Publicação: Caracterização estrutural e histoquímica da corola de representantes de Bignonieae e Aliança Tabebuia ocorrentes em cerrado
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Data
2024-03-27
Autores
Orientador
Machado, Sílvia Rodrigues 
Coorientador
Santos, Elza Maria Guimarães
Gonçalves, Letícia de Almeida
Pós-graduação
Biologia Vegetal - IBB 33004064025P2
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (inglês)
Bignoniaceae Juss. It is made up of 112 genera and 840 species of pantropical distribution, represented by trees, shrubs or lianas, many used for ornamentation and medicinal purposes. Representatives of this family are included in six tribes (Bignonieae, Catalpeae, Jacarandeae, Oroxyleae, Tecomeae and Tourrettieae) and two clades informally named “Tabebuia Alliance” and “Paleotropical Clade”. The Bignonieae Dumort tribe. contains 21 genera and 393 species, the majority of which are neotropical; The “Tabebuia Alliance” clade is the second largest in Bignoniaceae, composed of 14 genera and 147 species. Both clades are well represented in Cerrado formations in the Central-West region of Brazil; its flowers are zoophilous and pollinated predominantly by medium to large bees, with Pyrostegia venusta being pollinated by hummingbirds. The corolla is the main floral whorl involved in attracting pollinators, since the petals contain visual, tactile and olfactory signals that influence the reproductive success of plants. The structural characteristics of the corolla, such as the shape of the epidermal cells and the roughness of the cuticle, have a strong association with the attractive function, acting on the absorption and reflection of light and facilitating the adherence and locomotion of the pollinator on the petal. The characteristics of the mesophyll also seem to influence the attractive function, since the arrangement of its cells can increase the reflection of solar rays. Furthermore, the presence of external and internal secretory structures in the corolla, especially those specialized in the synthesis and elimination of volatile compounds, play a role in the interaction with pollinators. Despite the proven relevance of the morphological and histochemical characteristics of the corolla in studies of reproductive biology and pollination ecology, the structural diversity of the corolla and its implications for interactions with pollinators in Bignoniaceae is little known. Therefore, detailed studies of the corolla with this focus are necessary. In this study, the micromorphology of the corolla and the anatomy and histochemistry of the petals of 18 species of the Bignonieae tribe and three species of the genus Handroanthus Mattos belonging to the “Tabebuia Alliance” clade were analyzed. The presence of osmophores was tested in newly opened flowers using Neutral Red (VN). Next, the stained regions were cut, fixed and processed for light microscopy (ML) and scanning electron microscopy (MV) studies. The VN test revealed distinct patterns of osmophore distribution in fourteen species of Bignonieae and two species of Handroanthus. All melitophilous species of Bignonieae presented conical-papillose cells on the adaxial surface of the epidermis, with the exception of the petal of Pyrostegia venusta with flat cells, pollinated by hummingbirds. Most of the xi species analyzed had rough cuticles, with striations. The mesophyll ranged from thin (0.08 to 0.16 µm) to thick (0.18 to 0.43 µm) and was made up of columnar, isodiametric or armshaped parenchyma cells with many intercellular spaces, characterizing aerenchymatous parenchyma. In regions previously stained with VN, starch grains, lipid drops and terpenoids were observed in the epidermis (with or without glandular trichomes) and subepidermal parenchyma, confirming the presence of osmophores. Variations in the pattern of distribution and structure of osmophores between species visited by bees, including variations within the same genus of Bignonieae, are new to this study. Variations in the pattern of osmophores, surface microstructure and anatomical characteristics of the mesophyll of Bignonieae petals generate a set of floral characteristics that can guide pollinator visits. Epidermis composed of papillose cells was the most important feature in the grouping of species visited by bees. In Handroanthus, in all three species, the corolla was composed of uniseriate epidermis composed of conical-papillate cells, aerenchymal mesophyll and collateral vascular bundles. Rough surfaces, striated and folded cuticles, glandular and non-glandular trichomes and elevated stomata were observed in the three species, which may be useful characters in the taxonomy of the group. The secretory tissues in different regions of the corolla of the three species varied in organization, with H. coronatus exhibiting more complex structures formed by epidermal cells and underlying parenchymatic cells, suggesting the occurrence of a typical osmophore in this species; H. impetiginosus showing only secretory epidermis with glandular and non-glandular trichomes, and H. serratifolius showing palisaded secretory epidermis along the entire length of the corolla tube. Starch grains, lipid droplets and terpenoids (except in H. serratifolius) were found in the corolla tissues of the three species, being more abundant in the secretory tissues, suggesting their involvement in the production of floral perfume. The results obtained so far indicate a considerable advance in the knowledge of the structural diversity of the corolla in Bignonieae. Therefore, detailed studies on the corolla with this focus in mind are necessary to interpret variations in corolla characteristics and functional relationships between flowers and pollinators, in addition to supporting taxonomic studies.
Resumo (português)
Bignoniaceae Juss. é composta por 112 gêneros e 840 espécies de distribuição pantropical, representada por árvores, arbustos ou lianas, muitas utilizadas na ornamentação e para fins medicinais. Os representantes desta família estão inclusos em seis tribos (Bignonieae, Catalpeae, Jacarandeae, Oroxyleae, Tecomeae e Tourrettieae) e dois clados informalmente nomeados de “Aliança Tabebuia” e “Clado Paleotropical”. A tribo Bignonieae Dumort. contém 21 gêneros e 393 espécies sendo a maioria neotropical; o clado “Aliança Tabebuia” é o segundo maior de Bignoniaceae, composto por 14 gêneros e 147 espécies. Ambos os clados estão bem representados em formações de Cerrado da região Centro-Oeste do Brasil; suas flores são zóofilas e polinizadas predominantemente por abelhas de médio a grandes portes, sendo Pyrostegia venusta, polinizada por beija-flores. A corola é o principal verticilo floral envolvido na atração de polinizadores, uma vez que nas pétalas ocorrem sinais visuais, táteis e olfativos que influenciam no sucesso reprodutivo das plantas. As características estruturais da corola tais como forma das células epidérmicas e rugosidade da cutícula têm forte associação com a função atrativa atuando na absorção e reflexão da luz e facilitando a aderência e locomoção do polinizador sobre a pétala. As caraterísticas do mesofilo também parecem influenciar a função atrativa, uma vez que a disposição de suas células pode aumentar a reflexão dos raios solares. Além disso, a presença de estruturas secretoras externas e internas na corola, especialmente aquelas especializadas na síntese e eliminação de compostos voláteis, exercem papel na interação com polinizadores. Apesar da comprovada relevância das características morfológicas e histoquímicas da corola em estudos de biologia reprodutiva e ecologia da polinização, a diversidade estrutural da corola e suas implicações nas interações com polinizadores em Bignoniaceae é pouco conhecida. Assim, estudos detalhados da corola com este foco se fazem necessários. Neste estudo, foram analisadas a micromorfologia da corola e a anatomia e histoquímica das pétalas de 18 espécies da tribo Bignonieae e três espécies do gênero Handroanthus Mattos pertencente ao clado “Aliança Tabebuia”. A presença de osmóforos foi testada em flores recém-abertas com o uso de Vermelho Neutro (VN). A seguir, as regiões coradas foram recortadas, fixadas e processadas para estudos em microscopia de luz (ML) e microscopia eletrônica de varredura (MV). O teste com VN revelou padrões distintos de distribuição de osmóforos em quatorze espécies de Bignonieae e em duas espécies de Handroanthus. Todas as espécies melitófilas de Bignonieae apresentaram células cônicas-papilosas na superfície adaxial da epiderme, com exceção da pétala de Pyrostegia venusta com células planas, polinizada por beija-flores. A maioria das ix espécies analisadas apresentaram cutícula rugosa, com estriações. O mesofilo variou de delgado (0,08 à 0,16 µm) a espesso (0,18 à 0,43 µm) e foi constituído de células parenquimáticas colunares, isodiamétricas ou braciformes com muitos espaços intercelulares, caracterizando parênquima aerenquimatoso. Nas regiões previamente coradas com VN, foram observados grãos de amido, gotas de lipídeos e terpenóides detectados na epiderme (com ou sem tricomas glandulares) e parênquima subepidérmico, confirmando a presença de osmóforos. Variações no padrão de distribuição e de estrutura dos osmóforos entre espécies visitadas por abelhas, incluindo variações dentro do mesmo gênero de Bignonieae, são novidades deste estudo. As variações no padrão de osmóforos, na microestrutura da superfície e nas características anatômicas do mesofilo das pétalas de Bignonieae geram um conjunto de características florais que podem orientar as visitas dos polinizadores. Epiderme composta por células papilosas foi a característica de maior importância no agrupamento das espécies visitadas por abelhas. Em Handroanthus, nas três espécies, a corola era composta por epiderme unisseriada composta por células cônico-papiladas, mesofilo aerenquimatoso e feixes vasculares colaterais. Superfícies rugosas, cutículas estriadas e dobradas, tricomas glandulares e não glandulares e estômatos elevados foram observados nas três espécies, o que pode ser caracteres úteis na taxonomia do grupo. Os tecidos secretores em diferentes regiões da corola das três espécies variaram em organização, com H. coronatus exibindo estruturas mais complexas formadas por células epidérmicas e células parenquimáticas subjacentes, sugerindo a ocorrência de osmóforo típico nesta espécie; H. impetiginosus apresentando apenas epiderme secretora com tricomas glandulares e não glandulares, e H. serratifolius exibindo epiderme secretora em paliçada ao longo de todo o comprimento do tubo da corola. Grãos de amido, gotículas lipídicas e terpenóides (exceto em H. serratifolius) foram encontrados nos tecidos da corola das três espécies, sendo mais abundantes nos tecidos secretores, sugerindo seu envolvimento na produção de perfume floral. Os resultados obtidos até o momento indicam um avanço considerável no conhecimento da diversidade estrutural da corola em Bignonieae. Assim, estudos detalhados sobre a corola visando este foco, são necessários para a interpretação das variações nas características da corola e relações funcionais entre flores e polinizadores, além de suporte a estudos taxonômicos.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
MACEDO, Karise Mamede. Caracterização estrutural e histoquímica da corola de representantes de Bignonieae e Aliança Tabebuia ocorrentes em cerrado. Orientador(a): Sílvia Rodrigues Machado. Coorientador(a): Elza Maria Guimarães Santos. Coorientador(a): Letícia de Almeida Gonçalves. 2024. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) - Instituto de Biociências de Botucatu, Universidade Estadual Paulista (Unesp), Botucatu, 2024
