Aspectos teóricos da propagação de plantas (parte 2) e Estaquia

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1 Universidade de São Paulo Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz ESALQ/USP LPV Fruticultura Nas plantas propagadas podem ocorrer variações Aspectos teóricos da propagação de plantas (parte 2) e Estaquia Epigenética: variações da expressão dos genes. Resultantes dos efeitos do ambiente, idade, ou condições fisiológicas das plantas, porém não são permanentes. Março Variação genética Origem das quimeras vegetais Quando as mudanças genéticas (mutações) ocorrerem em células do meristema apical podem resultar em Quimera. Essas modificações são permanentes Pontas de crescimento tecidos meristemáticos São definidos como tecidos constituídos por células não diferenciadas ou com características embrionárias que por divisão dão origem a células-filhas que ao se diferenciarem formarão os tecidos maduros da planta. Dependendo da sua localização na planta, são chamados de meristemas apicais ou laterais. Meristema Meristemas são divididos em 3 camadas que vão dar origem a todos os outros tecidos da planta LI LII LIII Figua 1: Esquema de meristema caulinar 1

2 Regiões do meristema Tipos de quimera A epiderme é proveniente da camada L1 (zona periférica) Os gametas e raízes adventícias são originários da camada L2 (zona central) Os tecidos internos do caule são originário da camada L3 (zona medular) As quimeras podem ser divididas quanto ao arranjamento das células geneticamente diferentes no meristema apical em 3 tipos distintos: Quimera setorial gimnospermas (não-estruturada) Quimeras Mericlinal e Periclinal angiospermas (estruturada) Quimera setorial Quimera mericlinal Possui uma ou mais células mutadas em todas as camadas; São de difícil identificação (em muitos casos, o fenótipo não é observado na descendência); Tende a desaparecer com o tempo Ocorre quando parte das células de uma camada sofre mutação. Parte dos tecidos dos descendentes são formados por células diferentes. Quimera periclinal Exemplo de quimera periclinal Ocorre mutação em todas as células de uma ou mais camadas do meristema Quimeras periclinais são mais estáveis pois são derivadas de uma camada de células inteiramente mutada, fazendo com que as organizações apicais descendentes tenham a mesma constituição. Amora preta: com espinho x sem espinho Sem espinho: mutação da camada L1 A planta não tem espinhos porque a epiderme é resultante da camada L1 que sofreu uma mutação onde o gene responsável pela presença de espinhos não está sendo expresso. Porém se um broto surgir das raízes, esse vai ter espinho, pois surgiu de camadas internas (LII) onde as células não se apresentam como quimeras. 2

3 Nas plantas propagadas pode ocorrer transmissão de viroses Vírus Organismos sub-microscópios encaixados nas proteínas. Transmissão: vetores, pólen, propágulos, mecânica Replicação dos vírus: penetração, infecção, dispersão (estiletar ou circulativa) Detecção: visual, indexação e exames laboratoriais Efeitos dos vírus Classificação das plantas infectadas por vírus Pode tornar a planta improdutiva, alterar a qualidade do produto e quando em incidência severa pode matar a planta. Suscetível: a planta permite que os vírus se multipliquem em seu interior. Resistente: a planta não permite que os vírus se multipliquem. Tolerante: tolera a presença do vírus. Intolerante: não tolera a presença do vírus. Obtenção de plantas livres de vírus Uso de material propagativo sadio (manutenção de plantas matrizes em condição protegida) Cultivo de ápices caulinares: microenxertia (e posterior indexação para confirmação da ausência de vírus) Termoterapia Pré-imunização MÉTODOS DE PROPAGAÇÃO DE PLANTAS ESTAQUIA 3

4 Estaquia É um método de propagação que utiliza partes de plantas (ramos, folhas ou raízes) que são separados da planta matriz, preparados e colocados num ambiente propício ao enraizamento. Estaquia A capacidade que as estacas possuem, de formar novos tecidos, depende basicamente de duas propriedades: Totipotência: cada célula viva da planta contem a informação genética necessária para reconstruir todas as partes da planta e exercer suas funções. Desdiferenciação: capacidade de células maduras retornarem à condição meristemática e vir a desenvolver um novo ponto de crescimento. Tipos de estacas Tipos de estacas Estacas de folhas Tanto um novo sistema radicular como uma nova parte aérea serão formados. A origem de novas raízes ou folhas irá ocorrer em grupos de células que voltam ao estado meristemático (desdiferenciação) para novamente se diferenciar em novos tecido maduros da planta. Ex: mudas de violeta. Estacas de raiz: Será necessária a iniciação de um novo meristema apical, que dê origem à parte aérea da planta e a um novo sistema radicular. A formação de gemas em raízes pode ocorrer espontaneamente. A regeneração ocorre a partir da produção de uma gema adventícia (origina a parte aérea) e depois a formação das raízes que ocorre na base da nova brotação ao invés de se dar no fragmento da raiz. Tipos de estacas Estacas de ramos: será necessário apenas que um novo sistema radicular seja formado, já que o meristema apical já está presente. É o tipo mais importante, podendo ser dividido de acordo com o material utilizado. Estacas de ramos Plantas lenhosas: - estacas lenhosas - estacas semi-lenhosas - estacas de madeira mole ou herbáceas Plantas herbáceas: - estacas herbáceas (couve) 4

5 Formação das raízes adventícias Formação das raízes adventícias Processo de formação pode dividir-se em três fases: 1ª Fase: grupos de células começam a desdiferenciar 2ª Fase: divisão e diferenciação destas células em primórdios de raízes (pode ocorrer a formação de calo). 3ª Fase: desenvolvimento e emergência de novas raízes e formação de conexões vasculares com os tecidos condutores desta estaca (multiplicação celular na região do câmbio e do floema) promovendo o início da formação das raízes adventícias as quais darão origem ao novo sistema radicular. Formação das raízes adventícias Formação das raízes adventícias Estacas de ramos de plantas lenhosas: As raízes adventícias podem se originar nas estacas a partir de células vivas do parênquima, ou do câmbio, floema, lenticelas ou mesmo da medula. A dificuldade de enraizamento de plantas lenhosas são associadas ao desenvolvimento de Estacas de ramos de plantas herbáceas: As raízes adventícias se originam apenas entre os feixes vasculares (câmbio) e na parte externa desses. uma anel de esclerênquima (entre cortéx e floema) uma barreira anatômica do tecido lignificado que impede ou dificulta o enraizamento. Tipos de estacas 1ª Observação importante Para que haja a propagação da planta por estaquia em Estaca de folha ramos, é necessaário que a estaca tenha pelo menos UMA GEMA. Estaca de ramo Estaca de raiz 5

6 2ª Observação importante Redistribuição de auxinas CALO: - massa irregular de células parenquimatosas em diversos estádios Polaridade Estacas de ramos formam brotos F B, D, F de lignificação na extremidade distal e raízes na E - Formação do calo e das raízes são independentes. extremidade proximal. D C B A, C, E A 1) Promotores de enraizamento (auxinas) FATORES QUE AFETAM O ENRAIZAMENTO Para que ocorra a formação de raízes adventícias é necessário que haja certos níveis destas substâncias nas estacas. 1) Promotores de enraizamento (auxinas) Aplicação de Biorreguladores Auxinas: responsável pela iniciação (onde os meristemas são formados), elongação de raízes e crescimento (ápice radicular cresce através do cortéx e emerge pela epiderme do ramo). Principal promotora do enraizamento. Em [ ] inibem a formação de brotos. Citocininas: envolvidas na diferenciação e crescimento celular. Desfavorecem o enraizamento, mas estimulam as brotações. Giberelinas: regulam a síntese de ácidos nucleicos e proteínas (elongação de ramos). Em [ ] desfavorecem o enraizamento, mas em [ ] o estimulam. Biorreguladores: são substâncias sintéticas. Para promover enraizamento são utilizados produtos com ação auxínica (AIB, ANA, etc). Esses biorreguladores podem ser diluídos em solução alcoólica ou hidróxido de potássio ou dissolvido em talco. A imersão das estacas pode ser lenta ou rápida. 6

7 2) Espécies e cultivares 3) Estado fisiológico da planta matriz A capacidade de enraizamento de estacas pode variar de acordo com as espécies e/ou cultivares: Exemplo: Goiaba Paluma e Goiaba Kumagai Leva em consideração a turgidez dos tecidos, a nutrição mineral, o acúmulo de carboidratos e o estado fitossanitário das plantas matrizes para retirada das estacas. 4) Idade biológica dos tecidos das plantas 5) Tipos de estacas Estacas com tecidos biológicos juvenis possuem maior capacidade de enraizamento. Isso se deve ao acúmulo de inibidores de enraizamento e redução dos níveis fenólicos à medida que o tecido se torna mais velho, além da barreira anatômica de tecido lignificado formada pela formação de um anel de esclerênquima entre o floema e o córtex Tecidos mais jovens maior concentração de compostos fenólicos (que atuam como co-fatores na produção das auxinas). Teoricamente as estacas MENOS LIGNIFICADAS possuem maior capacidade de regenerar raízes adventícias. A presença de folhas nessas estacas estimula intensamente a iniciação radicular, pela translocação de carboidratos das folhas e das auxinas produzidas nos ápices para esses pontos de crescimento. 6-Época de coleta das estacas 7-Substrato Época do ano em que as estacas são obtidas estacas lenhosas (outono) estacas semi lenhosas e herbáceas (primavera/verão) Manter a estaca na mesma posição/lugar durante o enraizamento; Propriedades: porosidade adequada para permitir uma boa aeração, ter boa capacidade de retenção de água, possuir drenagem satisfatória e ser livre de patógenos. 7

8 8- Ambiente Temperatura, Luz e Umidade Altas temperaturas tendem a promover o desenvolvimento de brotações antes do desenvolvimento das raízes, o que dificulta o enraizamento das estacas, e também aumenta a perda de água. exposição à luz: favorece o estiolamento (em tecidos estiolados são encontrados maiores teores de lignina e altos teores de auxina endógena e de outros co-fatores de enraizamento). Os potenciais hídricos estão diretamente relacionados ao enraizamento deficiente (a estaca tem que se manter viva até que haja o enraizamento; uso da nebulização para reduzir perda de água). Resumo da aula Em plantas PROPAGADAS pode ocorrer: - Variações epigenéticas (não permanentes) - Variações genéticas (mudanças permanentes no genoma da planta Mutações) - Quando as mutações ocorrem em células do meristema apical Quimeras - Tipos de quimera: setorial (não estável), mericlinal e periclinal (estável) - Em plantas propagadas pode ocorrer transmissão de viroses - As ocorrências acima ressaltam a importância de que é necessário substituir de tempos em tempos a PLANTA MATRIZ fornecedora de propágulos (ramos, folhas, raízes, gemas) para a obtenção de uma nova planta (CLONE). Resumo da aula Resumo da aula Método de propagação por estaquia - Consiste em retirar partes de partes (folhas, raízes ou ramos), preparar e colocar num ambiente própicio ao enraizamento; - Estacas de folhas e raízes: necessitam formar um novo sistema radicular e uma nova parte aérea; - Estacas de ramos: mais comum (necessita formar apenas apenas um novo sistema radicular): podem ser de ramos lenhosos / semi-lenhosos / herbáceos - Importante respeitar a polaridade da estaca (pela redistribuição das auxinas) quando um ramo por exemplo, é cortado; - Fatores que influenciam o enraizamento: promotores de enraizamento, espécies e/ou cultivares, estado fisiológico da planta matriz, idade biológica dos tecidos (juvenis), tipos de estacas; substrato, ambiente (temperatura, luz e umidade). Método de propagação por estaquia - Caso o método de estaquia, seja utilizando ramos, folhas ou raízes NÃO resultar na obtenção de uma nova planta (CLONE) idêntica à planta que lhe deu origem, selecionada como planta MATRIZ (por possuir as melhores características de produção e qualidade de frutos) NECESSÁRIO QUE OUTRO MÉTODO DE PROPAGAÇÃO SEJA ESTUDADO (alporquia, mergulhia, enxertia). Literatura para estudo 8