BIOLOGIA FLORAL, MORFOMETRIA E VIABILIDADE POLÍNICA DO MARACUJÁ-AMARELO (Passiflora edulis Sims f. Flavicarpa Degener)

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1 BIOLOGIA FLORAL, MORFOMETRIA E VIABILIDADE POLÍNICA DO MARACUJÁ-AMARELO (Passiflora edulis Sims f. Flavicarpa Degener) Eliane Cristina Moreno¹; Auana Vicente Tiago 2 ; Fernanda Saragosa Rossi³; Ana Aparecida Bandini Rossi 4. 1 Bióloga, Universidade do Estado do Mato Grosso UNEMAT, Campus de Alta Floresta, MT, Brasil. elicmbio@gmail.com. 2 Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade e Agroecossistemas Amazônicos - PPGBioAgro, UNEMAT, Campus de Alta Floresta, MT, Brasil. 3 Mestranda do Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas, Universidade Estadual do Norte Fluminense, UENF, Campos dos Goytacatez, RJ, Brasil. 4 Doutora em Genética e Melhoramento. Laboratório de Genética vegetal e Biologia Molecular. Professora da Faculdade de Ciências Biológicas e Agrárias, PPGBioAgro, PMGP e PPG-Bionorte. UNEMAT, Campus de Alta Floresta, MT, Brasil. Recebido em: 31/03/2015 Aprovado em: 15/05/2015 Publicado em: 01/06/2015 RESUMO O presente estudo teve por objetivo avaliar a biologia floral e morfometria das flores de Passiflora edulis f. Flavicarpa e analisar viabilidade polínica em diferentes horários de coleta, por meio de testes colorimétricos. O estudo constituiu de observações em campo dos períodos de pré-antese, antese, liberação dos grãos de pólen e senescência das flores. Dez flores abertas foram utilizadas para a obtenção dos dados de morfometria. Para estimar a viabilidade polínica foi utilizado os corantes: Carmim acético 1% e Reativo de Alexander. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey (p 0.05) com o auxilio do programa estatístico SISVAR 5.0. A antese das flores ocorreu por volta das 10:30h, e apartir das 11:30h as flores se apresentaram totalmente abertas, iniciando seu fechamento as 23:30h e completamente fechadas as 00:00h. As flores apresentaram em relação aos dados morfométricos de comprimento e largura: brácteas com 2,58 cm x 2,21 cm; pétalas com 3,11 cm x 0,92 cm; anteras 1,36 cm x 0,61 cm; filetes 1,04 cm comprimento; estigmas 0,51 cm x 0,64 cm; androginóforo 1,17 cm de altura e estilete com 1,15 cm de comprimento. Os corantes foram eficientes em diferenciar pólens viáveis dos inviáveis, sendo que as médias de viabilidade variaram entre 77,87% a 98,07%. Indicando que o horário com maior viabilidade foi às 16:30h com 94,6% de grãos de pólens viáveis. Portanto o estudo torna-se de fundamental importância para subsidiar nos programas de melhoramento da espécie. PALAVRAS-CHAVE: Melhoramento Genético; Polinização; Testes Colorimétricos. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

2 FLORAL BIOLOGY, MORPHOMETRY AND POLLEN VIABILITY PASSION OF YELLOW (Passiflora edulis Sims f. Flavicarpa Degener) ABSTRACT This study aimed to evaluate the floral biology and morphology of Passiflora edulis f. Flavicarpa and analyze the pollen viability at different times of collection, using colorimetric tests. It consisted of field observation periods of pre-anthesis, anthesis, release of pollen grains and senescence of the flowers. Ten open flowers were used for obtaining morphology data. The following dyes were used to estimate pollen viability: acetic Carmine 1% and Alexander reactive. The data were submitted for analyzes of variance and the means were compared by Tukey test (p 0.05) with the help of SISVAR 5.0 software. The flowers anthesis occurred around 10:30 am, as from 11:30 am the flowers were fully open, starting their closure 11:30 pm and completely closed at 12:00 am. The flowers exhibited with respect to the morphometric data length and width: bracts with 2.58 cm x 2.21 cm; petals with 3.11 cm x 0.92 cm; anthers 1.36 cm x 0.61 cm; fillets 1.04 cm length; stigmas 0.51 cm x 0.64 cm; androgynophore 1.17 cm tall and style with 1.15 cm of length. The dyes were effective in differentiating viable from unviable pollen, wherein the average viability ranged from 77.87% to 98.07%. Indicating that the time with greater viability was at 16:30h with 94.6% of viable pollen grains. Therefore the study becomes of paramount importance to support us from breeding programs. KEYWORDS: Genetic Breeding; Pollination; Colorimetric Test. INTRODUÇÃO A região norte do Brasil é considerada o maior centro de diversidade do gênero Passiflora, apresentando um elevado número de espécies e uma ampla variabilidade genética e fenotípica. Esta variabilidade é importante para os programas de melhoramento genético, pois constitui um reservatório de genes de interesse agronômico, como os relacionado à defesa da planta como patógenos ou condições adversas do ambiente (CASTRO, 2012). O maracujá amarelo, também conhecido como maracujazeiro azedo, é a espécie mais expressiva comercialmente dentre as passifloras cultivadas no Brasil (SANTOS, 2013). Este gênero é o mais representativo, com 135 espécies dentro da família Passifloraceae, tendo maior importância econômica em relação a outras frutíferas devido a sua ampla aceitação no mercado (CERVI & LINSINGEN, 2010; COELHO et al., 2010; BERNACCI et al., 2013). Os componentes desta família apresentam uma série de características morfológicas, tais como, flores axilares e solitárias, hermafroditas, brancas com franja roxa, gavinhas auxiliares, glândulas extraflorais ou nectários, folha alterna, coroa de estaminódios, androginóforo e sementes ariladas (FEUILLET, 2004; CASTRO, 2012). Desta forma desperta interesse pela beleza exótica de suas flores, com formato e colorido peculiar, o que viabiliza sua utilização na linha do agronegócio de plantas ornamentais (SANTOS et al., 2012). Além disso, seu cultivo também é feito para fins medicinais, extraindo substâncias químicas de propriedades farmacêuticas como a passiflorina ou maracujina (BRITTO, 2013). Sendo uma planta alógama, ela depende da polinização cruzada para a produção de frutos, não havendo polinização, as flores abertas murcham e caem. Caso contrário, havendo a polinização e fecundação, a flor fecha o perianto e tem ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

3 início o desenvolvimento do fruto (VIEIRA et al., 2010). As espécies de plantas que necessitam de agentes bióticos para sua reprodução apresentam características típicas quanto à forma, coloração e odor, para atraírem os visitantes florais, garantindo seu sucesso reprodutivo através da polinização e o transporte do pólen das anteras para o estigma da flor (RICHARDS, 1986). Estudos sobre o pólen servem de base para conhecer a biologia reprodutiva, além disso, a manutenção da viabilidade e fertilidade do pólen por um período é importante para o melhoramento e conservação de recursos genéticos vegetais (SEREJO et al., 2012). A avaliação da viabilidade do grão de pólen é o pré-requisito para que ele possa germinar no estigma da flor, sendo uma etapa decisiva no que se refere à fertilização da planta. Os corantes, por sua vez, constituem um meio para a avaliação dessa viabilidade (DAFINI, 1992). Essa viabilidade do grão de pólen, pode ser determinada por método direto (germinação in vitro e in vivo), ou indireto, baseado em parâmetros citológicos como a coloração (ALMEIDA et al., 2011). Desta forma o presente estudo teve por objetivo avaliar a biologia floral e morfometria das flores de Passiflora edulis f. Flavicarpa e analisar a viabilidade polínica em diferentes horários de coleta, por meio de testes colorimétricos. MATERIAL E MÉTODOS O trabalho foi realizado no Laboratório de Ciências Biológicas do Campus Universitário de Alta Floresta - MT, no ano de O material vegetal utilizado para o estudo foi coletado na Comunidade Santa Helena, sitio Ono no Município de Alta Floresta, MT. O estudo constituiu de observações da biologia floral, análises da morfometria e a viabilidade polínica de Passiflora edulis f. Flavicarpa. Para o estudo da biologia floral foi observado o período de pré-antese, antese, liberação de grãos de pólens e senescência das flores. Na análise da morfometria foram coletadas 10 flores abertas e conservadas em álcool 70%. Cada flor foi mensurada o comprimento e largura das brácteas; comprimento e largura das pétalas; comprimento e largura das sépalas; comprimento e largura das anteras; comprimento dos filetes; comprimento do androginóforo; comprimento do estilete e comprimento e largura do estigma. As flores foram mensuradas através do paquímetro digital Mitutoyo. Os dados foram analisados através do programa Excel 2003 onde foram determinadas médias para cada característica avaliada. A viabilidade polínica foi constituída de 10 horários de coleta, realizados entre 12:30hs e 21:30hs em intervalos de uma hora, em um único dia no mês de Fevereiro de Em cada horário de coleta, foram amostradas cinco anteras de duas flores, sendo 10 anteras por horário, as quais foram transferidas diretamente para a solução de etanol: ácido acético glacial (3:1). Para estimar a viabilidade polínica foram utilizados os corantes: Carmim Acético 1% onde são considerados normais/viáveis os grãos de pólen que apresentam coloração avermelhada e normais/inviáveis os que apresentam coloração amarronzada (RIGAMOTO & TYAGI, 2002) e Reativo de Alexander (ALEXANDER, 1980) que indica a viabilidade dos grãos de pólen pela coloração do protoplasma inteiro de púrpura e a parede celular corada de verde. Foram confeccionadas cinco lâminas para cada horário, sendo que em cada lâmina foi contabilizado 300 grãos de pólen pelo método de ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

4 varredura, utilizando um microscópio binocular, com lente objetiva de 10x, totalizando 1500 grãos de pólen por horário para cada corante utilizado. Com os dados obtidos, calculou-se a porcentagem de pólens viáveis pela equação: Viabilidade do pólen (%) = Nº de grãos corados / Nº de grãos contados * 100. Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey (p=0,05). Todas as análises foram realizadas pelo programa estatístico SISVAR 5.0 (FERREIRA, 2003). RESULTADOS E DISCUSSÃO O maracujazeiro-azedo apresenta sépalas de coloração verde na face abaxial e branca na face adaxial, bem como pétalas completamente brancas, com duas séries de corona bem desenvolvidas, de coloração branca nas extremidades e violeta na base (Figura 1). A corona tem o papel de atrair os polinizadores por possuir longos filamentos e a cor púrpura contrasta com as demais partes florais, que funcionam como uma plataforma de pouso e um atrativo visual para os insetos (VARASSIN et al., 2001) (Figura 1.A). De acordo com RIBEIRO (2008), abelhas, vespas e moscas apresentam um importante papel ecológico e produtivo, uma vez que são responsáveis pela polinização de espécies nativas e de interesse econômico, como a cultura de Passiflora edulis f. Flavicarpa. Suas flores possuem três brácteas ovais com uma média de 2,58 cm x 2,21 cm de largura, côncavas, verdes (Figura 1.B). Apresentam cinco sépalas oblongas, cor verde na face abaxial e branca na face adaxial, com média de 3,58 cm de comprimento por 1,29 cm de largura, (Figura 1.B). As cinco pétalas são oblongas, obtusas, brancas em ambas as faces com tamanho de 3,11 cm de comprimento à 0,92 cm de largura (Figura 1.B). As anteras são em número de cinco, dorsifixas e versáteis com média de 1,36 cm de comprimento à 0,61 cm de largura. Os filetes possuem em média 1,04 cm de comprimento (Figura 1.C). Possui ovário súpero com três estigmas com média de 0,51 cm x 0,64 cm (Figura 1.C). O androginóforo possui em média 1,17 cm de altura (Figura 1.D) e estilete com 1,15 cm de comprimento. Como verificado por SANÁBIO (2001) a flor do maracujá-amarelo é diclamídea, contém 5 sépalas esverdeadas e corola composta por cinco pétalas de coloração branca, azulada ou purpurina, livres ou unidas na base. Os estames, normalmente, aparecem em número de cinco, presos a um androginóforo colunar bem desenvolvido e o ovário com três estigmas. As anteras grandes mostram o maior número de grãos de pólen de coloração amarela, estes são pesados, o que dificulta a polinização pelo vento. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

5 FIGURA 1. Flores de Passiflora edulis. A) Flor totalmente aberta; B) Detalhe das brácteas, sépalas e pétalas; C) Detalhes do ovário, estiletes, estigmas, filetes e anteras; D) Detalhe do androginóforo. Fonte: Moreno, Com base nas observações de campo, por volta das 7:30h os botões florais ainda se encontravam fechados (Figura 2. A), com antese das flores ocorrendo por volta das 10:30h (Figura 2.B), e apartir das 11:30h as flores estavam completamente abertas (Figura 2.C), iniciando seu fechamento às 23:30h (Figura 2.D) estando fechadas às 00:00h (Figura 2. E/F). Diferindo dos estudos realizados por MONTERO et al. (2013), também com o maracujazeiro-azedo, no Estado de São Paulo, onde os autores constataram que o período de antese iniciou-se às 13:00h, e a senescência, ao final da tarde. A espécie não apresentou muitas flores abertas durante o dia. Foi estimado aproximadamente que 20 flores permaneceram abertas por dia em toda a área de estudo, uma média de cinco flores por planta. De acordo com COBERT & WILLER (1980), o horário de abertura das flores é muito variável para as espécies do gênero Passiflora, sendo que nesse estudo constatou-se que o período de abertura das flores de P.edulis iniciou-se antes de meio dia (Figura 2). ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

6 FIGURA 2. Pré-antese, antese e senescência das flores de Passiflora edulis. A) Botão floral por volta das 07:30h; B) Inicio da abertura floral por volta das 10:30h; C) Flor totalmente aberta por volta das 11:30h; D) Flor começa a se fechar por volta das 23:30h; E/F) Flor completamente fechada por volta das 00:00h. Fonte: Moreno, Os dois corantes utilizados no estudo, foram eficientes na distinção entre pólens viáveis e inviáveis na P. edulis conforme demonstrado na figura 3.Uma vez determinado o momento da maturidade do grão de pólen, sua viabilidade é estimada através de métodos colorimétricos ou germinativos (SOUZA et al., 2002). Dentre estes métodos colorímetricos destaca-se o Carmim Acético e Reativo de Alexander. FIGURA 3. Grãos de pólen de Passiflora edulis, corados com diferentes corantes. A) Pólens inviáveis e viáveis corados com Reativo de Alexander; B) Pólens inviáveis e viáveis corados com Carmim Acético. Fonte: Moreno, ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

7 Na Tabela 1 encontram-se os resultados da comparação das estimativas da viabilidade polínica com os dois diferentes corantes para os 10 horários de coleta. As médias de viabilidade variaram entre 77,87% à 98,07%. Pode-se observar que a menor média de viabilidade ocorreu nos horários de 12:30h e 18:30h (77,87% e 82,86% respectivamente) para o corante carmim acético. O corante reativo de Alexander apresentou uma redução na viabilidade entre os horários de 18:30h, 19:30h e 21:30h com leve aumento às 20:30h (Tabela 1). Assim os testes colorimétricos se diferiram em relação aos horários de menor viabilidade, sendo carmim acético ao 12:30h (77,87%) e reativo de Alexander às 18:30h (69,33%). TABELA 1. Percentuais médios da viabilidade de grãos de pólens utilizando o corante, Carmim acético e Reativo de Alexander para diferentes horários de coletas em flores de Passiflora edulis f. Flavicarpa. Corantes Horários de coletas Carmim acético Reativo de Alexander 12:30 77,87 bc 94,87 aa 13:30 90,86 aa 96,87 aa 14:30 92,20 aa 93,47 aa 15:30 91,40 aa 95,60 aa 16:30 91,13 aa 98,07 aa 17:30 89,93 aa 96,33 aa 18:30 82,86 ba 69,33 cc 19:30 89,60 aa 77,67 cc 20:30 93,47 aa 84,20 bb 21:30 89,13 aa 74,73 cc Médias seguidas pela mesma letra, maiúscula na linha e minúscula na coluna, não diferem entre si pelo teste de Tukey, a 5%. Quando as análises foram realizadas independentes dos horários de coleta, os resultados revelaram que apesar das diferenças apresentadas em alguns horários na tabela acima, os corantes não se diferiram entre si, com ambos apresentando uma alta viabilidade polínica >80% (Reativo de Alexander 88,11%; Carmim 88,84%) (Figura 4). Desta forma estes dados revelaram que o gameta masculino possui uma alta capacidade de fertilização. Segundo AULER et al. (2006) a taxa de viabilidade polínica é um fator importante para o melhoramento, conservação e cultivo de plantas, pois em espécies alógamas, como é o caso da espécie em estudo, o fluxo gênico através do pólen aumenta a possibilidade de formação de diferentes combinações entre alelos, e consequentemente da variabilidade genética. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

8 FIGURA 4. Média de pólens viávies de Passiflora edulis f. Flavicarpa independente do horário de coleta com os corantes, Carmim acético e Reativo Alexander. Analisando os horários de coleta das flores de maracujá, o estudo indicou que o horário de maior viabilidade foi às 16:30h com 94,6% de grãos de pólens viáveis, diferindo dos horários de 18:30h (76,10%) e 21:30h (81,93%) apresentando menores médias de viabilidade. Assim faz-se necessário conhecer quais os melhores horários para polinização da espécie garantindo o sucesso reprodutivo da planta. FIGURA 5. Média de pólens viáveis para os dez horários de coleta de Passiflora edulis f. Flavicarpa independente dos corantes utilizados. ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

9 CONCLUSÃO Os resultados demonstraram que o período de antese das flores de Passiflora edulis iniciou-se às 10:30h e o momento de fechamento ocorreu entre às 23:30h à 00:00h com período de duração da flor de oito horas. Os corantes ultilizados distinguiram com segurança os grãos de pólens viáveis dos inviáveis, podendo ser utilizado qualquer um dos dois na análise da viabilidade polínica desta espécie, pois esta foi >70%. Assim a polinização controlada de Passiflora edulis, pode ser realizada durante todo o período de abertura floral, devido aos altos índices de viabilidade polínica, sendo o horário de maior pico às 16:30h. Portanto os dados obtidos neste estudo tornam-se de fundamental importância para subsidiar os programas de melhoramento da espécie. REFERÊNCIAS ALEXANDER, M.P Versatile stain for pollen fungi yeast and bacteria. Stain technology, v.55, p.13-18, ALMEIDA, C.; AMARAL, A.L.; NETO, J.F.B.; SERENO, M.J.C.M. Conservação e germinação in vitro de pólen de milho (Zea mays subsp. mays). Revista Brasileira de Botânica, v.34(4), p , AULER, N.M.F.; BATTISTIN, A.; REIS, M.S. Número de cromossomos, microsporogênese e viabilidade do pólen em populações de carqueja [Baccharis trimera (Less.) DC.] do Rio Grande do Sul e Santa Catarina. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, Botucatu, v. 8, n. 2, p , BERNACCI, L.C.; CERVI, A.C.; MILWARD DE AZEVEDO, M.A.; NUNES, T.S.; IMIG, D.C.; MEZZONATO, A.C. Lista de espécies da flora do Brasil: Passifloraceae. Rio de Janeiro: Jardim Botânico, Disponível em: < Acesso em: 23 nov BRITTO, F. F. Progênies híbridas de maracujazeiros do cruzamento Passiflora cincinnata Mast. x Passiflora quadrangularis Linn. Dissertação (Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Área de Concentração em Fitotecnia, Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Vitória da Conquista, CASTRO, J. A. Conservação dos recursos genéticos de Passiflora e seleção de descritores mínimos para caracterização de maracujazeiro f. Dissertação (Mestrado)-Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia e Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas, BA, CERVI, A.C.; LINSINGEN, L. Passiflora kikiana, uma nova espécie de Passifloraceae da Amazônia brasileira. Acta Botânica Brasilica, São Paulo, v. 4, p , COELHO, A. A.; CENCI, S. A.; RESENDE, E. D. Qualidade do suco de maracujá- ENCICLOPÉDIA BIOSFERA, Centro Científico Conhecer - Goiânia, v.11 n.21; p

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