Bruna Cavinatti; Ferreira, Gisela [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As plantas da família Annonaceae são conhecidas por produzirem diversos metabolitos especializados, dentre eles os alcaloides destacam-se por sua variedade e funções biológicas de interesse farmacológico e agronômico. A espécie Annona emarginata é nativa e muito utilizada como porta enxerto de espécies comerciais de Annona como a atemóia, além de ser utilizada na recuperação de áreas biodegradas e possuir ampla variedade de alcaloides. É sabido que os alcaloides podem sofrer alterações em sua concentração ou composição de acordo com o ambiente, e que além disso, tais substâncias compartilham parte da sua rota de síntese com o ácido indolilacético (IAA). Assim, o objetivo desse trabalho foi verificar as possíveis alterações da síntese de alcaloides em Annona emarginata dentro de um ciclo circadiano, bem como se a aplicação de IAA modifica a síntese de alcaloides. Além disso, buscamos avaliar possíveis alterações no metabolismo primário das mudas, que pudessem estar relacionadas com as mudanças nos alcaloides. Visando avaliar variações no conteúdo de alcaloides no ciclo circadiano um primeiro experimento foi instalado e com relação à aplicação de IAA e a síntese de alcaloides um segundo experimento foi realizado. Em ambos os experimentos analisamos alcaloides totais e liriodenina, presença e ausência de alcaloides específicos, atividade da nitrato redutase, trocas gasosas, clorofila a fluorescência, açúcares e amido, enzimas antioxidantes, peróxido de hidrogênio e lipoperoxidação. Nossos resultados mostraram que em Annona emarginata existe uma relação entre metabolismo primário e especializado, causando alterações na concentração de alcaloides totais, liriodenina e na presença e ausência de alcaloides específicos em folhas e raízes. Concluímos com o primeiro experimento que o melhor horário de coleta visando extrair maior concentração desses compostos é às 02h00 nas raízes. Quanto ao segundo experimento, verificamos que a aplicação de IAA também causou alterações pontuais no metabolismo primário que resultaram em redução da síntese de alcaloides, além de causar alterações na presença e ausência de alcaloides em raízes de mudas de Annona emarginata, o que foi possível detectar com a inibição do transporte de auxina.
Análises anatômicas e ultraestruturais em folhas de Mimosa (Leguminosae) com diferentes tipos de movimento foliar e influência do cálcio em aspectos estruturais e funcionais dos pulvinos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-02-27) Silva, Stefany Cristina de Melo; Rodrigues, Tatiane Maria [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Leguminosas são caracterizadas pela presença de pulvinos que garantem às folhas capacidade de movimentação em resposta à estímulos endógenos ou exógenos. O funcionamento dos pulvinos está relacionado com mudanças na pressão de turgor e alterações na conformação do citoesqueleto nas células corticais (células motoras), o que envolve proteínas cálcio-dependentes, além das características do sistema vascular, especialmente do floema. Estudos demonstram que pulvinos de folhas com movimentos lentos apresentam cristais prismáticos de oxalato de cálcio na endoderme, enquanto que pulvinos de espécies com movimentos rápidos apresentam endoderme desprovida de cristais. Este trabalho teve como objetivo investigar aspectos anatômicos e ultraestruturais de pulvinos e pecíolos de forma comparativa entre espécies de Mimosa com diferentes tipos de movimento foliar com ênfase nas características subcelulares do floema, além de averiguar se a disponibilidade de cálcio influencia na formação de cristais na endoderme e no funcionamento dos pulvinos. Indivíduos de Mimosa caesalpiniifolia Benth., espécie com movimentos foliares nictinásticos lentos, e Mimosa pudica L., espécie com movimentos foliares seismonásticos rápidos, foram submetidos a 360, 240, 120 e 0 mgL-1 de Ca2+ em meio hidropônico. Pulvinos e pecíolos foram processados segundo técnicas convencionais em microscopia de luz e eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET). Análises utilizando espectroscopia por energia dispersiva foram realizadas ao MEV para quantificação de cálcio; técnica ultracitoquímica foi aplicada para localização de depósitos subcelulares de cálcio ao MET. Os pulvinos de M. caesalpiniifolia apresentam características comumente encontradas em outras espécies de leguminosas, incluindo espécies de Mimosa com movimentos foliares rápidos. Embora seja um aspecto comum para pulvinos com movimentos lentos, a detecção de cristais de oxalato de cálcio na endoderme é uma novidade para pulvinos de Mimosa, corroborando a ideia de que o conteúdo da endoderme dos pulvinos está relacionado ao tipo de movimento foliar apresentado. Proteínas filamentosas, tubulares e corpos paracristalinos foram observados nos elementos de tubo crivado de pulvinos e pecíolos de ambas as espécies, sendo que a abundância de proteína-P pareceu ser maior nos pulvinos que nos pecíolos, o que pode estar relacionado ao envolvimento do floema no funcionamento dos pulvinos. Nos pulvinos e pecíolos de M. pudica, o acúmulo de proteína-P pareceu ser maior que em M. caesalpiniifolia, o que parece ter relação com o tipo de movimento foliar apresentado. Além disso, a abundância de proteína-P no pecíolo de M. pudica sugere o papel do floema peciolar na transmissão basípeta de estímulos dos folíolos para o pulvino. As paredes dos elementos de tubo crivado se mostraram mais espessas nos pulvinos em comparação com pecíolo, especialmente em M. pudica, sugerindo seu envolvimento no transporte radial de íons durante a movimentação foliar. Cristais prismáticos de oxalato de cálcio se formaram na endoderme de pulvinos e pecíolos de M. caesalpiniifolia em todos os tratamentos, exceto na ausência de Ca2+. Nos pulvinos de M. pudica não houve formação de cristais de oxalato de cálcio em nenhum dos tratamentos; por outro lado, nos pecíolos dessa espécie, cristais foram formados em todos os tratamentos, exceto na ausência de cálcio. Em M. caesalpiniifolia, as folhas apresentaram movimentos nictinásticos lentos em todos os tratamentos, inclusive na ausência de cálcio. Plantas de M. pudica mantiveram sua capacidade de movimentação foliar em resposta a estímulos mecânicos, exceto na ausência de Ca2+. Nossos resultados sugerem o maior envolvimento do cálcio nos mecanismos de funcionamento e reações celulares em pulvinos de folhas com movimentos seismonásticos rápidos em comparação com pulvinos de folhas com movimentos foliares nictinásticos lentos.
Respostas estruturais e fisiológicas de espécies de Solanaceae com folhas glabras e pilosas à aplicação de imidacloprido
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-03-01) Nicolai, Juan de; Rodrigues, Tatiane Maria [UNESP]; Ono, Elizabeth Orika [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O imidacloprido (IMI) é o inseticida neonicotinoide mais utilizado nas lavouras para o controle de pragas no Brasil. Estudos têm demonstrado que a aplicação de inseticidas pode levar a alterações em aspectos estruturais e funcionais em diferentes espécies vegetais e que a taxa de absorção foliar dessas substâncias está relacionada a características micromorfológicas da superfície das folhas. Este trabalho teve como objetivo investigar as respostas anatômicas, fisiológicas e bioquímicas à aplicação de IMI em Capsicum annuum que apresenta folhas glabras e Solanum aethiopicum que apresenta folhas pilosas, ambas pertencentes à Solanaceae. IMI foi aplicado por meio de pulverização foliar. Testes de absorção foliar e de molhabilidade foram aplicados. Foram realizadas análises de trocas gasosas, fluorescência da clorofila a,atividade das enzimas peroxidase e superóxido dismutase e de peroxidação lipídica. Análises morfométricas do limbo foliar foram realizadas ao microscópio de luz. 3,3-diaminobenzidina (DAB) foi utilizado para marcação in situ de espécies reativas de oxigênio (ERO). Ambas as espécies apresentaram folhas anfistomáticas revestidas por epiderme unisseriada com células cobertas por cutícula lisa e delgada. Em C. annuum as folhas apresentaram relevo irregular formando áreas de depressão na superfície do limbo. As folhas de S. aethiopicum se mostraram não-molháveis enquanto as folhas de C. annuum foram classificadas como molháveis. Em ambas as espécies, folhas de plantas tratadas com IMI apresentaram maior espessura do mesofilo e marcação mais intensa de ERO. Indivíduos de C. annuum submetidos à aplicação de IMI apresentaram alterações mais severas em aspectos fisiológicos e bioquímicos em comparação com indivíduos de S. aethiopicum, especialmente quanto a taxa de assimilação de CO2, condutância estomática, taxa de transpiração e eficiência instantânea de carboxilação, além de terem apresentado alterações estruturais bastante evidentes como a maior sinuosidade no contorno das células do parênquima paliçádico e aumento da área ocupada por espaços intercelulares no parênquima esponjoso. As alterações mais pronunciadas nos aspectos funcionais e estruturais de C. annuum em resposta à aplicação de IMI podem estar associadas à sua maior molhabilidade e provável maior absorção de IMI.
Biologia reprodutiva em Lentiblariaceae Rich
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-12-22) Rodrigues, Fernanda Gomes; Miranda, Vitor Fernandes Oliveira de [UNESP]; Santos, Elza Maria Guimarães [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Lentibulariaceae é uma família de plantas carnívoras diversa por apresentar alto número de espécies com ampla distribuição e diferentes padrões morfólogicos. Além disso, são encontradas peculiaridades morfológicas (adaptação a diferentes ambientes) e genômicas (redução de genomas) de forma que algumas espécies têm sido propostas como organismos-modelos. No entanto, trabalhos em biologia reprodutiva e ecologia da polinização são escassos, os quais podem ser importantes para maior entendimento e subsídios para a preservação das espécies na família. Buscamos entender qual o estado da arte em biologia reprodutiva de Lentibulariaceae, por meio de uma revisão sistemática abrangente e análise crítica. Além de apontar características florais que possam interferir no sistema reprodutivo, mostramos como atributos florais e o sistema reprodutivo evoluíram na família por meio de uma filogenia existente para o grupo. Por fim, apontamos lacunas metodológicas e expomos direções futuras a trabalhos de biologia reprodutiva na família. Também avaliamos empiricamente, quais características florais são importantes para o sucesso reprodutivo de Utricularia damazioi e de que forma esta espécie anual se mantém em ambientes isolados (campos rupestres, Cerrado). Consideramos o espaço entre o lábio inferior da corola e os órgãos reprodutivos importantes ao encaixe planta-polinizador e consequente sucesso da polinização. Além desta característica, a reflectância floral parece ser promissora na predição de polinizadores. Devido ao seu tamanho e comportamento, abelhas de tamanho médio (~ 10 mm de comprimento) são polinizadores eficazes de Utricularia damazioi. Nesta espécie, quando a polinização cruzada não ocorre, a autopolinização espontânea tardia pode ocorrer. Assim, U. damazioi conta com a produção de sementes por autofecundação na ausência de vetores de polinização e a diversidade genética aumenta em sua presença, mantendo características florais atraentes. Essa flexibilidade representa uma maior possibilidade de manter populações isoladas. Devido à especificidade dos microambientes onde ocorrem espécies de Lentibulariaceae, perturbações antrópicas e ambientais, como aridez sazonal, são capazes de destruir populações, assim como diminuir a ocorrência de polinizadores adequados. Desta forma, as adaptações do sistema reprodutivo que promovem a autogamia, são derivadas na família e podem ter evoluído como respostas a perturbações ambientais e além de ser uma estratégia reprodutiva que mantêm a ocorrência de populações anuais nestes microambientes.
Nanopartículas de prata sintéticas, biogênicas e o nitrato de prata no metabolismo e desenvolvimento de plantas de sorgo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-02-09) Ziotti, Ana Beatriz Sicchieri; Neto, Milton Costa Lima; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As nanopartículas de prata (AgNP) são utilizadas em muitas indústrias e se apresentam como importante ferramenta para agricultura moderna. A produção em larga escala das AgNP utiliza métodos sintéticos que são custosos e tóxicas ao ambiente. Nos últimos anos métodos biogênicos alternativas para obtenção de AgNP vêm se mostrando serem mais econômicas e ambientalmente compatíveis. Recentemente, estudos que relatam prejuízos ao desenvolvimento das plantas submetidas a tratamentos com AgNP vem sendo publicados. No entanto, estes trabalhos são segmentados e discutem a modulação dos eventos fitotóxicos apenas acerca das características físico-queimas e da concentração das AgNP. O objetivo deste trabalho é compreender e comparar, através da biologia de sistemas, o metabolismo fotossintético e antioxidativo de plantas de sorgo expostas a concentrações crescentes de AgNP sintéticas (AgNP-s), biogênicas (AgNP-b) e o nitrato de prata (AgNO3). As AgNP-s utilizadas foram obtidas pela Sigma-Aldrich® e as AgNP-b foram biossintetizadas por fungo marinho. As sementes de sorgo BRS-658 cresceram em concentrações crescentes de AgNP-s e AgNP-b (0, 10, 100, 500 e 1000 uM) em condições controladas. Foram mensurados fluorescência de clorofila a, peroxidação lipídica (TBARS), conteúdo de peróxido de hidrogênio (H2O2), atividade de da superóxido desmutase (SOD), peroxidase do arcorbato (APX) e catalase (CAT). Foram elaboradas redes de correlação de Pearson com os dados obtidos. As plantas submetidas a AgNP-b tiveram a ativação do quenching não-fotoquímico (NPQ) envolvida na manutenção do rendimento quântico efeito (YII) e os tratamentos com AgNP-s não alteraram YII. As respostas antioxidativas foram concentração dependente para tratamentos com AgNP-b, levando a aumentos progressivos na atividade de CAT, APX e SOD. As AgNP-s imprimiram acréscimo na atividade das enzimas apenas na concentração mais severa. As redes de correlação de ambos os tratamentos se mostraram menos conectadas e centralizadas. Embora ambos os tratamentos imprimam perturbações fisiológicas distintas às plantas, AgNO3 e AgNP-b mostraram ser mais prejudiciais do que AgNP-s
Sistemática de Stylosanthes Sw. (Leguminosae – Papilionoideae – Dalbergieae), com ênfase nas espécies ocorrentes no Brasil
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-30) Gissi, Danilo Soares [UNESP]; Fortuna-Perez, Ana Paula [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Stylosanthes Sw. pertence à Dalbergieae, Papilionoideae, Leguminosae e apresenta aproximadamente 50 espécies reconhecidas. Várias espécies do gênero são utilizadas como forrageiras, principalmente por serem colonizadoras de áreas com pouca precipitação e solos de baixa fertilidade. O maior centro de distribuição do gênero está no cerrado brasileiro. Devido à sua importância econômica, estudos relacionados à genética, produtividade, distribuição geográfica, doenças, sistemática e anatomia já foram realizados, entretanto muito ainda precisaria ser feito. Assim sendo, apresento três capítulos para a tese de doutorado. No primeiro, investigamos a anatomia de folíolos e caule para delimitar táxons no complexo de Stylosanthes guianensis. Observamos que na superfície destes órgãos, existem tricomas não glandulares e emergências secretoras. A ausência e presença dessas estruturas, diferenças nas calotas de fibras e no clorênquima se mostraram caracteres valiosos para a delimitação de alguns táxons. No segundo capítulo, publicamos uma nova espécie para o Parque Nacional da Chapada das Mesas no Maranhão. Por fim, no terceiro capítulo, apresentamos o tratamento taxonômico para as espécies ocorrentes na América do Sul, contabilizando 43 espécies, incluindo novidades nomenclaturais como sinonimizações, mudanças de status e tipificações. Também é apresentado uma chave de identificação, avaliações preliminares do estado de conservação, comparações, mapas de distribuição e ilustrações.
Filogenia de Rhynchosia Lour. (Leguminosae, Papilionoideae, Phaseoleae) e revisão taxonômica das espécies ocorrentes na América do Sul
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-10-21) Bezerra, Luisa Maria de Paula Alves; Perez, Ana Paula Fortuna [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Rhynchosia Lour. é o maior e mais diverso gênero da subtribo Cajaninae (Leguminosae, Phaseoleae), compreendendo aproximadamente 230 espécies com distribuição pantropical. A África é o seu principal centro de distribuição, com cerca de 140 espécies, seguido pelo continente americano, onde é registrada a ocorrência de 55 espécies. A revisão taxonômica mais recente para o gênero foi realizada em 1978, que tratou as espécies neotropicais e reconheceu 26 espécies para a América do Sul. Os representantes de Rhynchosia apresentam uma grande diversidade morfológica e, ainda assim, sua delimitação sempre foi dificultada pela uniformidade de alguns táxons, bem como pela semelhança com outros representantes de Cajaninae. Estudos de filogenia molecular reconhecem a monofilia da subtribo Cajaninae e suportam o para e/ou polifiletismo de Rhynchosia. No entanto, tais trabalhos utilizaram uma baixa amostragem deste gênero bem como dos membros da subtribo como um todo e, por isto, estes resultados não são conclusivos. Considerando que o último estudo taxonômico que englobou as espécies ocorrentes na América do Sul encontra-se desatualizado e que a delimitação de alguns táxons permanece problemática, esta tese apresenta uma revisão taxonômica para as espécies sul-americanas de Rhynchosia. Também foi realizada uma filogenia do gênero utilizando uma ampla amostragem de táxons de Rhynchosia bem como de representantes de Cajaninae, abrangendo toda a sua distribuição geográfica. Foram registradas 27 espécies de Rhynchosia para a América do Sul, sendo duas novas espécies aqui descritas, e seis novas sinonimizações e 50 lectotipificações (30 destas de segundo passo) foram propostas. Este trabalho também inclui uma chave de identificação para as espécies sul-americanas, descrição dos táxons, informações das espécies tipo e sinônimos bem como dados de distribuição geográfica e habitat. Foi acessado o estado de conservação das espécies e cinco delas foram classificadas dentro das categorias ameaçadas. As espécies sul-americanas de Rhynchosia ocorrem preferencialmente em ambientes do domínio Cerrado e a maioria são amplamente distribuídas na América do Sul, sendo apenas R. franciscana, R. lewisii e R. mineira endêmicas. Os resultados filogenéticos corroboram os estudos anteriores, suportando o monofiletismo de Cajaninae e o polifiletismo de Rhynchosia, que emergiu em seis linhagens diferentes, uma delas representada apenas por R. volubilis, espécie-tipo do gênero, com outra espécie asiática. Os resultados aqui apresentados, juntamente com novas análises que estão em andamento, irão apoiar uma nova proposta de classificação que será refletida pelas relações filogenéticas dos representantes de Rhynchosia com os demais táxons da subtribo Cajaninae.
Efeitos do estresse hídrico no metabolismo fotossintético e produção de alcaloides em Annona crassiflora Mart. e Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-09-05) Honório, Ana Beatriz Marques; Ferreira, Gisela [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A água juntamente com a temperatura é o recurso determinante para um bom funcionamento e crescimento das plantas, ao mesmo tempo em que é considerada também como um recurso limitante, uma vez que constitui a matriz e o meio onde ocorrem a maioria dos processos bioquímicos essenciais à vida dos vegetais e, para suprir as necessidades intrínsecas ao metabolismo vegetal, as plantas precisam renovar a água que foi transferida para a atmosfera, com o intuito de manter a turgescência das suas folhas e raízes. No entanto, nas últimas décadas o estresse hídrico causado pelas mudanças climáticas, especialmente no regime de chuvas, impactaram a produção vegetal em muitas áreas, afetando a segurança alimentar em ambientes vulneráveis, além disso, o aumento da concentração de CO2 observada na atmosfera nos últimos 150 anos se tornou uma preocupação recorrente, pois, embora tenha sido acompanhado por uma maior assimilação e armazenamento de CO2 em ecossistemas terrestres, há evidências de que este aumento provoca altas temperaturas e intensifica os efeitos causados pelo estresse hídrico, principalmente seca, limitando a capacidade de futuros ecossistemas terrestres de se protegerem das emissões atmosféricas. O estresse hídrico que pode ser conceituado na falta ou excesso de água no solo para a demanda, interfere em processos do metabolismo primário como afeta também o metabolismo especializado das plantas, alterando a produção de compostos químicos que apresentam propriedades funcionais diversificadas com inúmeras atividades biológicas envolvidas nas relações entre as plantas e o ambiente auxiliando na adaptação a mudanças climáticas, além de oferecer proteção a ataque de patógenos e herbívoros, alelopatia, assim como atração de polinizadores. Nesse sentido, para as espécies da família Annonaceae que apresentam produção de diversos metabólitos especializados de interesse, como os alcaloides e que pode ser afetada nos diferentes estádios fenológicos e por variações ambientais como radiação solar, temperatura e umidade se torna indispensável obter informações que visem avaliar o desempenho desse grupo de plantas, em especial Annona crassiflora Mart. e Annona emarginata (Schltdl.) H. Rainer. em condições diversas de disponibilidade hídrica, para que haja entendimento do efeito da seca como do alagamento na produção e adaptação mediante estresse hídrico.
Aspectos morfológicos, funcionais e evolutivos da bainha do feixe em folhas homobáricas e heterobáricas de leguminosas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-07-01) Palermo, Fernanda Helena [UNESP]; Rodrigues, Tatiane Maria [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Os feixes vasculares imersos no mesofilo das folhas são rodeados por células que formam a bainha dos feixes. Em diversas espécies vegetais, essa bainha pode se projetar em direção à epiderme de ambos os lados do limbo foliar constituindo extensões da bainha dos feixes (EBF). Folhas que apresentam o mesofilo compartimentalizado pela presença de EBF são denominadas heterobáricas, enquanto que folhas desprovidas de EBF são classificadas como homobáricas. Embora a presença/ausência de EBFs seja um caráter constitutivo entre as espécies, fatores climáticos parecem afetar o desenvolvimento dessas estruturas. A compartimentalização do mesofilo pela EBF está associada a diferenças nos aspectos funcionais das folhas heterobáricas e homobáricas, o que pode estar relacionado a peculiaridades ultraestruturais das células da bainha dos feixes. Diferenças nos aspectos funcionais entre espécies com folhas homobáricas e heterobáricas como condução de água, luminosidade e gases, tem sido relacionado ao sucesso da colonização de diferentes ambientes pelas plantas. Este trabalho teve como objetivo caracterizar a ultraestrutura das células da bainha do feixe em folhas homobáricas e heterobáricas e investigar a influência da luz e disponibilidade hídrica no desenvolvimento e funcionamento das EBF, além de elucidar como se deu a evolução dessa característica anatômica dentro de um Clado de Leguminosae. Indivíduos de Machaerium acutifolium Vogel que apresentam folhas heterobáricas e de Dimorphandra mollis Benth que possuem folhas homobáricas foram submetidos a diferentes condições de luz e disponibilidade hídrica em casa de vegetação. Folhas formadas após a aplicação dos tratamentos foram processadas para análises ao microscópio de luz e a distância entre as bainhas dos feixes foi medida; além disso, os índices de trocas gasosas foram mensurados com IRGA. Amostras do limbo foliar de ambas as espécies ocorrentes em ambiente natural do cerrado foram processadas para análises ao microscópio eletrônico de transmissão. Folhas de 75 espécies de Adesmia DC., Amicia Kunth, Nissolia Jacq., Poiretia Vent. e Zornia J.F. Gmel., foram obtidas de herbários nacionais e internacionais e processadas para estudos anatômicos a fim de se obter o mapeamento da distribuição de espécies com folhas homobáricas e heterobáricas no clado Adesmia e buscar associações entre o hábito de vida e área de ocorrência dessas plantas e o tipo foliar. A distância entre as bainhas dos feixes não variou entre as duas espécies mantidas sob diferentes condições de luz e disponibilidade hídrica. M. acutifolium apresentou menores taxas de assimilação, transpiração e condutância estomática e maiores valores de eficiência do uso da água em comparação com D. mollis, independente do tratamento a que foram submetidas. Esses resultados podem indicar que as EBF podem estar associadas a estratégias inerentes das espécies com folhas homobáricas e heterobáricas para uso de água e luz. Ultraestruturalmente, as células da bainha do feixe em D. mollis apresentaram campos de pontoações primárias com plasmodesmos bastante amplos indicando que a rota simplástica de transporte de água e solutos entre as nervuras e o mesofilo parece ser favorecida nessa espécie. As células da bainha do feixe de M. acutifolium mostraram menor abundância de plastídios com tamanho menor e tilacóides menos desenvolvidos em comparação com D. mollis, o que corrobora a ideia de que as células das EBF podem facilitar a penetração da luz no mesofilo por serem mais translúcidas. A análise da distribuição de espécies com diferentes tipos foliares no clado Adesmia mostrou que a presença/ausência de EBF parece estar relacionada ao hábito de vida e ao grupo taxonômico; nossos dados sugerem que esse caráter parece ter evoluído de folhas heterobáricas para homobáricas no grupo estudado. Os resultados obtidos mostram novas perspectivas para o estudo do desenvolvimento e funcionamento das extensões de bainha do feixe, gerando informações sobre os aspectos ecológicos, fisiológicos e evolutivos das espécies estudadas.
Filogenia de Croton subgênero Adenophylli (Griseb.) Riina, B.W. Van Ee & P.E. Berry (Euphorbiaceae) e revisão das espécies de C. seção Adenophylli Griseb. ocorrentes no Brasil
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-08-01) Sodré, Rodolfo Carneiro; Silva, Marcos José da; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Croton é o décimo primeiro gênero mais diverso de Angiospermas com cerca de 1300 espécies dispersas pelos trópicos, 712 delas americanas. Quatro subgêneros são reconhecidos para Croton, sendo C. subg. Adenophylli exclusivamente americano e composto por duas seções: C. sect. Adenophylli e C. sect. Cyclostigma, além de três espécies sem posição seccional definida. Croton sect. Adenophylli é a maior do gênero com ca. 170 espécies e seis subseções: Adenophylli, Caribaeus, Laceratoglandulosus, Meridionalis, Pungentes e Velamea. Croton subg. Adenophylli e suas infracategorias têm sido consideradas monofiléticas, mesmo que a amostragem utilizada para realizar os estudos filogenéticos compreenda menos de 40% das espécies. A seção Adenophylli reúne táxons reconhecidos pelo hábito geralmente subarbustivo ou arbustivo com tricomas estrelados, folhas com ou sem glândulas no ápice do pecíolo, base e, ou margem da lâmina, inflorescências com címulas unissexuais, flores pistiladas usualmente sésseis ou subsésseis e columela do fruto com três apêndices ascendentes e usualmente inflados ventralmente. Croton sect. Adenophylli repete a distribuição de seu subgênero e embora seja bem delimitada morfologicamente, é uma das mais complexas e pouco estudadas taxonomicamente do gênero. No Brasil, a seção Adenophylli é uma das mais diversas com cerca de 50 espécies de norte a sul do país, mas reconhecidas, sobretudo, a partir de estudos desenvolvidos no século XIX (e.g., Flora Brasiliensis) e frequentemente encontradas em herbários nacionais sem identificação ou equivocadamente identificadas. Essa tese teve como principais objetivos: a) reconstruir filogenias para C. subg. Adenophylli a partir de uma amostragem que contemple a diversidade morfológica e de habitats de suas espécies, com intuito de testar seu monofiletismo, e o de suas infracategorias; b) determinar a posição sistemática de espécies não posicionadas em nenhuma das subseções ou seções do subgênero Adenophylli; c) propor uma classificação para o subgênero Adenophylli baseado nas filogenias obtidas, e, d) revisar a taxonomia das espécies da seção Adenophylli ocorrentes no Brasil. As reconstruções filogenéticas foram feitas pelos métodos de Máxima Parcimônia, Máxima Verossimilhança e Análise Bayesiana baseada em sequências do DNA plastidial (trnL-F) e nuclear (ITS 1+5.8S+ITS2), enquanto a revisão contemplou tanto coletas e observações das espécies em campo, como estudos de coleções herborizadas e de literatura especializada. Os resultados da tese são apresentados sob a forma de dois capítulos, o primeiro deles tratando da filogenia de Croton subg. Adenophylli, na qual amostramos 119 espécies, recuperamos a maioria das seções e subseções como monofiléticas, estas últimas com circunscrições ampliadas, e propomos Croton sect. Pulegiodorus e C. sect. Pycanthi para acomodar espécies sem posição sistemática ao nível de seção definida. O segundo capítulo trata da revisão taxonômica das espécies de Croton seção Adenophylli ocorrentes no Brasil, onde são reconhecidas 23 espécies contrastadas em uma chave, descritas, ilustradas, mapeadas e comentadas quanto a distribuição geográfica, estado de conservação, preferências ambientais, épocas de floração e frutificação, relacionamento morfológico e história taxonômica.
Revisão taxonômica e filogenia de Mimosa sect. Mimosa ser. Mimosa subser. Polycephalae (Benth.) Barneby emend. T.P. Mendes & M.J. Silva (Fabaceae, Caesalpinioideae)
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-07-18) Mendes, Thainara Policarpo; Silva, Marcos José da; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Com cerca de 751 gêneros e 19.500 espécies, Fabaceae é a terceira maior família de Angiospermas e a mais numerosa do Brasil com 222 gêneros e 2.756 espécies. Compreende seis subfamílias, sendo Caesalpinioideae a segunda mais diversa com cerca de 4.400 espécies e 148 gêneros, com Mimosa L. um dos maiores e mais complexos taxonomicamente com cerca de 600 espécies. Este gênero, pertence ao clado mimosoide, possui distribuição Pantropical, e tem no Brasil o seu principal centro de diversidade com 369 espécies distribuídas, sobretudo, pelos Domínios Fitogeográficos Cerrado e Mata Atlântica, onde muitas delas são endêmicas. Mimosa compreende cinco seções, sendo a sect. Mimosa a segunda mais numerosa com 177 espécies distribuídas em três séries (Myriophyllae Benth., Mimosa Barneby e Modestae Benth.) e 37 subséries, entre as quais se destaca a subsérie Polycephalae (Benth.) Barneby por ser a maior do gênero com 25 espécies endêmicas do Cerrado. Embora esta subsérie inclua plantas subarbustivas ou arbustivas com ramos delgados e sem acúleos, folhas com um par de pinas, flores com cálice paleáceo de lobos fimbriados e estames monadelfos, seus representantes apresentam variações no aspecto de crescimento, tipos de indumento e tricomas, morfologia vegetativa, floral e diversificados tipos de sinflorescências e aspectos de craspédios, fato que torna a taxonomia de algumas de suas espécies complexa, especialmente daquelas com variedades (e.g. M. calocephala Benth., M. hypoglauca Mart., M. lanuginosa Glaz. ex Burkart, M. papposa Benth., M. polycephala Benth., M. pseudoradula Glaz. ex Barneby e M. radula Benth.) descritas a partir de uma ou poucas coleções, usualmente mais diferentes entre si, quando comparadas com suas congêneres. Ainda, táxons de M. subser. Polycephalae apresentam problemas de tipificação, são escassamente ilustrados e têm suas distribuições geográficas pouco conhecidas, além de carecerem de uma avaliação de status de conservação, o que torna o grupo promissor para estudos botânicos. Visando contribuir com o conhecimento evolutivo e taxonômicos dos representantes de Polycephalae o grupo foi alvo dessa tese de doutorado que compreende seis manusritos. O primeiro trata da reconstrução filogenética da subsérie baseada nas regiões trnD-T (cpDNA) e ITS (nrDNA) por meio dos métodos de Máxima Verossimilhança e Inferência Bayesiana. Recuperamos M. subser. Polycephalae como polifilética com parte de seus táxons mesclada em um clado maior com M. discobola Barneby (M. subser. Discobolae), M. dicerastes Barneby (subser. Dicerastae), M. procurrens Benth., M. grossa (Barneby), T.P. Mendes & M.J. Silva M. hirsutissima Marth., M. lupinoides Chodat & Hassl. e M. vestita Benth. (subser. Hirsutae) e M. skinneri Benth. (M. ser. Modestae) ou em um clado menor com M. cyclophylla Barneby e M. brevicalyx T.P. Mendes & M.J. Silva relacionando a táxons das séries Mimosa, Polycarpae, Dolentes e Mimosa, o que nos direcionou a propor uma nova circunscrição baseada em um grupo monofilético composto por 40 espécies, que surgiu a cerca de 3,8 Ma. O segundo se refere à revisão taxonômica de M. subser. Polycephalae, que com a sua nova circunscrição, passa a compreender 39 espécies, as quais seguem descritas, contrastadas através de uma chave, comentadas e mapeadas quanto as suas distribuições geográficas, ambientes preferenciais, estados de conservação, relações morfológicas, períodos de floração e frutificação, além de ilustradas e fotografadas em seus caracteres diagnósticos. Neste, apresentamos ainda quatro lectotipificações de segundo passo, a transferência M. setifera para Mimosa sect. Mimosa ser. Mimosa subser. Pudicae, assim como cinco espécies novas (M. cavalcantina T.P. Mendes, Marc. F. Simon & M.J. Silva, M. gustavoi T.P. Mendes, Marc.F. Simon & M.J. Silva, M. venosa T.P. Mendes, Marc.F. Simon & M.J. Silva, M. brevicalyx T.P. Mendes & M.J.Silva e M. pseudoracemosa T.P. Mendes, Marc.F. Simon & M.J. Silva, as duas últimas já publicadas. O terceiro trata de ajustes taxonômicos e nomenclaturais, onde a partir do estudo de todas as coleções tipos do grupo e de coletas próprias, herborizadas e dos seus representantes em campo, propomos 13 sinônimos, cinco novos status e 14 lectotipificações sendo 10 de segundo passo e cinco novos níveis de variedades à espécie. O quarto se refere à descrição de três novas espécies, escrito nos moldes tradicionais e está em processo de publicação. O quinto e o último já foram publicados e tratam de descrição de novas espécies, sendo que no quinto as identidades foram baseadas em dados moleculares, morfológicos, micromorfológicos e anatômicos, enquanto que no sexto além da descrição de uma nova espécie, propomos uma nova classificação para as variedades de M. pseudoradula, táxons relacionados ao descrito como novo.
Influência do excesso de cobre e zinco nos aspectos estruturais e funcionais de Cuphea calophylla Cham. & Schltdl. (Lythraceae) com ênfase no sistema secretor
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-02-23) Seixas, Diana Pacheco; Rodrigues, Tatiane Maria [UNESP]; Boaro, Carmen Sílvia Fernandes [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Áreas destinadas a atividade agropecuária frequentemente apresentam solos contaminados pelo excesso de elementos tóxicos, em especial Zinco (Zn) e Cobre (Cu). Em baixas concentrações esses elementos são micronutrientes essenciais para as plantas, porém, em excesso podem causar alterações na estrutura e funcionamento vegetal. Cuphea calophylla Cham. & Schltdl. (Lythraceae) é uma espécie subarbustiva nativa do Brasil popularmente utilizada no tratamento da hipertensão e na produção de saponáceos, sendo naturalmente encontrada em áreas ruderais e de pastagem. Esse trabalho teve como objetivo ampliar o conhecimento sobre o sistema secretor de C. calophylla e investigar a influência do excesso de Zn e Cu em aspectos estruturais e funcionais dos órgãos vegetativos da espécie. Indivíduos ocorrentes em área de pastagem com excesso de Zn e Cu e em área preservada foram amostrados; plantas também foram submetidas ao excesso de Zn, Cu e Zn+Cu em condições hidropônicas. Amostras de raiz, caule e folhas foram processadas segundo técnicas usuais em microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura e transmissão; dados morfométricos foram obtidos ao microscópio de luz. Índices de trocas gasosas foram analisados usando analisador de gases por infravermelho (IRGA). O nível de estresse oxidativo foi mensurado por meio da quantificação de peróxido de hidrogênio (H2O2) e peroxidação lipídica; moléculas de H2O2 foram histolocalizadas com 3,3-diaminobenzidine-DAB. A concentração de Zn e Cu nas estruturas secretoras foi detectada utilizando EDS-MEV. A composição química do extrato produzido pelo eixo vegetativo aéreo foi analisada por cromatografia líquida de alta performance (HPLC). Emergências glandulares volumosas produtoras de substâncias fenólicas, mucilagem e lipídios foram observadas em caules e folhas. Células epidérmicas bicompartimentalizadas secretoras de compostos fenólicos e mucilagem foram observadas no limbo foliar. Hidatódios ocorreram no bordo do limbo foliar e foram aqui descritos pela primeira vez para o gênero. Plantas em área de pastagem e indivíduos submetidos ao excesso de Zn e/ou Cu em hidroponia apresentaram compactação do mesofilo foliar. Plantas mantidas sob excesso de Zn apresentaram maior densidade de células epidérmicas secretoras nas folhas, enquanto que plantas sob excesso de Cu produziram emergências glandulares com menor comprimento. Zn e Cu foram detectados nas emergências glandulares e nas células epidérmicas secretoras sugerindo o envolvimento do sistema secretor na eliminação do excesso desses metais. O excesso de Cu promoveu aumento dos espaços intercelulares nas raízes. Alterações nas membranas internas de mitocôndrias e cloroplastos foram observadas em plantas sob excesso de Zn. Marcação intensa para H2O2 foi detectada em folhas e raízes de plantas sob excesso de Zn e/ou Cu. Maior número de compostos químicos foi detectado em plantas sob excesso de Cu, porém a produção de ácido elágico e ácido gálico não 2 foi alterada com o excesso de Zn e Cu. Apesar do indicativo de estresse oxidativo nas raízes, plantas sob excesso de Zn mantiveram o metabolismo fotossintético, enquanto que plantas sob excesso de Cu tiverem redução na assimilação de carbono. Os resultados obtidos sugerem que C. calophylla é tolerante ao excesso de Zn e suscetível ao excesso de Cu. Considerando o aumento exponencial de áreas com solos contaminados por excesso de Cu e Zn devido ao avanço da agropecuária no Brasil, nossos resultados se tornam relevantes uma vez que geram subsídios para predições dos efeitos de ações antrópicas na estrutura e funcionamento dos vegetais, reforçando a importâncias dos esforços para o manejo e conservação de espécies vegetais nativas.
Efeitos da florivoria sobre a sinalização química e visual em interações planta-polinizador
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-01-18) Tunes, Priscila Teixeira [UNESP]; Santos, Elza Maria Guimarães [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Interações bióticas demandam o estabelecimento prévio de vias de comunicação planta-animal, as quais são essencialmente moduladas por sinais visuais e químicos. Dentre os caracteres relacionados à polinização, a cor, o padrão de coloração, a forma floral e a emissão de compostos voláteis florais desempenham papel fundamental na atração dos polinizadores. Entretanto, as pistas visuais e químicas podem ser utilizadas para a localização das flores não apenas pelos polinizadores, mas também por florívoros, sendo que a atuação de ambos pode ser simultânea e conflitante. A interface florívoro-flor-polinizador, ainda pouco explorada, constitui-se em um sistema apropriado e bastante interessante para o entendimento das complexas interações envolvendo angiospermas e seus visitantes florais. Esse cenário indica a importância de ampliarmos e aprofundarmos estudos envolvendo interações múltiplas para alcançarmos uma compreensão mais consistente sobre o processo de polinização animal, que media a reprodução de cerca de 94% das espécies vegetais tropicais. Há lacunas substanciais nas pesquisas sobre a ocorrência da florivoria em sistemas naturais, especialmente sobre os fatores ambientais e ecológicos que modulam esta interação e seus efeitos sobre a polinização e reprodução das plantas. Apesar de haver um crescente número de publicações que têm se concentrado nos efeitos da florivoria sobre o sucesso reprodutivo vegetal, são poucos os estudos que exploram as modificações decorrentes da florivoria nos atrativos florais químicos e visuais e nas vias de comunicação entre planta e polinizador. Nesse sentido, o presente estudo visa ampliar o conhecimento sobre as bases das interações florívoro-planta-polinizador. Assim, apresentamos cinco capítulos em que exploramos, de forma complementar, diversos aspectos da interação florívoro-flor-polinizador, envolvendo a incidência da florivoria, seus possíveis moduladores ambientais, seu impacto sobre os atrativos florais químicos e visuais, e seu o impacto sobre a polinização de espécies vegetais tropicais. Em síntese, verificamos que uma ampla gama de espécies vegetais sofre florivoria e que a ação dos florívoros afetou os caracteres químicos e visuais de maneira espécie-específica, sendo que, na maioria dos casos, a florivoria não afetou as características do odor floral. Adicionalmente, constatamos que a simetria floral, a área 10 floral e a integridade de seu contorno não são essenciais para a manutenção da interação com abelhas polinizadoras. Deste modo, concluímos que os efeitos da florivoria sobre atrativos florais isolados pode não ser suficiente para gerar uma resposta comportamental dos polinizadores que seja prejudicial à polinização, especialmente porque diversos grupos de polinizadores se utilizam de pistas multimodais para forragear e visitar flores. Nosso estudo destaca a complexidade intrínseca às interações florívoro-flor-polinizador e ressalta a necessidade de aprofundarmos nossos conhecimentos sobre o tema para que possamos desvendar e compreender padrões macroecológicos de florivoria e suas possíveis consequências para a comunicação flor-polinizador e, consequentemente, para a polinização das espécies vegetais.
Reguladores vegetais modulam a síntese de alcaloides e o perfil de voláteis foliares em mudas de Annona emarginata (Annonaceae)?
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-02-19) Sousa, Marília Caixeta; Chacón, Iván de la Cruz; Ferreira, Gisela [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
As plantas da família Annonaceae são conhecidas por produzirem diversos metabolitos especializados, dentre eles, alcaloides e voláteis de interesse farmacológico. No entanto, não há relatos de como seu metabolismo especializado (ME) pode responder a aplicação exógena de reguladores vegetais e como é possível a modulação ser associada ao metabolismo primário (MP). Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas do ME e MP de Annona emarginata em função da aplicação dos reguladores vegetais. Para isso plantas jovens foram tratadas com auxina, metil jasmonato, ácido salicílico e ácido abscísico em várias concentrações. Para conhecer o efeito particular da auxina foi realizado um segundo experimento que utilizou a auxina e seu inibidor observando a resposta em vários momentos após a aplicação. As respostas avaliadas do ME foram a quantificação dos alcaloides totais, da oxoaporfina liriodenina, perfil de alcaloides em raízes e o perfil de voláteis foliares. Para o MP foram determinadas as variáveis de trocas gasosas e fluorescencia da clorofila a. O uso de reguladores vegetais em A. emarginata apresentou efeito negativo nas variáveis de trocas gasosas, ocasionando diminuição da assimilação de CO2 e eficiência de carboxilação da enzima Rubisco. A aplicação de auxina a 10-6 M e do ácido salicílico a 10-3 M ocasionou incremento de alcaloides totais e liriodenina. Todos os reguladores alteraram a composição dos voláteis foliares, sendo que a auxina, metil jasmonato e ácido salicílico diminuiram a proporção relativa de monoterpenos, e o ácido abscísico provocou alterações nos sesquiterpenos. Com isso foi possível demonstrar que A. emarginata altera o fluxo energético entre metabolismo primário e especializado em função do regulador vegetal aplicado e que o número e proporção de metabolitos especializados também são modulados de acordo com o tratamento empregado.
Fluorometria, conteúdo de açúcares, crescimento e atividade de enzimas antioxidantes em plantas de Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom em resposta a subdoses de boro
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019-05-28) Cruz, Janaina Oliveira; Rodrigues, João Domingos [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O mineral boro (B) está relacionado a uma série de processos fisiológicos das plantas tais como: estrutura da parede celular; respiração; metabolismo de carboidratos; metabolismo de RNA; transporte de metabólitos, entre outros. O B é absorvido pelas raízes por difusão na forma de ácido bórico, sendo transportado em seguida via xilema pela taxa transpiratória e pode formar complexos estáveis com moléculas do grupo cis-hidroxila, formando complexos B-poliol que podem se movimentar no interior vegetal. A deficiência de B ocasiona rápida inibição do crescimento das raízes primárias e laterais, limitando o crescimento e divisão celular. Em vista disso, esta pesquisa tem como objetivo elucidar melhor o papel do mineral boro no metabolismo e transporte de açúcares em plantas de Solanum lycopericum cv. Micro-Tom. Para tal, foram realizados dois experimentos, o primeiro instalado em casa de vegetação no Departamento de Botânica do Instituto de Biociências de Botucatu, UNESP, SP e o outro em câmara de crescimento no Departamento de Biologia Vegetal do Instituto de Biociências, Universidade de Lisboa, Portugal. O primeiro experimento foi conduzido com delineamento de blocos ao acaso com três repetições, constituído de diferentes concentrações de boro em hidroponia. O segundo experimento foi conduzido em vasos com perlite em delineamento de blocos ao acaso com três repetições. As concentrações utilizadas em todos os experimentos foram: 0; 15,6; 31,12; 62,25; 124,5; 249 e 498 µg L-1 (controle) de boro na forma de ácido bórico. No primeiro experimento foi avaliado a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), peroxidase (POD) e catalase (CAT); teor de proteínas totais solúveis; taxa da peroxidação lipídica (MDA); teores de sacarose, açúcares redutores e amido em folhas; produção de biomassa e teor de boro foliar. No segundo experimento foi avaliado a produção de biomassa, os teores de sacarose, açúcares redutores e amido em folhas e a fluorometria. No primeiro experimento foi observado que as baixas concentrações, 0 e 15,6 µg L-1 de B apresentaram os menores valores de produção de fitomassa de raiz, haste, folha, redução do crescimento absoluto e baixo teor de B foliar. Além disso, ainda ocasionou maior atividade das enzimas peroxidase e superóxido dismutase, maior taxa na produção de MDA e variações no conteúdo de amido aos 14 e 21 dias após o início dos tratamentos (DAT), açúcares redutores aos 14 e 28 DAT, e sacarose aos 7 e 21 dias após os tratamentos. No segundo experimento foi observado a não influência das diferentes concentrações de B na fluorometria; entretanto, a produção de massa (raiz, haste, folha e flor) foi maior no tratamento controle. Já os teores de açúcares, amido e açúcares redutores nos tratamentos com ausência de B e de menor concentração apresentaram maiores valores em relação ao controle. Em geral, a variação da disponibilidade de B interferiu diretamente no metabolismo e crescimento de plantas de tomate cv. Micro-Tom, em ambas as situações avaliadas.
Efeito da altitude na diversidade química e genética de Lychnophora pinaster Mart.
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-02-25) Portella, Roberto de Oliveira; Marques, Marcia Ortiz Mayo [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Lychnophora pinaster Mart. (Asteraceae) é considerada uma espécie endêmica do Cerrado, utilizada na medicina tradicional e distribuída no gradiente de altitude das serras do estado de Minas Gerais. Essas variações de altitude das serras podem modificar os fatores climáticos que moldam os padrões de isolamento geográfico entre as populações e atuam como fatores na seleção natural, interferindo na diversidade genética e na diversidade da composição química dos óleos essenciais de espécies endêmicas. Diante do trecho descrito anteriormente, o objetivo deste estudo foi avaliar a influência da altitude na diversidade genética e na composição química de óleos essenciais de populações de L. pinaster encontradas em diferentes altitudes. Indivíduos de Lychnophora pinaster de cinco populações de duas regiões do estado de Minas Gerais (Norte e Região metropolitana de Belo Horizonte) tiveram seus óleos essenciais analisados, e indivíduos de oito populações encontrados em três regiões (Norte; Região metropolitana de Belo Horizonte; e Campo das Vertentes) tiveram seus dados genômicos analisados por marcadores SNP. Os principais resultados indicaram que as populações de L. pinaster apresentam elevada diversidade genética e química. Os compostos majoritários nos óleos essenciais foram 14-hidróxi-α-humuleno (GM e DI), cedr-8(15)-en-9-α-ol (ODMa), 14- acetoxi-α-humuleno (SRM) e 4-oxo-15-nor-eudesman-11-eno (SM). Além disso, cada popu- lação apresenta uma composição química distinta de óleos essenciais, fortemente determinada por diferentes fatores climáticos. Altitudes elevadas (1366 m e 1498 m) encontradas na Região metropolitana de Belo Horizonte sofrem com os efeitos da precipitação e da amplitude térmica diurna, expressos na composição química dos óleos essenciais, e as populações encontradas em baixas altitudes (<900 m) são fortemente influenciadas por temperaturas máximas e mínimas e umidade relativa. Os dados genéticos indicam que as populações de L. pinaster apresentam segregação espacial alélica, determinada pelas serras de Minas Gerais, de forma que as faixas de altitude determinaram a diversidade genética de L. pinaster.
Defesa química, fenologia e desempenho fotossintético de Capsicum baccatum var. baccatum (solanaceae) em seringais do noroeste paulista
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-02-26) Santos, Alessandra Aparecida dos; Boaro, Carmen Silvia Fernandes; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este estudo objetivou investigar os mecanismos de defesa química foliar de Capsicum baccatum var. baccatum e metabolismo fotossintético em duas áreas de cultivo de seringueira no noroeste paulista. As avaliações sobre fenologia ocorreram entre abril de 2018 e abril de 2019, as de fluorescência da clorofila a, trocas gasosas, disponibilidade hídrica (CRA e potencial hídrico foliar) em abril de 2019, as de massa seca dos órgãos em novembro de 2019, a quantificação de voláteis e α-solanina e de carboidratos ocorreram em abril e novembro de 2019 (meses de estação seca e chuvosa, respectivamente). O delineamento foi inteiramente ao acaso no sentido de compreender os mecanismos de defesa contra inseto galhador dessa pimenteira em duas áreas de mesma pluviosidade e temperatura, sendo um seringal antigo e maior e o outro mais jovem e menor. Foram marcadas 15 pimenteiras por área para avaliar os parâmetros metabólicos de defesa e fotossintéticos (totalizando 30 pimenteiras). O glicoalcalóide α-solanina foi extraído em solução butanólica e quantificado através de cromatografia líquida de alta eficiência. Os voláteis foliares foram capturados pela técnica de SPME analisados por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massas. Avaliação das trocas gasosas foram feitas a partir de analisador de CO2 e vapor d’água por radiação infravermelha (Infra Red Gas Analyser – IRGA, modelo LI-6400, Li-Cor) e a fluorescência foi realizada através de fluorômetro portátil de luz modulada acoplado ao GSF 3000 sob irradiância saturante (LED-Array 3055-FL PAM-Fluorômetro).O conteúdo relativo de água foi realizado através de aparato WP4 para investigar a influência da disponibilidade de água sobre a produção de defensivos químicos entre as duas áreas. A defesa da pimenteira Cumari é apresentada neste trabalho pela produção de voláteis como heptanal, (E)-2-heptanal, octanal, nonanal, decanal, (E)- cariofileno, do glicoalcaloide α-solanina e o açúcar trialose, relacionados com a ação de inseto galhador, disponibilidade hídrica e excesso de minerais no solo. Uma discussão sobre a fenologia reprodutiva e vegetativa desta pimenteira ao longo de um ano é oferecida.

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