FISIOLOGIA DA REPRODUÇÃO VEGETAL. Katia Christina Zuffellato-Ribas

Transcrição

1 FISIOLOGIA DA REPRODUÇÃO VEGETAL Katia Christina Zuffellato-Ribas Bióloga, Dra. Departamento de Botânica - Setor de Ciências Biológicas UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ kazu@ufpr.br

2 AULA 1 Nomenclatura e classificação de plantas Propagação vegetal Propagação sexuada Katia Christina Zuffellato-Ribas

3 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS NOMENCLATURA BOTÂNICA INICIADA HÁ ANOS PRIMEIROS REGISTROS THEOPHRASTUS ( a. C.) CLASSIFICAÇÃO POR: TEXTURA OU FORMA ERVAS ARBUSTOS ÁRVORES

4 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS CLASSIFICAÇÃO POR: 1. HÁBITO DAS PLANTAS 2. SISTEMAS ARTIFICIAIS 3. SISTEMAS NATURAIS 4. SISTEMAS FILOGENÉTICOS

5 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 1. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO PELO HÁBITO DAS PLANTAS HÁBITO DE CRESCIMENTO ERVAS ARBUSTOS TREPADEIRAS ZONAS CLIMÁTICAS TEMPERADAS TROPICAIS SUB-TROPICAIS

6 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 1. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO PELO HÁBITO DAS PLANTAS USO DA PLANTA

7 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS Uma fatia de cenoura lembra um olho humano Pupila - Íris Linhas radiais -caroteno pró-vitamina A retinol Ajuda o desempenho dos receptores da retina, melhorando a visão Auxilia no fluxo sanguíneo

8 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS O tomate tem quatro câmaras e é vermelho O coração tem quatro câmaras e é vermelho Licopeno anti-oxidante, alimento para o coração e sangue, reduz probabilidade de câncer de próstata e dos pulmões

9 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS Uvas em cacho tem a forma de coração Cada baga é parecida com uma célula sanguínea Alimento vitalizador para coração e sangue

10 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS A noz parece um cérebro (hemisfério direito, hemisfério esquerdo) Nozes ajudam a desenvolver neurotransmissores para o funcionamento do cérebro Controlam o colesterol ruim (LDL), ajudam a proteger o coração

11 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS Um grão de feijão lembra um rim Feijão cura e ajuda a manter a função renal

12 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS Aipo tem forma semelhante a um osso Ossos são ricos em sódio Aipo também é rico em sódio Esse alimento contribui com a resistência óssea

13 Abacate Berinjela Peras Lembram o formato de um útero Ajudam funcionamento de útero e colo de útero

14 Figos são cheios de sementes e são pendurados aos pares quando crescem Figos aumentam a mobilidade do esperma, aumentam sua contagem e ajudam a evitar a infertilidade masculina

15 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS A batata doce é parecida com o pâncreas Regula o índice glicêmico de diabéticos (IG= 77)

16 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS Azeitonas ajudam o bom funcionamento dos ovários Reduz quantidade de LDL (colesterol ruim) Reduz risco de infarto, previne envelhecimento (rico em polifenóis que reduzem a formação de radicais livres)

17 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS Laranjas e outros frutos cítricos assemelham-se a glândulas mamárias Ajudam o fluxo de circulação linfática dentro do peito

18 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS USO DAS PLANTAS Cebola é semelhante a uma célula Cebola ajuda a limpar os resíduos de todas as células do corpo (ajuda a eliminar radicais livres) Rica em flavonóides poder anti-oxidante, anti-inflamatório, analgésico...

19 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS GRÃOS ANUAL DE INVERNO ANUAL DE VERÃO ORNAMENTAIS PLANTAS DE INTERIOR PLANTAS DE JARDIM BORDADURAS ARBORIZAÇÃO URBANA QUEBRA-VENTOS ÁRVORES LENHOSAS (MADEIRA DURA) MACIAS (MADEIRA MOLE)

20 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 2. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO ARTIFICIAIS ORGANIZAÇÃO ATRAVÉS DA ANÁLISE DE UMA OU POUCAS CARACTERÍSTICAS HÁBITO DAS PLANTAS POSIÇÃO DO OVÁRIO NÚMERO DE ESTAMES

21 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 3. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO NATURAIS CARACTERES COMUNS DOS SERES RELACIONADOS NÚMERO DE COTILÉDONES POSIÇÃO DO OVÁRIO SISTEMA VASCULAR

22 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 4. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO FILOGENÉTICOS CHARLES DARWIN (1859) RELAÇÕES GENÉTICAS ENTRE OS VEGETAIS (ANCESTRALIDADE E DESCENDÊNCIA)

23 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS CARL VON LINNÉ ( ) CÓDIGO DE NOMENCLATURA BOTÂNICA BINÔMIO GÊNERO ESPÉCIE NOMES LATINOS Solanum tuberosum L.

24 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 1905: CONGRESSOS INTERNACIONAIS DE BOTÂNICA (VIENA) : ENGLER 1968: CRONQUIST Divisão MAGNOLIOPHYTA Classe MAGNOLIATAE Subclasse MAGNOLIIDAE Família MAGNOLIACEAE Gênero Magnolia Espécie liliflora

25 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 1981: CRONQUIST Divisão MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAS) Classe MAGNOLIOPSIDA (DICOTILEDÔNEAS) Classe LILIOPSIDA (MONOCOTILEDÔNEAS)

26 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 1999: JUDD PALEOERVAS NÃO-MONOCOTILEDÔNEAS ANGIOSPERMAS COMPLEXO MAGNOLIIDAE MONOCOTILEDÔNEAS EUDICOTILEDÔNEAS

27 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS 1939: CÓDIGO DE NOMENCLATURA PARA PLANTAS CULTIVADAS (DESENVOLVIMENTO DA AGRICULTURA E HORTICULTURA) CULTIVAR = CULTIVATED VARIETIES = cv. CULTIVAR = CATEGORIA TAXONÔMICA DIFERENÇAS MORFOLÓGICAS DIFERENÇAS FISIOLÓGICAS DIFERENÇAS CITOLÓGICAS DIFERENÇAS QUÍMICAS QUE SE REPRODUZ SEXUADA OU ASSEXUADAMENTE MANTENDO AS CARACTERÍSTICAS

28 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS CULTIVAR (cv.) = CULTIVATED VARIETY PLANTAS AGRÍCOLAS MANIPULADAS PELO HOMEM Ex: Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca (feijão) VARIEDADE (var.) VARIEDADE BOTÂNICA OCORRÊNCIA NATURAL FORMA, COR, TAMANHO QUALIDADE DE COMPOSTOS QUÍMICOS Ex: Paulownia fortunei (Seem.) Helms. var. mikado (quiri)

29 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS O cultivar x A cultivar????

30 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS O cultivar x A cultivar???? Dicionário Aurélio Dicionário Michaelis Substantivo feminino, formado da expressão cultivated variety A variedade cultivada

31 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS CULTIVAR (cv.) = CULTIVATED VARIETY MANIPULADAS PELO HOMEM Ex: Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca (feijão) Gênero - Espécie Autor cultivar L. = Lineu VARIEDADE (var.) OCORRÊNCIA NATURAL Ex: Paulownia fortunei (Seem.) Helms. var. mikado (quiri) Gênero Espécie Seem. = Seemann autor do basinômio Campsis fortunei Helms. = Helmsley passou para o gênero Paulownia The International Plant Names Index

32 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS PROPAGAÇÃO E CRESCIMENTO DE PLANTAS PELO CONTROLE DO HOMEM SÍTIOS ARQUEOLÓGICOS DE a. C. (SUL DA ÁSIA)

33 Pompéia - Itália Destruída pelo Vesúvio em 79 d.c.

34 2014

35 Pompéia - Itália Destruída pelo Vesúvio em 79 d.c. 2014

36 Região da Campania: Província de Avellino Província de Benevento Província de Caserta Província de Nápoles Província de Salerno Região da Campania

37 Pompéia - Itália ± primeiros escavos começaram a ser realizados 2014

38 ± Técnica do GESSO foi inventada

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40 Giuseppe Fiorelli * 08/06/ /01/1896

41 ± Após a 2ª. Guerra Mundial, a reconstrução foi mais efetiva

42 O projeto de reconstituição das antigas técnicas de cultivo das uvas e sua reintrodução em Pompéia foi um sucesso. 2014

43 Mastroberardino - Empresa vinícola - pesquisas arqueológicas e laboratoriais a fim de descobrir as variedades de uva usadas originalmente, bem como técnicas de plantio e produção 2014

44 Escritos do histórico romano Plinio il giovane afrescos / esculturas, verificação da forma dos cachos de uvas e suas folhas 2014

45 Dionísio GRÉCIA (filho de Zeus) Baco ROMA Osíris EGITO

46 Uvas das variedades antigas da Região da Campania: Vitis vinifera: Piedirosso (noir), Sciascinoso (noir), Aglianico (black) 2014

47 2014

48 2001 Vinho: Villa dei Misteri (1.721 garrafas vendidas em Roma) Os vinhedos tem 0,60 hectares divididos em 15 lotes

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50 2014

51 2014

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54 2014

55 NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS MÉTODOS DE DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS PROPAGAÇÃO SEXUADA OU POR SEMENTES PROPAGAÇÃO ASSEXUADA OU VEGETATIVA

56 PROPAGAÇÃO SEXUADA PÉTALA P I S T I L O ESTIGMA ESTILETE OVÁRIO SÉPALAS ANTERA FILETE E S T A M E RECEPTÁCULO PÉTALA REMOVIDA PEDICELO

57 PROPAGAÇÃO SEXUADA Hemerocallis sp.

58 PROPAGAÇÃO SEXUADA Hibiscus sp.

59 PROPAGAÇÃO SEXUADA

60 PROPAGAÇÃO SEXUADA MICRÓSPORO G R Ã O E S T A M E ANTERA FILETE ÓVULO NÚCLEO DO MICRÓSPORO (HAPLÓIDE) NÚCLEO DO MEGÁSPORO (HAPLÓIDE) D E P Ó L E N MEGÁSPORO

61 PROPAGAÇÃO SEXUADA 2 NÚCLEOS HAPLÓIDES 4 NÚCLEOS HAPLÓIDES VACÚOLO PRIMEIRA MITOSE SEGUNDA MITOSE 3 ANTÍPODAS CÉLULA CENTRAL 2 NÚCLEOS POLARES 1 OOSFERA TERCEIRA MITOSE VACÚOLO 2 SINÉRGIDES

63 PROPAGAÇÃO SEXUADA Grão de pólen Estigma Pavonia sp.

64 Grão de pólen PROPAGAÇÃO SEXUADA

66 ESPORÓFITO DIPLÓIDE MEIOSE NO ESTAME E CARPELO PROPAGAÇÃO SEXUADA ANTERA MICRÓSPOROS HAPLÓIDES (POLEN) MEGÁSPORO HAPLÓIDE SEMENTE GERMINAÇÃO, CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO DA SEMENTE MEGAGAMETÓFITO MEGAGAMETA (OOSFERA) HAPLÓIDE MICROGAMETÓFITOS HAPLÓIDES (PÓLEN) SEMENTE EMBRIÃO DIPLÓIDE CRESCIMENTO POR MITOSE E DIVISÃO CELULAR SINGAMIA MICROGAMETAS (CÉLULAS ESPERMÁTICAS) HAPLÓIDES ZIGOTO DIPLÓIDE

67 MAÇÃ

68 FRUTOS ROMÃ AMORA

69 EFEITOS DO CÁLCIO E BORO NA GERMINAÇÃO DO TUBO POLÍNICO [Ca 2+ ] óvulo Calose saco embrionário tubo polínico [Ca 2+ ] Núcleo espermático Canais de Ca 2+ Núcleo do tubo

70 EFEITOS DO CÁLCIO Quimiotropismo direção de crescimento do tubo polínico no sentido crescente da [Ca 2+ ] Ca 2+ Função na divisão celular atuando na organização dos fusos cromáticos

71 EFEITOS DO CÁLCIO CÁLCIO: Ca 2+ PAPEL ESSENCIAL NO CRESCIMENTO DO TUBO POLÍNICO ACÚMULO DE CANAIS DE Ca 2+ NO ÁPICE DO TUBO POLÍNICO CRESCIMENTO DO TUBO POLÍNICO REGULADO POR UM CRESCENTE DIFERENCIAL DA [Ca 2+ ]

72 GERMINAÇÃO DO TUBO POLÍNICO Tubo polínico Antípodas Núcleos Polares Oosfera Saco embrionário Sinérgides

73 EFEITOS DO BORO BORO: VIABILIDADE DO GRÃO DE PÓLEN PELA ELEVAÇÃO DA [SOLUTOS] NO ESTIGMA [B] NO ESTIGMA E ESTILETE NECESSÁRIA PARA A INATIVAÇÃO DA CALOSE DA PAREDE DO TUBO POLÍNICO: FORMAÇÃO COMPLEXO BORATO-CALOSE [B] SÍNTESE DE CALOSE E INDUZ A SÍNTESE DE FITOALEXINAS NO ESTIGMA E ESTILETE DEFESA SEMELHANTE À INFECÇÃO POR MICRORGANISMOS

74 EFEITOS DO CÁLCIO E BORO óvulo Complexo Borato-Calose saco embrionário tubo polínico * Núcleo espermático Canais de Ca 2+ Núcleo do tubo

75 FORMAÇÃO DO EMBRIÃO

76 FORMAÇÃO DO EMBRIÃO ENDOSPERMA MERISTEMA APICAL COTILÉDONES HIPOCÓTILO RADÍCULA SUSPENSOR

77 FORMAÇÃO DO EMBRIÃO

78 Intervalo!

79 PROPAGAÇÃO SEXUADA SEMENTE DEFINIÇÃO: ÓVULO DESENVOLVIDO APÓS A FECUNDAÇÃO, CONTENDO O EMBRIÃO, COM OU SEM RESERVAS NUTRITIVAS, PROTEGIDO PELO TEGUMENTO

80 PROPAGAÇÃO SEXUADA SEMENTE BOTÂNICA: UNIDADE DE REPRODUÇÃO SEXUADA DESENVOLVIDA A PARTIR DE UM ÓVULO FERTILIZADO. SEMENTE ORTODOXA: TOLERANTE AO DESSECAMENTO A NÍVEIS DE UMIDADE BAIXOS, SEM DANOS À SUA VIABILIDADE. (Ex: ARROZ, FEIJÃO, MILHO, SOJA, TRIGO...) SEMENTE RECALCITRANTE: NÃO SOFRE DESIDRATAÇÃO DURANTE A MATURAÇÃO, APRESENTANDO ALTOS NÍVEIS DE UMIDADE. É SENSÍVEL AO DESSECAMENTO E À BAIXAS TEMPERATURAS. (Ex: CAFÉ, CÔCO, CARVALHO...)

81 PROPAGAÇÃO SEXUADA SEMENTE CONSTITUIÇÃO: TEGUMENTO OU CASCA TESTA TÉGMEN OU TEGMA RADÍCULA EMBRIÃO CAULÍCULO AMÊNDOA GÊMULA COTILÉDONES RESERVAS ALBUME OU ENDOSPERMA

82 SEMENTE COTILÉDONE RADÍCULA FOLHA NO EPICÓTILO

83

84 SEMENTE CONDIÇÕES PARA GERMINAÇÃO: ÁGUA (5 a 20%) OXIGÊNIO (21%) TEMPERATURA (25-30ºC) LUZ (Fotoblástica + ou -)

85 GERMINAÇÃO SEMENTE Annona crassiflora (araticunzeiro)

86 SEMENTE DORMÊNCIA DE SEMENTES: IMPERMEABILIDADE DO TEGUMENTO À ÁGUA OU AO OXIGÊNIO PRESENÇA DE INIBIDORES QUÍMICOS IMATURIDADE FISIOLÓGICA DO EMBRIÃO

87 HIPOCÓTILO COTILÉDONE FOLHA NO EPICÓTILO SEMENTE GERMINAÇÃO EPÍGEA GERMINAÇÃO HIPÓGEA

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89 EFEITOS FISIOLÓGICOS DO ETILENO Gancho plumular ou apical - lado interno luminosidade produção de Et [Ax] inibe alongamento - lado externo luminosidade produção de Et [Ax] alongamento - luz vermelha ou branca destrói Ax e Et [Ax e Et] abertura do gancho Auxina

90 EFEITOS FISIOLÓGICOS DAS GIBERELINAS GERMINAÇÃO DE SEMENTES

91 GERMINAÇÃO DE SEMENTES 1 a folha coleoptile Meristema apical 1. Giberelinas são sintetizadas pelo embrião e liberadas no endosperma via escutelo. 5. Os solutos do endosperma são absorvidos pelo escutelo e transportados ao embrião em crescimento. 2. Giberelinas difundem-se para a camada de aleurona. raiz Solutos do endosperma escutelo Enzimas hidrolíticas Testa - pericarpo 4. Amido e outras macromoléculas são degradadas à moléculas menores. Camada de aleurona Endosperma amiláceo Células da aleurona 3. Células da camada de aleurona são induzidas a sintetizar e secretar - amilase e outras hidrolases dentro do endosperma.

92 GIBERELINAS ESTRUTURA: Gas SÃO DITERPENOS CÍCLICOS (COM 19 OU 20 C) POSSUEM ESQUELETO ENT-GIBERELANO COM 4 OU 5 ANÉIS O 5º ANEL É A LACTONA (NÃO PRESENTE NO ESQUELETO ENT-GIBERELANO, SE LIGA AO ANEL A) TODAS AS Gas TEM UM GRUPO CARBOXÍLICO PRESO NO C 7 A B C D

93 GIBERELINAS LOCAIS DE SÍNTESE DE GA: ÁPICES DE CAULES E RAÍZES INTERNÓS FOLHAS JOVENS SEMENTES IMATURAS *** REGIÕES MERISTEMÁTICAS EMBRIÕES EM GERMINAÇÃO

94 GIBERELINAS TRANSPORTE DE GA: PARA TECIDOS NÃO DIFERENCIADOS TRANSPORTE POLAR PARA TECIDOS DIFERENCIADOS XILEMA E FLOEMA

95 MODO DE AÇÃO DAS GIBERELINAS 1. GA 1 do embrião liga-se ao receptor na superfície da célula. 2. O complexo GA-R interage com a proteína-g iniciando duas cadeias separadas de transdução do sinal. 3. O caminho independente de Ca 2+, envolvendo cgmp, resulta na ativação de um sinalizador intermediário. Transdução do sinal dependente de Ca 2+ envolvendo calmodulina e proteína quinase secreção Proteína-G Memb.plasmática Transdução do sinal independente de Ca 2+ com cgmp núcleo cél. aleurona Sinalizador intermediário de GA ativado Repressor degradado Transcrição e processamento 7. A proteína MYB sintetizada entra no núcleo e liga-se ao gene promotor para -amilase e outras enzimas hidrolíticas. 8. Transcrição de -amilase e outros genes hidrolíticos são ativados. 9. -amilase e outras hidrolases são sintetizadas no retículo endoplasmático (tradução). 4. O sinalizador intermediário ativado liga-se ao repressor DELLA no núcleo. Transcrição e processamento Fator de transcrição GA-MYB 10. Proteínas são secretadas via complexo de Golgi. 5. O repressor DELLA é degradado quando liga-se ao sinal do GA. 6. A inativação do repressor DELLA permite a expressão do gene MYB e outros genes, para prosseguir com a transcrição, processamento e tradução. R.E. C.G. -amilase ribossomos Degradação do amido no endosperma Vesículas secretoras de - amilase 11. A via de secreção necessita da estimulação pelo GA, dependente de Ca 2+ -calmodulina.

96 FASES DE ABSORÇÃO DE ÁGUA DURANTE A GERMINAÇÃO P E S O FASE I s FASE II 1 10 h FASE III F R E S C O LAG EMERGÊNCIA DA RADÍCULA TEMPO FASE LAG: POUCA ENTRADA DE ÁGUA ATIVIDADES CELULARES CRÍTICAS (MATURAÇÃO DE MITOCÔNDRIA, SÍNTESE DE PROTEÍNAS, METABOLISMO DE RESERVA DE MATERIAL, PRODUÇÃO DE ENZIMAS)

97 TRANSIÇÃO DO DESENVOLVIMENTO PARA A GERMINAÇÃO