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 β-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 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

30 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)

31 Pompéia - Itália

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

36 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

37 PROPAGAÇÃO SEXUADA Hemerocallis sp.

38 PROPAGAÇÃO SEXUADA Hibiscus sp.

39 PROPAGAÇÃO SEXUADA

40 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

41 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

43 PROPAGAÇÃO SEXUADA Grão de pólen Estigma Pavonia sp.

44 Grão de pólen PROPAGAÇÃO SEXUADA

46 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

47 MAÇÃ

48 FRUTOS ROMÃ AMORA

49 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

50 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

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

52 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+ ]

53 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

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

55 FORMAÇÃO DO EMBRIÃO

56 FORMAÇÃO DO EMBRIÃO ENDOSPERMA MERISTEMA APICAL COTILÉDONES HIPOCÓTILO RADÍCULA SUSPENSOR

57 FORMAÇÃO DO EMBRIÃO

58 Intervalo...

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

60 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...)

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

62 SEMENTE COTILÉDONE RADÍCULA FOLHA NO EPICÓTILO

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

65 GERMINAÇÃO SEMENTE Annona crassiflora (araticunzeiro)

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

67 HIPOCÓTILO COTILÉDONE FOLHA NO EPICÓTILO SEMENTE GERMINAÇÃO EPÍGEA GERMINAÇÃO HIPÓGEA

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69 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

70 EFEITOS FISIOLÓGICOS DAS GIBERELINAS GERMINAÇÃO DE SEMENTES

71 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 α- amilase e outras hidrolases dentro do endosperma.

72 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

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

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

75 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 Transdução do sinal independente de Ca 2+ com cgmp núcleo Memb.plasmática 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 α-amilase e outras enzimas hidrolíticas. 8. Transcrição de α-amilase e outros genes hidrolíticos são ativados. 9. α-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. α-amilase ribossomos Degradação do amido no endosperma Vesículas secretoras de α- amilase 11. A via de secreção necessita da estimulação pelo GA, dependente de Ca 2+ -calmodulina.

76 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 EMBEBIÇÃO 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)

77 TRANSIÇÃO DO DESENVOLVIMENTO PARA A GERMINAÇÃO

78 GERMINAÇÃO DE SEMENTES

79 GERMINAÇÃO DE SEMENTES

80 PUPUNHA (Bactris gasipaes ARECACEAE)

83 EMBEBIÇÃO DA SEMENTE PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)

84 GERMINAÇÃO DA SEMENTE PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)

85 6 DIAS APÓS A GERMINAÇÃO PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)

86 ROLO DE PAPEL PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)

87 GERMINADOR PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)

88 Germinação de sementes de pinhão manso após escarificação com Lixa n 100

89 Germinação de sementes de pinhão manso prejudicada por excesso de umidade

90 Deterioração de sementes de pinhão manso por ácido sulfúrico