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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIODIVERSIDADE VEGETAL ELIENAI CANDIDA E SILVA Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (BROMELIACEAE) CULTIVADA IN VITRO E EX VITRO: MORFOLOGIA, ANATOMIA E ULTRAESTRUTURA Goiânia, GO - Brasil Junho de 2016

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS

    INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

    PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIODIVERSIDADE VEGETAL

    ELIENAI CANDIDA E SILVA

    Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (BROMELIACEAE) CULTIVADA IN VITRO E EX

    VITRO: MORFOLOGIA, ANATOMIA E ULTRAESTRUTURA

    Goiânia, GO - Brasil

    Junho de 2016

  • TERMO DE CIÊNCIA E DE AUTORIZAÇÃO PARA DISPONIBILIZARAS TESES E

    DISSERTAÇÕESELETRÔNICAS (TEDE) NA BIBLIOTECA DIGITAL DA UFG

    Na qualidade de titular dos direitos de autor, autorizo a Universidade Federal de Goiás (UFG) a

    disponibilizar, gratuitamente, por meio da Biblioteca Digital de Teses e Dissertações (BDTD/UFG), sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº9610/98, o documento conforme permissões assinaladas

    abaixo, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a

    partir desta data.

    1. Identificação do material bibliográfico: [X] Dissertação [ ] Tese

    2. Identificação da Tese ou Dissertação

    Autor(a): Elienai Candida e Silva

    E-mail: [email protected]

    Seu e-mail pode ser disponibilizado na página? [X]Sim [ ] Não

    Vínculo empregatício do autor

    Agência de fomento: Sigla:

    País: Brasil UF: GO CNPJ:

    Título: Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (Bromeliaceae) cultivada in vitro e ex vitro: morfologia,

    anatomia e ultraestrutura

    Palavras-chave: Aclimatização; Crescimento in situ; Sistema mixotrófico; Vedação do recipiente.

    Título em outra língua: Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (Bromeliaceae) cultivated in vitro and ex

    vitro: morphology, anatomy and ultrastructure

    Palavras-chave em outra língua: Acclimatization. Flasks sealing. In situ development. Mixotrophic system

    Área de concentração: Botânica

    Data defesa: 31/03/2016

    Programa de Pós-Graduação: Biodiversidade Vegetal

    Orientador(a): Dra. Dalva Graciano Ribeiro

    E-mail: [email protected]

    Co-orientador(a):* Dra. Letícia de Almeida Gonçalves

    E-mail: [email protected] *Necessita do CPF quando não constar no SisPG

    3. Informações de acesso ao documento:

    Concorda com a liberação total do documento [X] SIM [ ] NÃO1

    Havendo concordância com a disponibilização eletrônica, torna-se imprescindível o envio do(s) arquivo(s)

    em formato digital PDF ou DOC da tese ou dissertação.

    O sistema da Biblioteca Digital de Teses e Dissertações garante aos autores, que os arquivos contendo

    eletronicamente as teses e ou dissertações, antes de sua disponibilização, receberão procedimentos de segurança,

    criptografia (para não permitir cópia e extração de conteúdo, permitindo apenas impressão fraca) usando o padrão

    do Acrobat.

    ________________________________________ Data: ____ / ____ / _____

    Assinatura do(a) autor(a)

    1Neste caso o documento será embargado por até um ano a partir da data de defesa. A extensão deste prazo suscita

    justificativa junto à coordenação do curso. Os dados do documento não serão disponibilizados durante o período de

    embargo.

  • ELIENAI CANDIDA E SILVA

    Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (BROMELIACEAE) CULTIVADA IN VITRO E EX

    VITRO: MORFOLOGIA, ANATOMIA E ULTRAESTRUTURA

    Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação

    em Biodiversidade Vegetal do Instituto de Ciências

    Biológicas da Universidade Federal de Goiás, como

    requisito para a obtenção do título de Mestre em

    Biodiversidade Vegetal

    Orientadora: Profª Drª Dalva Graciano Ribeiro

    Co-orientadora: Profª Drª Letícia de Almeida

    Gonçalves

    Goiânia, GO - Brasil

    Junho de 2016

  • Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor, através doPrograma de Geração Automática do Sistema de Bibliotecas da UFG.

    CDU 581

    Silva, Elienai Candida e Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (Bromeliaceae) cultivada invitro e ex vitro: morfologia, anatomia e ultraestrutura [manuscrito] /Elienai Candida e Silva. - 2016. 122 f.

    Orientador: Profa. Dra. Dalva Graciano Ribeiro; co-orientadoraDra. Letícia de Almeida Gonçalves. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Goiás, Institutode Ciências Biológicas (ICB), Programa de Pós-Graduação emBiodiversidade Vegetal, Goiânia, 2016. Bibliografia. Inclui siglas, fotografias, gráfico, tabelas, lista de figuras, lista detabelas.

    1. Aclimatização. 2. Crescimento in situ. 3. Sistema mixotrófico. 4.Vedação do recipiente. I. Ribeiro, Dalva Graciano, orient. II. Título.

  • Aos meus pais, José Luiz da Silva e Aparecida Cândida da Silva pelo cuidado e apoio

    incondicional.

    Aos amigos, pela cumplicidade.

    À Profª. Drª Letícia de Almeida Gonçalves, cuja dedicação e profissionalismo são exemplos “O

    professor [...], nenhum desses passa pelos alunos sem deixar sua marca.” (Paulo Freire)

  • AGRADECIMENTOS

    Ao meu Deus acima de tudo, Amigo, Pai e único Senhor. Obrigada por estar comigo em

    todos os momentos.

    À Universidade Federal de Goiás (UFG), ao Departamento de Botânica e ao Programa de

    Pós-graduação em Biodiversidade Vegetal (PPGBV) pela oportunidade de realização deste

    mestrado.

    À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela

    concessão da bolsa de estudos; e a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás

    (FAPEG) pelo auxílio financeiro.

    À Drª. Letícia de Almeida Gonçalves, exímia Professora e pesquisadora. Obrigada pelos

    conselhos e ensinamentos que foram para além da construção deste trabalho. Obrigada pela

    paciência, motivação, amizade, ajuda e por todas as vezes que me tranquilizou quando foi

    preciso. Obrigada por me receber, formar e pela oportunidade de grandes aprendizados. A

    senhora é meu exemplo! Muito obrigada por tudo!

    Ao Prof. Dr. Sérgio Tadeu Sibov do Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais (LCTV)

    da UFG pelo auxílio técnico e pelas valiosas contribuições na construção deste trabalho.

    Agradeço em especial à Msc. Fernanda Fernandes por todo auxílio, você é 10! Obrigada pela

    paciência, ensinamentos e por ter me recebido tão bem no LCTV.

    À Empresa de Assistência Técnica, Extensão Rural e Pesquisa Agropecuária do Estado

    de Goiás (EMATER-GO) e à Profª. Drª. Maurízia de Fátima Carneiro pelo fornecimento das

    sementes da espécie em estudo.

    Ao Laboratório de Microscopia de Alta Resolução (LabMic/UFG) e ao Centro Regional

    para o Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (Crti/UFG) pelo auxílio técnico. Aos

    Professores Dr. Pedro Vale de Azevedo Brito e Drª. Fernanda Cristina Alcantara dos Santos pelo

    auxílio na preparação das amostras para análise em microscopia eletrônica de transmissão.

    Ao amigo Thársis Gabryel pela disponibilidade e paciência ao me ensinar a realizar as

    análises estatísticas. E ao Prof. Dr. Robson Maia Geraldine pelo auxílio nas mesmas.

    À Drª. Divina Vilhalva pela amizade e ensinamentos no laboratório de Anatomia Vegetal.

    Ao grande amigo Msc. Rodolph Delfino Sartin pelo incentivo, discussões e ensinamentos

    que somaram para a construção deste trabalho.

    Aos Profs. Dr. Hyrandir Cabral de Melo e Dr. Renê Gonçalves da Silva Carneiro pelas

    valiosas contribuições na redação final do trabalho.

  • Aos companheiros de turma do PPGBV, em especial ao Alex Cunha pelo auxílio,

    amizade e parceria na Anatomia Vegetal; a Alline França e a amiga Francielle Karla por serem

    exemplos de força, coragem e determinação.

    À turma do Laboratório de Anatomia Vegetal: Denise, Paulo Antônio, Maria Eunice,

    Fernanda Alves, Emily e Isabella. Obrigada pela paciência, ensinamentos e pelos momentos de

    descontração. Em especial à Nauany Sales, pela amizade, companheirismo e ajuda no laboratório

    e no campo. E a Priscila Silva pelos momentos de troca de experiência.

    Aos professores Dr. Tomás de Aquino Portes por ceder à imagem do telado presente

    neste trabalho; Drª. Maria Helena Rezende e Drª. Moemy Gomes de Morais pelo apoio e

    incentivo e; Drª. Dalva Graciano Ribeiro por sua colaboração.

    Aos amigos, Msc. Marina Alves; Camila Borges; Marco Antônio; Brucce e Rogério

    Coutinho pelo auxílio.

    Aos meus pais José Luiz da Silva e Aparecida Cândida da Silva, meus alicerces.

    Obrigada pelo apoio em todos os momentos e por me ensinarem os valores da vida e o respeito

    ao próximo. E às minhas irmãs Raquel e Sulamita. Família muito amada, minha base e meu

    exemplo.

    A todos que de alguma maneira contribuíram com este trabalho, muito obrigada!

  • RESUMO

    Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (Bromeliaceae) cultivada in vitro e ex vitro:

    morfologia, anatomia e ultraestrutura - Plantas desenvolvidas in vitro possuem características

    que dificultam sua sobrevivência quando transferidas diretamente da condição in vitro para o

    ambiente natural, evidenciando a necessidade de aclimatização. A caracterização estrutural e

    fiosiológica de plantas desenvolvidas in vitro e ex vitro são importantes para o aprimoramento

    das técnicas e, contribuem com informações sobre a plasticidade fenotípica de plantas

    submetidas a diferentes condições ambientais. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi avaliar os

    aspectos morfológicos, anatômicos e ultraestruturais de Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker

    cultivada in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos de ensaio, e aclimatizada. A.

    bromeliifolia é de interesse ornamental e, por isso, o Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais

    da Universidade Federal de Goiás tem realizado trabalhos visando sua propagação in vitro.

    Foram analisadas plantas cultivadas in vitro em tubos de ensaio sob três tipos de vedação: tampa

    rígida de polipropileno (TP), filme de policloreto de vinila (FPVC) e tampa rígida de

    polipropileno coberta com membrana microporosa (TM). Para efeito de comparação, plantas de

    sementes germinadas em telado também foram avaliadas. As plantas aclimatizadas foram

    mantidas em casa de vegetação em condições controladas e foram avaliadas após 11 meses.

    Plantas coletadas in situ foram utilizadas para efeito de comparação. Entre as plantas

    desenvolvidas in vitro, as desenvolvidas em tubos vedados com TM se assemelharam mais

    àquelas cultivadas em telado, principalmente quanto à abertura dos estômatos e a ultraestrutura

    dos cloroplastos. Nas folhas das plantas aclimatizadas algumas características morfológicas e

    anatômicas são diferentes das que ocorrem nas plantas desenvolvidas in situ: as fibras associadas

    aos feixes possuem paredes menos espessas e as fibras hipodérmicas, se organizam em menor

    número de camadas, além de terem também paredes menos espessas. Além disso, os estômatos

    ocorrem menos aprofundados na epiderme nas folhas desenvolvidas na casa de vegetação.

    Considerando, contudo, que a maioria das características morfológicas, anatômicas e

    ultraestruturais das folhas das plantas aclimatizadas são semelhantes àquelas que ocorrem nas

    folhas das plantas desenvolvidas in situ, é possível concluir que o processo de aclimatização e o

    ambiente de casa de vegetação não restringiram seu desenvolvimento, resultado que favorece o

    estabelecimento destas plantas em condições de ambiente natural.

    Palavras-chave: Aclimatização. Crescimento in situ. Sistema mixotrófico. Vedação do

    recipiente.

  • ABSTRACT

    Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker (Bromeliaceae) cultivated in vitro and ex vitro:

    morphology, anatomy and ultrastructure – In vitro-grown plants have functional

    characteristics that difficult their survival when transferred directly from in vitro conditions to

    the natural environment, thus needing of acclimatization. Structural and phyisiological

    characteristic of the plants grown in vitro and ex vitro are important for technical adjustments

    and contribute to further information about the phenotypic plasticity of the plants exposed to

    different environmental conditions. Therefore, the aim of this study was to evaluate the

    morphology, anatomy and ultrastructure of Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker grown in vitro

    under different sealing lids of test tubes, and acclimatized. A. bromeliifolia is on ornamental

    species and therefore, the Plant Tissue Culture Laboratory of Universidade Federal de Goiás

    (UFG) has accomplished studies aiming to propagation in vitro. Plants cultured in vitro in test

    tubes with three sealing lids were analyzed: polypropylene rigid closure (PC), polyvinyl chloride

    film (PVC) and PC covered with a microporous membrane (PM). For comparison, plants

    germinated from seeds in a screen house were also analyzed. The acclimatized plants were

    maintained in a greenhouse under controlled conditions and were evaluated after 11 months. The

    in situ-grown plants were used for comparison. Among the in vitro-grown plants, those grown in

    tubes sealed with PM are more similar to those grown in screen house, mainly on opening of the

    stomata and chloroplasts ultrastructural. In the leaves of acclimatized plants some morphological

    and anatomical characteristics are different from those that occur in the leaves of in situ-grown

    plants: fibers associated to the vascular bundles have less wall thickness and the hypodermic

    fibers are organized into least number of layers in addition, they also less wall thickness.

    Moreover, the stomata occurs less depth in the epidermis in the leaves developed in the

    greenhouse. However, considering that most morphological, anatomical and ultrastructural

    characteristics of the leaves of the acclimatized plants are similar to those that occur in the leaves

    of in situ-grown plants, is possible concluded that the acclimatization process and the greenhouse

    environmental did not restrict its development, result that favoring the establishment of these

    plants in natural environmental.

    Keywords: Acclimatization. Flasks sealing. In situ development. Mixotrophic system.

  • LISTA DE FIGURAS

    REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

    Figura 1 - Aechmea bromeliifolia no Parque Estadual da Serra Dourada, Goiás, Brasil ............ 23

    CAPÍTULO I

    Figura 1 - Tipos de vedações dos tubos de ensaio utilizados no cultivo in vitro de Aechmea

    bromeliifolia .................................................................................................................................. 51

    Figura 2 - Cultivo de Aechmea bromeliifolia sob condições de telado ......................................... 52

    Figura 3 - Raízes das plantas jovens de Aechmea bromeliifolia desenvolvidas in vitro em tubos

    de ensaio vedados com tampa rígida de polipropileno com membrana microporosa (A-B, D) e

    em telado (C) ................................................................................................................................ 56

    Figura 4 - Secções transversais da região proximal das raízes jovens de Aechmea bromeliifolia

    desenvolvidas em telado (A) e in vitro (B-D) evidenciando semelhanças anatômicas ................. 58

    Figura 5 - Resultados dos testes histoquímicos realizados nas secções transversais da região

    proximal das raízes jovens de Aechmea bromeliifolia desenvolvidas in vitro .............................. 59

    Figura 6 - Média do comprimento da parte aérea (CPA) em centímetros (A) e média do número

    de folhas (B) das plantas jovens de Aechmea bromeliifolia desenvolvidas em telado e in vitro,

    sob diferentes condições de cultivo ............................................................................................... 61

    Figura 7 - Aspecto geral das plantas jovens de Aechmea bromeliifolia cultivadas em telado (A)

    com menor crescimento da parte aérea e menor número de folhas, e in vitro (B-D) com maior

    crescimento da parte aérea ............................................................................................................. 61

    Figura 8 - Secções transversais da região mediana das folhas jovens de Aechmea bromeliifolia

    desenvolvidas em telado (A) e in vitro (B-F), mostrando a organização anatômica básica.......... 63

    Figura 9 - Vista frontal (A-D, F) e secção transversal (E) da região mediana das folhas jovens de

    Aechmea bromeliifolia desenvolvidas em telado (A) e in vitro (B-F) .......................................... 64

    Figura 10 - Aechmea bromeliifolia desenvolvidas in vitro, evidenciando tricomas de aspecto

    glandular distribuídos em fileiras na margem da folha ................................................................. 65

    Figura 11 - Secções transversais de folhas jovens de Aechmea bromeliifolia desenvolvidas em

    telado (A, E) e in vitro (B-D, F-H) evidenciando feixes vasculares colaterais ............................. 66

  • Figura 12 - Resultados dos testes histoquímicos realizados nas secções transversais das folhas

    jovens de Aechmea bromeliifolia desenvolvidas em telado (A, E, H, O) e in vitro (B-D, F-G, I-N,

    P) .................................................................................................................................................... 68

    Figura 13 - Electromicrografia de transmissão das secções transversais do parênquima

    clorofiliano de Aechmea bromeliifolia desenvolvida em telado (A-B) e in vitro (C-H),

    evidenciando estruturas e organelas típicas das células vegetais .................................................. 72

    Figura 14 - Electromicrografia de transmissão das secções transversais do parênquima

    clorofiliano de Aechmea bromeliifolia desenvolvida em telado (A-B) e in vitro (C-H),

    evidenciando os cloroplastos ......................................................................................................... 74

  • CAPÍTULO II

    Figura 1 - Aclimatização de Aechmea bromeliifolia ..................................................................... 96

    Figura 2 – Local de coleta e aspecto das plantas de Aechmea bromeliifolia crescidas no Parque

    Estadual da Serra Dourada, Goiás, Brasil ..................................................................................... 97

    Figura 3 - Aechmea bromeliifolia aclimatizada (A) e desenvolvida in situ (B) .......................... 100

    Figura 4 – Imagens em eletromicrografia de varredura da superfície foliar de Aechmea

    bromeliifolia desenvolvidas in situ (A-B) e aclimatizadas (C-D) ............................................... 101

    Figura 5 – Secção paradérmica (A) e transversais (B-F) das folhas de Aechmea bromeliifolia

    aclimatizadas (A-C, E) e desenvolvidas in situ (D, F) ................................................................ 102

    Figura 6 - Superfície foliar da face abaxial de Aechmea bromeliifolia aclimatizada (A, D-E) e

    desenvolvida in situ (B-C, F) ....................................................................................................... 103

    Figura 7 – Superfície (A-D) e secções transversais (E-F) das folhas de Aechmea bromeliifolia

    desenvolvida in situ (A-B, F) e aclimatizada (C-D, E) evidenciando tricomas peltados ............ 105

    Figura 8 - Secções longitudinais (A, E) e transversais (B-D) das folhas de Aechmea bromeliifolia

    desenvolvidas in situ (A, C-E) e aclimatizada (B) ...................................................................... 107

    Figura 9 - Secções transversais das folhas de Aechmea bromeliifolia aclimatizadas (A, C-D) e

    desenvolvidas in situ (B, E-F) ..................................................................................................... 108

    Figura 10 - Resultados dos testes histoquímicos realizados nas secções transversais das folhas de

    Aechmea bromeliifolia aclimatizadas (A, C, F, H) e desenvolvidas in situ (B, D-E, G, I) ......... 110

    Figura 11 - Resultados dos testes histoquímicos realizados nas secções transversais das folhas de

    Aechmea bromeliifolia aclimatizadas (A, C, E, G) e desenvolvidas in situ (B, D, F, H) ............ 111

    Figura 12 - Eletromicrografia de transmissão das secções transversais do parênquima clorofiliano

    das folhas de Aechmea bromeliifolia aclimatizadas (A-D) e desenvolvidas in situ (E-I),

    evidenciando cloroplastos de folhas fixadas no período da manhã (A-C, E-F) e da tarde (D, G-I)

    ..................................................................................................................................................... 113

  • LISTA DE TABELAS

    CAPÍTULO I

    Tabela 1 - Testes histoquímicos realizados em amostras foliares e radiculares de Aechmea

    bromeliifolia cultivada in vitro e em telado. ................................................................................. 53

    Tabela 2 - Resultados dos testes histoquímicos realizados nas raízes de Aechmea bromeliifolia

    jovem desenvolvidas em telado e in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos de ensaio . 59

    Tabela 3 – Diâmetro médio e espessura (µm) das raízes de Aechmea bromeliifolia jovem, bem

    como de suas principais regiões, desenvolvidas em telado e in vitro, sob diferentes tipos de

    vedação dos tubos de ensaio .......................................................................................................... 60

    Tabela 4 – Número de pólos do protoxilema e metaxilema das raízes de Aechmea bromeliifolia

    jovem, desenvolvidas em telado e in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos de ensaio 60

    Tabela 5 – Resultado dos testes histoquímicos das folhas de Aechmea bromeliifolia jovem

    desenvolvidas em telado e in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos de ensaio ............ 67

    Tabela 6 – Médias do diâmetro polar (DP), diâmetro equatorial (DE) e relação entre DP e DE

    dos estômatos da face abaxial folhas de Aechmea bromeliifolia jovem desenvolvidas em telado e

    in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos de ensaio ....................................................... 69

    Tabela 7 – Médias do número de estômatos/mm² e índice estomático das folhas de Aechmea

    bromeliifolia jovem desenvolvidas em telado e in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos

    de ensaio ........................................................................................................................................ 70

    Tabela 8 – Espessura média das folhas, do mesofilo, parênquima aquífero (PA) e parênquima

    clorofiliano (PC) das folhas de Aechmea bromeliifolia jovem desenvolvidas em telado e in vitro,

    sob diferentes tipos de vedação dos tubos de ensaio ..................................................................... 70

    Tabela 9 – Média da altura das células epidérmicas (µm) das folhas de Aechmea bromeliifolia

    jovem desenvolvidas em telado e in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos de ensaio . 71

    Tabela 10 – Área (µm2) dos cloroplastos presentes no parênquima clorofiliano de Aechmea

    bromeliifolia jovem desenvolvidas em telado e in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos

    de ensaio ........................................................................................................................................ 71

  • CAPÍTULO II

    Tabela 1 – Testes histoquímicos realizados em amostras foliares de Aechmea bromeliifolia

    aclimatizadas e desenvolvidas in situ ............................................................................................ 98

    Tabela 2 – Resultado dos testes histoquímicos realizados nas folhas de Aechmea bromeliifolia

    aclimatizadas e desenvolvidas in situ .......................................................................................... 109

    Tabela 3 – Área (µm2) dos cloroplastos presentes no parênquima clorofiliano das folhas de

    Aechmea bromeliifolia aclimatizadas desenvolvidas in situ ....................................................... 114

  • LISTA DE SIGLAS

    ABA – Ácido abscísico (do inglês abscisic acid)

    CAM - Metabolismo ácido das Crassulaceae (do inglês crassulacean acid metabolism)

    Crti - Centro Regional para o Desenvolvimento Tecnológico e Inovação

    DE – Diâmetro equatorial dos estômatos

    DP – Diâmetro polar dos estômatos

    E – Número de células epidérmicas por unidade de área (do inglês epidermis)

    EMATER-GO - Empresa de Assistência Técnica, Extensão Rural e Pesquisa Agropecuária do

    Estado de Goiás

    FAA – Formaldeído, ácido acético glacial, álcool

    FPVC – Filme de policloreto de vinila

    ICB – Instituto de Ciências Biológicas

    LabMic – Laboratório Multiusuário de Microscopia de Alta Resolução

    LCTV – Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais

    MS – Meio de cultura básico criado por Murashige e Skoog

    MET – Microscópio eletrônico de transmissão

    MEV – Microscópio eletrônico de varredura

    PAR – Radiação fotossinteticamente ativa (do inglês photosynthetically active radiation)

    PESD – Parque Estadual da Serra Dourada

    PET – Politereftalato de etileno transparente

    PPFD – Densidade de fluxo de fótons fotossinteticos (do inglês photosynthetic photon flux

    density)

    PTFE – Politetrafluoroetileno

    S – Número de estômatos por unidade de área (do inglês stomata)

    SI – Índice estomático (do inglês stomata index)

    TM – Tampa rígida de polipropileno com membrana microporosa

    TP – Tampa rígida de polipropileno

    UFG – Universidade Federal de Goiás

  • SUMÁRIO

    1 INTRODUÇÃO GERAL ......................................................................................................... 19

    2 JUSTIFICATIVA ..................................................................................................................... 21

    3 OBJETIVOS ............................................................................................................................. 21

    3.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................................ 21

    3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................. 21

    4 REVISÃO DE LITERATURA ................................................................................................ 22

    4.1 BROMELIACEAE .............................................................................................................. 22

    4.1.1 Aechemea bromeliifolia (Rudge) Baker ..................................................................... 22

    4.2 O AMBIENTE IN VITRO NA CULTURA DE TECIDOS VEGETAIS ............................ 24

    4.3 MORFOLOGIA E ANATOMIA DE PLANTAS DESENVOLVIDAS IN VITRO ............ 26

    4.3.1 Influência do sistema de vedação dos recipientes ..................................................... 31

    4.4 CARACTERÍSTICAS ULTRAESTRUTURAIS DAS PLANTAS DESENVOLVIDAS IN

    VITRO ........................................................................................................................................ 34

    5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................... 36

    CAPÍTULO 1: MORFOLOGIA E ANATOMIA DE Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker

    (BROMELIACEAE) E ULTRAESTRUTURA DO SEU PARÊNQUIMA

    CLOROFILIANO EM DIFERENTES CONDIÇÕES DE CULTIVO IN VITRO ............... 45

    RESUMO ...................................................................................................................................... 46

    ABSTRACT ................................................................................................................................. 47

    1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 48

    2 MATERIAL E MÉTODOS ..................................................................................................... 50

    2.1 PLANTA MATRIZ ............................................................................................................. 50

    2.2 GERMINAÇÃO .................................................................................................................. 50

    2.2.1 Descontaminação das sementes .................................................................................. 50

    2.2.2 Germinação in vitro ..................................................................................................... 50

    2.2.3 Germinação em telado ................................................................................................ 52

    2.2.4 Análises anatômicas e ultraestruturais ...................................................................... 52

    2.2.5 Análises quantitativas ................................................................................................. 54

    3 RESULTADOS ......................................................................................................................... 56

    3.1 MORFOLOGIA E ANATOMIA RADICULAR ................................................................ 56

    3.2 MORFOLOGIA E ANATOMIA FOLIAR ......................................................................... 60

    3.3 ULTRAESTRUTURA DAS CÉLULAS DO PARÊNQUIMA CLOROFILIANO ............ 71

  • 4 DISCUSSÃO ............................................................................................................................. 75

    4.1 MORFOLOGIA FOLIAR E RADICULAR ........................................................................ 75

    4.2 ANATOMIA RADICULAR ............................................................................................... 76

    4.3 ANATOMIA FOLIAR ........................................................................................................ 77

    4.4 ULTRAESTRUTURA DAS CÉLULAS DO PARÊNQUIMA CLOROFILIANO ............ 79

    5 CONCLUSÃO ........................................................................................................................... 82

    6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFRICAS ................................................................................ 83

    CAPÍTULO 2: CARACTERIZAÇÃO MORFOLÓGICA E ANATÔMICA DAS FOLHAS

    E ULTRAESTRUTURA DOS CLOROPLASTOS DE Aechmea bromeliifolia (Rudge)

    Baker (BROMELIACEAE) APÓS PROCESSO DE ACLIMATIZAÇÃO ........................... 90

    RESUMO . .................................................................................................................................... 91

    ABSTRACT ................................................................................................................................. 92

    1 INTRODUÇÃO ........................................................................................................................ 93

    2 MATERIAL E MÉTODOS ..................................................................................................... 95

    2.1 OBTENÇÃO DAS PLANTAS ACLIMATIZADAS .......................................................... 95

    2.2 OBTENÇÃO DAS PLANTAS DESENVOLVIDAS IN SITU ........................................... 96

    2.3 ANÁLISES MORFOLÓGICAS, ANATÔMICAS E ULTRAESTRUTURAIS ................ 97

    3 RESULTADOS ....................................................................................................................... 100

    3.1 MORFOLOGIA FOLIAR ................................................................................................. 100

    3.2 ANATOMIA FOLIAR ...................................................................................................... 101

    3.3 ULTRAESTRUTURA DOS CLOROPLASTOS .............................................................. 112

    4 DISCUSSÃO ........................................................................................................................... 115

    5 CONCLUSÃO ......................................................................................................................... 118

    6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 119

  • 19

    1 INTRODUÇÃO GERAL

    Bromeliaceae inclui cerca de 60 gêneros e 3.000 espécies (SOUZA & LORENZI, 2012)

    distribuídas nas regiões tropicais e temperadas das Américas, com exceção de uma espécie de

    Ptcairnia que ocorre na África tropical (JACQUES-FÉLIX, 2000). A família representa um

    grupo fortemente sustentado como monofilético dentro do clado de Poales, ordem que constitui

    um grupo irmão do restante das monocotiledôneas (APG III, 2009). É tradicionalmente dividida

    em três subfamílias: Pitcairnioideae, Bromelioideae e Tillandsioideae. Entretanto, estudos em

    sistemática filogenética suportam Tillandsioideae e Bromelioideae como subfamílias

    monofiléticas e Pitcairnioideae como um agrupamento parafilético (GIVINISH et al., 2007).

    Reúne plantas herbáceas, onde grande parte é epífita, mas também podem ser terrestres ou

    rupículas, ocorrendo em ambientes xéricos e mésicos (BENZING et al., 1976). Muitas espécies

    apresentam folhas organizadas em espiral, formando uma roseta que acumula água.

    Anatomicamente, possuem tecidos aquíferos, células epidérmicas com corpos silicosos e

    superfície foliar coberta por tricomas peltados capazes de absorver água (JUDD et al., 2009;

    SOUZA & LORENZI, 2012).

    As bromélias contribuem como mantenedoras da biodiversidade. O acúmulo de água e

    nutrientes nas folhas distribuídas em roseta possibilita, por exemplo, o abrigo e o

    desenvolvimento de animais, especialmente invertebrados (BENZING, 2000; FAVRETTO et al.,

    2011). Segundo Aoyama et al. (2012), manter as espécies de bromélias em seu ambiente natural

    significa não somente preservá-las, como também conservar a diversidade local. Além disso, são

    utilizadas comercialmente, como plantas ornamentais, fonte de alimentos e como produtoras de

    fibras (JUDD et al., 2009; SILVEIRA et al., 2009; NEGRELLE et al., 2012; LEONEL et al.,

    2014).

    Considerando a importância para os projetos paisagísticos, as bromélias são muito

    cultivadas e utilizadas em decorações de interiores. Por possuírem inflorescências, em geral

    muito vistosas pelo colorido das flores, seu extrativismo vem se intensificado nos últimos anos, o

    que coloca em risco algumas espécies com maior grau de ameaça (RODRIGUES et al., 2007;

    NEGRELLE et al., 2012). Neste contexto, a técnica de cultivo in vitro tem sido utilizada na

    produção de várias bromélias ornamentais, sendo considerada estratégia importante na

    preservação das espécies nativas. Essa técnica possibilita o fornecimento de maior quantidade de

    plantas ao mercado, diminuindo a procura por exemplares de ambientes naturais (TAMAKI et

    al., 2011).

  • 20

    O sistema de propagação in vitro apresenta vantagens se comparado aos métodos

    tradicionais, tais como redução dos espaços requeridos na multiplicação de mudas; as plantas se

    desenvolvem em um ambiente asséptico; possibilidade de ajustar fatores que influenciam o

    desenvolvimento das plantas (nutrientes, reguladores de crescimento, luz e temperatura) e

    produção contínua de plantas ao longo do ano, independente das mudanças de estações

    (GEORGE & DEBERGH, 2008). Nos últimos anos, essa técnica tem sido amplamente utilizada

    para várias espécies vegetais, como em bromélias, muitas das quais são nativas do Brasil, de

    valor ornamental e consideradas como vulneráveis a ameaçadas de extinção por diversos autores

    (ARRABAL et al., 2002; RECH FILHO et al., 2005; ALVES et al., 2006; SILVEIRA et al.,

    2009; AOYAMA et al., 2012; SANTA-ROSA et al., 2013; DAL VESCO et al., 2014).

    Plantas crescidas in vitro desenvolvem-se em um ambiente asséptico, sob baixa

    intensidade luminosa, em condições nutricionais que permitem crescimento heterotrófico e alto

    nível de umidade (HAZARIKA, 2003). Esses fatores contribuem, geralmente, para induzir

    características fenotípicas que dificultam a sobrevivência da planta, quando transferida

    diretamente da condição in vitro para o campo ou casa de vegetação, evidenciando a necessidade

    de aclimatização para a condição ex vitro na maioria das vezes (HAZARIKA, 2003, 2006;

    CHANDRA et al., 2010). No processo de aclimatização, as plantas desenvolvidas in vitro são

    transferidas, de forma gradual, para um ambiente com as condições climáticas próximas às

    naturais. Desse modo, busca-se minimizar o estresse que pode danificar as plantas ou levá-las à

    morte (SILVA et al., 1995).

    Alterações anatômicas e fisiológicas são as principais causas da baixa taxa de

    sobrevivência de plantas desenvolvidas in vitro após transferência para condição ex vitro.

    Alterações na forma, no funcionamento e na frequência dos estômatos e a ocorrência de cutícula

    delgadas nas plantas in vitro conferem, por exemplo, alta condutância estomática e alta taxa de

    transpiração (SÁEZ et al., 2012a). Além disso, a ultraestrutura celular também pode ser alterada

    durante o desenvolvimento das plantas na condição in vitro (SALLANON et al., 1993; SÁEZ et

    al., 2012a; MOYO et al., 2012; KAPCHINA-TOTEVA et al., 2014). Por esse motivo, estudos

    que buscam identificar as alterações estruturais e funcionais de plantas cultivadas in vitro

    possibilitam a compreensão dos processos celulares envolvidos no desenvolvimento das mesmas

    e, consequentemente, fornecem subsídios para o aprimoramento da técnica.

  • 21

    2 JUSTIFICATIVA

    Aechmea bromeliifolia (Rudge) Baker possui potencial ornamental e, por isso, o

    Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais do Instituto de Ciências Biológicas da Universidade

    Federal de Goiás (ICB/UFG) tem realizado trabalhos visando sua propagação in vitro.

    Entretanto, os tipos de recipientes utilizados nos processos da cultura de tecidos vegetais, bem

    como a forma de vedação dos mesmos, criam ambientes que influenciam o crescimento e

    desenvolvimento das plantas e, consequentemente, o processo de aclimatização. Visando

    contribuir com informações sobre o desenvolvimento das plantas na cultura de tecidos, o

    presente trabalho avaliou características relacionadas ao desenvolvimento de plantas jovens de A.

    bromeliifolia sob diferentes condições in vitro, bem como de plantas aclimatizadas. Além disso,

    os resultados ampliam a compreensão da plasticidade fenotípica de plantas submetidas a

    diferentes condições ambientais e fornecem informações que podem subsidiar o processo de

    reintrodução em ambiente natural.

    3 OBJETIVOS

    3.1 OBJETIVO GERAL

    Avaliar aspectos morfológicos, anatômicos e ultraestruturais de Aechmea bromeliifolia

    (Rudge) Baker (Bromeliaceae) cultivada in vitro, sob diferentes tipos de vedação dos tubos de

    ensaio, bem como de plantas aclimatizadas.

    3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

    Caracterizar a morfologia e anatomia da raiz e das folhas de plantas jovens desenvolvidas in

    vitro se comapradas às desenvolvidas em telado;

    Avaliar a influencia de diferentes materiais utilizados para vedação de tubos de ensaio sobre

    características morfológicas e anatômicas da folha e da raiz das plantas desenvolvidas in vitro;

    bem como sobre a ultraestrutura do parênquima clorofiliano, com ênfase nos cloroplastos;

    Avaliar a morfologia e anatomia foliar das plantas aclimatizadas, se comparadas às

    desenvolvidas in situ;

  • 22

    Caracterizar a ultraestrutura dos cloroplastos presentes nas folhas das plantas aclimatizadas e

    das plantas desenvolvidas in situ.

    4 REVISÃO DE LITERATURA

    4.1 BROMELIACEAE

    A família compreende aproximadamente 60 gêneros e 3.000 espécies (SOUZA &

    LORENZI, 2012), sendo que no Brasil ocorrem 44 gêneros e 1343 espécies (FORZZA et al.,

    2016). Bromeliaceae é diversamente distribuída nas regiões tropicais e subtropicais, estendendo-

    se da Virgínia na América do Norte à Patagônia na América do Sul (SMITH & TILL, 1998),

    com exceção de Pitcairnia feliciana (A. Chev.) Harms & Mildbraed que ocorre no oeste da

    África tropical (JACQUES-FÉLIX, 2000). A família representa um grupo fortemente sustentado

    como monofilético dentro do clado de Poales, ordem que constitui um grupo irmão do restante

    das monocotiledôneas (APG III, 2009). É tradicionalmente dividida em três subfamílias:

    Pitcairnioideae, Bromelioideae e Tillandsioideae. Estudos em sistemática filogenética suportam

    Tillandsioideae e Bromelioideae como subfamílias monofiléticas e Pitcairnioideae como um

    agrupamento parafilético (GIVINISH et al., 2007). Givinish et al. (2007) propõem as seguintes

    subfamílias para Bromeliaceae: Tillandsioideae, Bromelioideae, Brocchinioideae,

    Lindmanioideae, Hechtioideae, Puyoideae, Navioideae e Pitcairnioideae.

    Bromélias são plantas herbáceas com folhas espiraladas formando uma roseta, com

    bainha na base da lâmina foliar. A coloração verde nas folhas pode ser ornamentada por

    antocianinas e tricomas peltados. O caule geralmente é ereto e curto. Em Pitcairnioideae

    terrestres não ocorre rosetas formando tanques, com exceção de uma espécie de Brocchinia, em

    Tillandsioideae e Bromelioideae a formação de tanques de vários tipos são comuns (SMITH &

    TILL, 1998). Estes tanques possibilitam o desenvolvimento de animais que podem ser de

    restritos a ocasional a esses microhabitats, como o Crustaceae Elpidium bromeliarum Müller e o

    Anuro Syncope antenori Walker (SMITH & TILL, 1998).

    4.1.1 Aechemea bromeliifolia (Rudge) Baker

    Pertencente a Bromelioideae (Bromeliaceae), Aechmea bromeliifolia (Figura 1A-D) se

    distribui em praticamente todos os estados brasileiros. Ocorre em diferentes tipos de vegetação,

    como campo rupestre, cerrado latu sensu, floresta ciliar ou de galeria, floresta estacional

  • 23

    semidecidual e floresta ombrófila (FORZZA et al., 2016). São terrestres, epífitas ou rupícolas e

    atingem aproximadamente 44-85 cm de altura (LUIZ-SANTOS & WANDERLEY, 2012).

    Possui folhas coriáceas, lepidotas, alternas espiraladas, formando roseta tubular com lâminas

    lanceoladas e serreadas. A lâmina é esverdeada em ambas as faces e a margem é espinescente

    (Figura 1A). A inflorescência, em espiga estrobiliforme (Figura 1B), é vistosa. O escapo é ereto

    ou semi-ereto, branco lanoso, com brácteas alternas, lanceoladas, vistosas e róseas (Figura 1C).

    As flores são sésseis, sépalas e pétalas verdes ou amarelo-esverdeadas (LUIZ-SANTOS &

    WANDERLEY, 2012; KOCH et al., 2013).

    Figura 1 - Aechmea bromeliifolia no Parque Estadual da Serra Dourada, Goiás, Brasil. A - Aspecto geral das

    plantas crescidas em afloramentos rochosos e em forófitos; B - Detalhe da inflorescência estrobiliforme; C - Detalhe

    do escapo com brácteas róseas; D - Folhas espiraladas promovendo o acúmulo de água. Fonte: própria autora.

  • 24

    Aechmea bromeliifolia é distribuída em diversos países da América Central, no noroeste

    da América do Sul e de Norte a Sul do Brasil. Foi observada floração em março, agosto e

    setembro no estado de Minas Gerais, Brasil (LUIZ-SANTOS & WANDERLEY 2012). Koch et

    al. (2013), relataram floração e frutificação nos meses de agosto e novembro em uma área de

    conservação da Amazônia brasileira. Assim como a maioria das espécies de Bromelioideae

    (CRYAN et al., 2004), A. bromeliifolia possui metabolismo ácido das Crassulaceae (CAM, do

    inglês crassulacean acid metabolism) (GRIFFITHS & SMITH, 1983; SCARANO et al., 2002).

    Aechmea bromeliifolia pode ser utilizada como espécie de valor ornamental e cultivada

    em decorações de interiores. Além disso, pode ser inserida em forófitos em florestas no processo

    de restauração, promovendo o enriquecimento de matas com essa forma de vida (DUARTE &

    GANDOLFI, 2013). Devido a sua estrutura foliar organizada em espiral, verdadeiros tanques são

    formados, capazes de acumular água (Figura 1D) e abrigar diversos organismos, como

    Turbellaria spp., Nematoda spp., Oligochaeta spp., Crustracea (incluindo Elpidium sp.), Insecta,

    Arachnida (LOPEZ et al., 1998) e uma espécie de anura (OLIVEIRA & ROCHA, 2015).

    Aechmea bromeliifolia é polinizada principalmente por beija-flores e ocasionalmente por abelhas

    (SANTANA & MACHADO, 2010). Segundo esses autores, bromélias ornitófilas são

    importantes para a manutenção da fauna de beija-flores, o que beneficia diretamente outras

    espécies de plantas que utilizam essas aves como vetores de pólen.

    4.2 O AMBIENTE IN VITRO NA CULTURA DE TECIDOS VEGETAIS

    O termo in vitro é derivado do latim “em vidro” e, na cultura de tecidos vegetais, se

    refere ao explante que se desenvolve no interior de um recipiente fechado, em meio nutritivo

    artificial, asséptico, sob condições controladas de temperatura e luz artificial (AITKEN-

    CHRISTIE et al., 1995). Usualmente os recipientes utilizados são de vidro ou plásticos claros,

    suscetíveis à entrada de luz (KOZAI & KUBOTA, 2005a).

    O ambiente in vitro refere-se ao microclima, atmosfera, rizosfera que envolve o explante

    no interior do recipiente de cultivo. O termo microambiente também é empregado como

    sinônimo de ambiente in vitro, entretanto com ênfase na dimensão física (KOZAI & SMITH,

    1995). O crescimento e desenvolvimento de plantas cultivadas in vitro estão intimamente

    acoplados a esse microambiente. O potencial máximo na taxa de crescimento e desenvolvimento

    do vegetal é determinado geneticamente, contudo, essas taxas são limitadas pelo microambiente

    que o envolve (FUJIWARA & KOZAI, 1995).

  • 25

    Na cultura de tecidos vegetais as plantas podem desenvolver-se em sistemas

    heterotróficos, fotomixotróficos ou autotróficos (KOZAI, 1991a). No sistema heterotrófico, a

    fonte de carbono pode ser proveniente unicamente da sacarose (fonte exógena), o explante se

    desenvolve no interior de um recipiente hermeticamente fechado e em baixa densidade de fluxo

    de fótons fotossintéticos (PPFD, do inglês photosynthetic photon flux density). No sistema

    fotomixotrófico a sacarose também está presente no meio de cultura, contudo as plantas também

    utilizam os carboidratos obtidos por meio da fotossíntese (fonte endógena) podendo ser

    promovida pelo aumento da PPFD e da concentração de CO2 no ambiente in vitro. No sistema

    fotoautotrófico, embora continue ocorrendo aumento da PPFD e da concentração de CO2 no

    interior do recipiente, não se adiciona sacarose ou outro carboidrato ao meio de cultura. Sendo

    assim, a única fonte de carbono é proveniente da fotossíntese (KOZAI & KUBOTA, 2005a). O

    sistema mixotrófico difere do fotoautotrófico pela utilização de baixa PPFD.

    O ambiente in vitro, no sistema heterotrófico (conhecido também como sistema de

    cultivo in vitro convencional) a PPFD é baxa; a umidade relativa é alta; a temperatura é amena e

    constante; a concentração de CO2 no período luminoso é baixa e no escuro é alta; e a

    concentração de etileno é alta. Além disso, a sacarose está presente no meio de cultura, além de

    micro e macronutrientes (KOZAI & SMITH, 1995).

    A radiação compreendida entre 400 e 700 nm é chamada radiação fotossinteticamente

    ativa (PAR, do inglês photosynthetically active radiation). Em pesquisas sobre fotossíntese,

    quando PAR é expressa sobre uma base quântica, é adotada a denominação PPFD (KOZAI,

    1991a). A luz é responsável pelas reações fotoquímicas nas plantas, como fotossíntese e

    fotomorfogênese (germinação, enraizamento, iniciação de gemas, alongamento de caules, etc.).

    A micropropagação convencional é feita em baixo PPFD, aproximadamente 30-80 µmol m-2 s-1,

    quando comparada a outras formas de micropropagação, como a fotoautotrófica ou no ambiente

    ex vitro (AFREEN, 2005).

    A temperatura do ar na sala de crescimento é, relativamente, constante, em torno de 20-

    25 ºC durante o dia (FUJIWARA & KOZAI, 1995), podendo variar de 1-2 ºC no interior do

    recipiente. No período noturno, a temperatura do ar no interior do recipiente é quase a mesma

    que na sala de crescimento (KOZAI & KUBOTA, 2005b).

    Com o desenvolvimento da planta, substâncias gasosas como etileno e vapor de água

    podem ser acumulados na atmosfera do recipiente. Os principais fatores que estão relacionados à

    acumulação dos gases são a quantidade do material vegetal, o tipo de vedação do recipiente, os

    componentes do meio de cultura e o clima da sala de crescimento (temperatura, ventilação e

    intensidade luminosa) (BUDDENDORF-JOOSTEN & WOLTERING, 1994). Na

  • 26

    micropropagação convencional, utilizando recipientes como tubos de ensaio, o movimento de ar

    no seu interior é restrito e pode provocar difusão limitada de CO2, diminuindo seu fluxo para o

    interior da planta e, consequentemente, a taxa fotossintética líquida. Durante o fotoperíodo

    ocorre baixa concentração de CO2 no interior do recipiente de cultura, já no período noturno, há

    uma alta taxa de respiração vegetal, causando aumento na concentração de CO2 (KOZAI &

    KUBOTA, 2005b).

    O etileno (C2H4) é um fitormônio produzido pelos vegetais e pode acumular em

    recipientes totalmente vedados utilizados na cultura de tecidos convencional (KOZAI &

    KUBOTA, 2005b). Segundo Buddendorf-Joosten & Woltering (1994) baixas concentrações de

    etileno no sistema in vitro, podem ser necessárias para o processo de organogênense. Em altas

    concentrações esse gás pode, entretanto, ter um efeito negativo no crescimento e

    desenvolvimento da planta e induzir a senescência foliar. De Proft et al. (1985) observaram, por

    exemplo, crescimento reduzido e baixo conteúdo de clorofila a em resposta ao acúmulo de

    etileno em recipientes, hermeticamente fechados, durante o crescimento in vitro de Magnolia

    soulangeana Soul. (Magnoliaceae).

    Como o meio de cultura utilizado no cultivo in vitro possui água, a umidade relativa no

    interior dos recipientes é muito alta (CHEN, 2004). Somado a isso, a vedação utilizada dificulta

    as trocas gasosas com o meio externo, contribuindo para a sua elevação. Esse alto nível de vapor

    de água ou umidade (aproximadamente 100%) pode causar anormalidades nos tecidos vegetais,

    como baixo desenvolvimento da cutícula e mau funcionamento dos estômatos (JOHANSSON et

    al., 1992). Além disso, a taxa de transpiração da planta nessas condições é geralmente baixa,

    podendo afetar negativamente o processo de absorção de água e translocação de nutrientes

    (KOZAI, 1991b). Segundo Jeong et al. (1995) a baixa taxa de transpiração in vitro é resultado do

    pequeno gradiente de umidade entre os espaços intercelulares da folha e a atmosfera saturada do

    recipiente de cultivo.

    4.3 MORFOLOGIA E ANATOMIA DE PLANTAS DESENVOLVIDAS IN VITRO

    O crescimento e o desenvolvimento vegetal não são influenciados apenas pelo seu

    material genético, mas também pelas condições biológicas e pelos fatores externos as quais estão

    expostos (TING & GIACOMELLI, 1992). Neste contexto, características morfológicas,

    anatômicas e fisiológicas de plantas cultivadas in vitro podem ser consideravelmente afetadas,

    podendo apresentar características como: reduzida formação de cera epicuticular, tecidos com

    menor complexidade estrutural (parênquima paliçádico e esponjoso, e sistema vascular), mau

  • 27

    funcionamento dos estômatos, baixo conteúdo de clorofilas, baixa taxa fotossintética e baixa

    porcentagem de matéria seca (plantas mais suculentas) (KOZAI & SMITH, 1995).

    Plantas em crescimento in vitro são, geralmente, muito delicadas, com ausência, ou

    desenvolvimento reduzido, de estruturas que as tornam vulneráveis quando expostas ao ambiente

    natural (HAZARIKA, 2006). Entretanto, suas raízes e sua parte área podem ficar mais

    alongadas. Aoyama et al. (2012) observaram, por exemplo, ao compararem as plantas de

    Alcantarea imperialis (Carrière) Harms (Bromeliaceae) desenvolvida in vitro e ex vitro, maior

    crescimento tanto da parte aérea como das raízes nas plantas in vitro, mesmo com a germinação

    das sementes ocorrendo simultaneamente. Segundo esses autores, isso ocorre, provavelmente,

    em função da presença de sacarose no meio de cultura da planta em desenvolvimento in vitro.

    Em estudo sobre a morfologia de Murraya paniculata (Jack) Linn. (Rutaceae) desenvolvida in

    vitro e in vivo, Taha & Haron (2008) observaram diferenças na textura foliar. Na condição in

    vitro as folhas apresentaram-se membranosas e na condição in vivo apresentaram-se coriáceas.

    Johansson et al. (1992) verificaram consistência flácida das folhas de Rosa sp. (Rosaceae)

    cultivada in vitro.

    A epiderme está presente nos órgãos em estrutura primária e possui vários tipos celulares,

    constituindo-se um tecido complexo. Segundo Dickison (2000), o aumento na espessura das

    paredes das células epidérmicas pode participar na proteção dos tecidos contra a radiação solar

    intensa, e também pode contribuir para a redução da perda excessiva de água. Células

    epidérmicas com paredes menos espessas foram observadas nas plantas de Rosa sp.

    desenvolvidas in vitro (JOHANSSON et al., 1992) e Aechmea blanchetiana (Baker) L.B. Sm.

    (Bromeliaceae) (TAVARES et al., 2015). A cutícula, que reveste a parede externa das células

    epidérmicas, protege contra a transpiração excessiva das plantas e forma uma barreira física

    contra a ação de patógenos (RIEDERER, 2006; YEATS & ROSE, 2013). Plantas provenientes

    do cultivo in vitro possuem, geralmente, cutícula pouco desenvolvida. Essa característica está

    relacionada, provavelmente, ao alto nível de umidade no recipiente de cultivo e pode resultar em

    plantas que, quando transferidas para o ambiente ex vitro, perdem mais água para a atmosfera

    (JOHANSSON et al., 1992). Johansson et al. (1992) observaram cutícula delgada (0,04 µm) nas

    superfícies adaxial e abaxial da lâmina foliar de Rosa sp. cultivada in vitro, enquanto nos

    indivíduos aclimatizados, e na planta matriz, a cutícula (em ambas as superfícies) foi mais

    espessa (aproximadamente 0,3 µm e 0,4 µm respectivamente). Abbade et al. (2009) observaram

    ausência de cutícula nas faces adaxial e abaxial da epiderme foliar de Tabebuia roseoalba (Ridl.)

    Sandwith (Bignoniaceae) cultivada in vitro e Sáez et al. (2012a) praticamente não observaram

    deposição de cera epicuticular em Castanea sativa Mill. (Fagaceae) desenvolvida in vitro.

  • 28

    Resultados similares foram observados em Dianthus caryophyllus L. (Caryophyllaceae)

    (MAJADA et al., 2001), Fragaria x ananassa Duch. (morangueiro cv. Vila Nova) (Rosaceae)

    (CALVETE et al., 2002), Ananas comosus (L.) Merr. cv. Pérola (Bromeliaceae) (BARBOSA et

    al., 2006), Cymbidium sp. (Orchidaceae) (MAYER et al., 2008) e Musa sp. (bananeira cv.

    Preciosa) (Musaceae) (COSTA et al., 2009b).

    Os estômatos nas plantas cultivadas in vitro podem se alterar, quando comparados aos

    que ocorrem nas plantas crescidas em campo ou casa de vegetação. Estas variações incluem o

    formato das células-guarda, os diâmetros polar e equatorial, a abertura do ostíolo, a densidade

    (número de estômatos por unidade de área foliar) e o índice estomático. O formato dos estômatos

    é um indicativo da sua funcionalidade. Estômatos com aspectos elípticos são capazes de

    responder aos estímulos, enquanto estômatos circulares podem ser incapazes de se fechar

    completamente, mantendo a porcentagem de perda de água, em alto nível (SHA VALLI KHAN

    et al., 1999). A abertura estomática pode ser controlada por diversos mecanismos que operam

    para manter um equilíbrio entre a entrada de CO2 e a restrição à perda excessiva de água na

    forma de vapor (SCHULZE & HALL, 1982). Nas folhas de Rosa sp. cultivada in vitro os

    estômatos possuem formato esférico, enquanto nas plantas crescidas em ambiente natural, eles

    possuem formato elipsóide (JOHANSSON et al., 1992). Resultados similares foram observados

    em Malus pumila Mill. (Rosaceae) (BLANKE & BELCHER, 1989) Tectona grandis L.

    (Lamiaceae) (JUNIOR & SCHERWINSKI-PEREIRA, 2009), Castanea sativa (SÁEZ et al.,

    2012a) e Ficus carica L. cv. “Roxo de Valinhos” (Moraceae) (CHIRINÉA et al., 2012).

    A anormalidade mais importante observada em muitas pesquisas relacionadas à

    micropropagação convencional é a não funcionalidade dos estômatos (AFREEN, 2005),

    Estômatos de folhas de plantas desenvolvidas in vitro não se fecharam imediatamente quando

    expostas a baixa umidade relativa, à presença de ácido abcísico (ABA, do inglês abscisic acid)

    (WARDLE & SHORT, 1983) e quando expostas ao escuro (WARDLE & SHORT, 1983;

    SALLANON et al. 1993). Os estômatos, de formato circular, das folhas de Prunus cerasus L.

    (Rosaceae) desenvolvidas in vitro e expostas a baixa umidade relativa (45%), por exemplo,

    levaram cerca de 20 min para se fecharem, enquanto os estômatos de folhas crescidas durante

    aclimatização e expostas à mesma umidade relativa ficaram com aspecto elíptico e se fecharam

    instantaneamente. Esse resultado demonstra uma adaptação de plantas desenvolvidas in vitro

    para novas condições ambientais (MARÍN et al., 1988).

    Os ostíolos dos estômatos de plantas desenvolvidas in vitro apresentam frequentemente,

    maiores aberturas quando comparados às plantas desenvolvidas em campo ou casa de vegetação

    (BLANKE & BELCHER, 1989; JOHANSSON et al., 1992; SÁEZ et al., 2012a). De acordo

  • 29

    com Johansson et al. (1992), a elevada umidade relativa no interior do recipiente de cultivo

    induz a abertura estomática. Estômatos com ostíolo visualmente maior em plantas in vitro foi

    relatado em folhas de Cymbidium sp. (MAYER et al., 2008) e em Tectona grandis (JUNIOR &

    SCHERWINSKI-PEREIRA, 2009). Além disso, plantas in vitro são deficientes em ABA

    (CHANDRA et al., 2010), fitormônio que induz o fechamento dos estômatos inibindo a

    transpiração excessiva foliar (MITTELHEUSER & VAN STEVENINCK, 1969).

    A densidade estomática entre plantas desenvolvidas in vitro, comparadas às plantas

    desenvolvidas em casa de vegetação ou no campo, pode variar. Abbade et al. (2009) observaram

    que o número de estômatos por área, nas folhas de Tabebuia roseoalba in vitro foi

    significativamente maior que nas plantas provenientes do campo. Maior densidade estomática

    em plantas desenvolvidas in vitro também foi observada em Rosa sp. em detrimento à planta

    matriz (JOHANSSON et al., 1992), em Musa sp. (bananeira cv. Preciosa) comparada a

    diferentes estágios de aclimatização (COSTA et al., 2009b) e em Castanea sativa comparada à

    planta desenvolvida em viveiro (SÁEZ et al., 2012a). O aumento na densidade estomática em

    plantas cultivadas in vitro é provocado, provavelmente, pela alta umidade e temperatura amena

    (ABBADE et al., 2009). Segundo Fráguas (2003) os numerosos estômatos abertos podem

    facilitar as trocas gasosas e aumentar a eficiência fotossintética no ambiente in vitro. Costa et al.

    (2009a) observaram que a redução na densidade estomática em resposta a aclimatização pode

    ocorrer, provavelmente, em decorrência do aumento do crescimento das células epidérmicas e

    demais tecidos foliares.

    Menor densidade estomática em plantas cultivadas in vitro foi observada em Ananas

    comosus (L.) Merr. cv. IAC “Gomo-de-mel” (Bromeliaceae) comparado à planta aclimatizada

    em pleno sol (BATAGIN et al., 2009) e Ficus carica comparado a espécie crescida no campo

    (CHIRINÉA et al., 2012). Batagin et al. (2009) atribuíram esse resultado, à condição

    heterotrófica, de umidade e luz controlada do recipiente de cultivo in vitro.

    Outra característica que deve ser considerada é a formação, in vitro, de estômatos

    proporcionalmente maiores. As plantas de Tabebuia roseoalba cultivadas in vitro possuem

    estômatos com maiores dimensões em comparação com estômatos da planta desenvolvida no

    campo (ABBADE et al., 2009). O mesmo foi encontrado em Tectona grandis, segundo Junior &

    Scherwinski-Pereira (2009), isso ocorre devido à falta de controle no mecanismo de abertura e

    fechamento estomático, pois na planta desenvolvida em casa de vegetação, os estômatos

    possuíram menores dimensões, controlando a perda de água.

    Estômatos levemente projetados acima das demais células epidérmicas foram observados

    em folhas de Cymbidium sp. desenvolvidas in vitro. Na planta matriz, entretanto, os estômatos

  • 30

    ocorrem abaixo do nível das demais células epidérmicas (MAYER et al., 2008). Resultado

    semelhante foi observado nas folhas de Liquidambar styraciflua L. (atualmente, Altingiaceae)

    desenvolvida in vitro, quando comparadas às folhas das plantas aclimatizadas e desenvolvidas no

    campo. Nestas últimas condiçõesos os estômatos encontram-se no mesmo nível das demais

    células epidérmicas (WETZSTEIN & SOMMER, 1982). Segundo Mayer et al. (2008), esses

    resultados estão relacionados, provavelmente, à alta umidade relativa do ambiente in vitro.

    As plantas desenvolvidas in vitro possuem, geralmente, folhas com pouca diferenciação.

    Fidelis et al. (2000) não observaram, por exemplo, distinção dos parênquimas paliçádico e

    esponjoso na lâmina foliar de Brosimum gaudichaudii Trécul (mama-cadela) (Moraceae)

    proveniente do cultivo in vitro. Nas plantas crescidas em casa de vegetação o mesofilo possuiu,

    entretanto, uma camada de células do parênquima paliçádico, e duas camadas de células do

    parênquima lacunoso. Taha & Haron (2008) observaram apenas uma camada de células do

    parênquima paliçádico nas folhas de Murraya paniculata desenvolvidas in vitro, ao invés de

    duas encontradas na espécie in vivo. Dentre outras espécies cultivadas in vitro em que o

    parênquima paliçádico apresentou menos camadas de células estão Ficus carica (CHIRINÉA et

    al., 2012) e Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae) (RODRIGUES et al., 2014). Em Tabebuia

    serratifolia (Vahl) G. Nicholson (Bignoniaceae) desenvolvida in vitro e em viveiro, Dousseau et

    al. (2008) observaram apenas uma camada de células paliçádicas nas folhas. Entretanto, nas

    plantas provenientes do cultivo in vitro essas células apresentaram formato cônico com espaços

    intercelulares maiores, ao invés de apresentarem formato alongado com células justapostas,

    como no crescimento em viveiro. Não se observou alteração no número de camadas de células

    do parênquima paliçádico em Cocos nucifera L. (Arecaceae) cultivada in vitro e em condição

    autotrófica (casa de vegetação). Entretanto, enquanto na condição in vitro as células do

    parênquima paliçádico apresentaram formato irregular e com diferentes tamanhos, na condição

    autotrófica essas foram bem organizadas (SANTANA et al., 2010).

    Plantas cultivadas in vitro possuem o mesofilo com, geralmente, alta proporção de

    espaços intercelulares (WETZSTEIN & SOMMER, 1982; JOHANSSON et al., 1992;

    APÓSTOLO et al., 2005; CHIRINÉA et al., 2012) e redução dos parênquimas paliçádico e

    esponjoso (CALVETE et al., 2002; CHIRINÉA et al., 2012). Além disso, possuem redução na

    espessura da lâmina foliar (WETZSTEIN & SOMMER, 1982; JOHANSSON et al., 1992;

    FIDELIS et al., 2000; JUNIOR & SCHERWINSKI-PEREIRA, 2009; ABBADE et al., 2009;

    CHIRINÉA et al., 2012). O fator que está relacionado com essas modificações é, provavelmente,

    a luminosidade. Trabalhos evidenciam a influência da maior intensidade luminosa sobre a

    expansão das células do mesofilo (VOLTAN et al., 1992; HANBA et al., 2002), da lâmina foliar

  • 31

    e redução dos espaços intercelulares (FERNANDES et al., 2014). Sendo assim, plantas

    desenvolvidas in vitro podem apresentar mesofilo pouco desenvolvido se comparado ao das

    plantas que se desenvolvem no campo ou casa de vegetação, pois no ambiente in vitro, a

    intensidade luminosa é baixa. Em Castanea sativa cultivada in vitro foi observada interação

    significativa entre as plantas expostas a maior luminosidade e recipientes com vedação que

    permitem maior aeração. Indivíduos que cresceram em recipientes ventilados e expostos a PPFD

    de 150 µmol m-2 s-1, obtiveram maior produção de biomassa, maior capacidade fotossintética e

    maior capacidade de controle na perda de água, comparado a indivíduos que cresceram em

    recipientes com menor ventilação sob PPFD de 50 µmol m-2 s-1 (SÁEZ et al., 2012b).

    O conjunto xilema-floema forma um sistema vascular contínuo através dos órgãos

    vegetativos e reprodutivos das plantas vasculares (ESAU, 1974). O xilema é responsável pelo

    transporte de água e solutos, armazenamento de nutrientes e suporte mecânico, enquanto o

    floema é o principal tecido de condução de matérias orgânicas e inorgânicas em solução

    (COSTA et al., 2012; MACHADO & CARMELLO-GUERREIRO, 2012). Feixes vasculares em

    folhas de Cynara scolymus L. (Asteraceae) cultivada in vitro apresentaram desenvolvimento

    limitado, evidenciando poucos elementos condutores e ausência de fibras. Nos estágios

    avançados de aclimatização, esses se mostraram bem desenvolvidos, com numerosos elementos

    condutores e presença de fibras (APÓSTOLO et al., 2005). A lâmina foliar de Musa sp.

    (bananeira cv. Japira) possuiu menor espessura da nervura central no desenvolvimento in vitro,

    tornando-se maior e mais diferenciada em resposta à aclimatização (COSTA et al., 2009a).

    Cattleya jenmanii Rolfe Y. e Cattleya lueddemanniana Rchb.F. (Orchidaceae) desenvolvidas in

    vitro, apresentaram feixes vasculares com bainha esclerenquimática constituída por fibras com

    paredes pouco espessas, enquanto as plantas dessas mesmas espécies cultivadas em orquidário,

    possuíram fibras com paredes mais espessadas (TORRES & SANABRIA, 2011).

    4.3.1 Influência do sistema de vedação dos recipientes

    O tipo de vedação dos recipientes para o cultivo in vitro pode influenciar no crescimento

    das plantas (PRAKASH et al. 2004). No cultivo in vitro convencional, além da presença de

    sacarose no meio de cultura, os recipientes utilizados são bem vedados para que possa prevenir a

    entrada de microrganismos (KOZAI & KUBOTA, 2005b). Os recipientes, quando

    completamente vedados, fazem com que o ar no interior do frasco fique saturado com vapor de

    água, além de favorecerem o aumento da concentração interna de etileno e CO2 (JEONG et al.,

    1995). Além disso, segundo Biddington (1992), a acumulação de etileno na cultura de tecidos

  • 32

    vegetais é consequência do método (recipientes totalmente vedados) e pode constituir um

    contaminante indesejável. De forma contrária, vedações que permitem maiores trocas gasosas

    favorecem o desenvolvimento das plantas (DE PROFT et al., 1985).

    Diferentes tipos de vedações para os recipientes podem ser utilizados. Estes incluem

    tampões de algodão não absorvente, tampões de espuma de poliuretano, papel de alumínio,

    tampa de aço inoxidável, tampa de polipropileno, filme PVC (policloreto de vinil) e goma de

    silicone (PRAKASH et al., 2004). Neste contexto, têm-se avaliado a influencia do tipo de

    vedação dos recipientes utilizados no cultivo in vitro sobre características relacionadas ao

    desenvolvimento e metabolismo das plantas. Estudos recentes evidenciam que vedações que

    permitem melhores trocas gasosas proporcionam melhores resultados. Saldanha et al. (2012)

    estudaram, por exemplo, a utilização de tampa rígida de polipropileno sem e com furos de 10

    mm de diâmetro cobertos com fita microporosa e fita veda-rosca (PTFE). Segundos esses

    autores, o crescimento de Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen (Amaranthaceae) foi favorecido

    na condição em que houve maiores trocas gasosas. O comprimento foliar de Annona glabra L.

    (Annonaceae) cultivada in vitro também foi significativamente influenciado pelo tipo de vedação

    dos recipientes. Santana et al. (2011) observaram maior comprimento foliar nas plantas crescidas

    em tubo de ensaio vedado com tampão de algodão e tampa plástica sem película de PVC, em

    detrimento da tampa plástica envolvida com película de PVC. Nessa última condição de cultivo

    foi observada significativa perda foliar. Resultados similares foram observados em

    Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan var. cebil (Griseb) Altschul (Fabaceae), onde os

    tratamentos com tampa plástica sem filme de PVC e o tratamento com tampão de algodão

    obtiveram aumento da massa seca das folhas e raízes em comparação com o fechamento com

    filme de PVC. A vedação com tampa plástica sem filme de PVC proporcionou maior número de

    folhas por microplanta, e na vedação com tampão de algodão as plantas ficaram com folhas

    maiores e mais expandidas. Além disso, a taxa de abscisão das folhas, desta última vedação, foi

    menor e houve aumento do comprimento e da quantidade das raízes (NEPOMUCENO et al.,

    2009).

    A vedação que permite melhores trocas gasosas entre o meio externo e o interior dos

    recipientes diminui o acúmulo de gases e aumenta o fluxo transpiratório, aumentando a

    probabilidade de as plantas sobreviverem quando transferidas para o ambiente ex vitro, uma vez

    que nessas condições elas apresentam melhor controle transpiratório (NEPOMUCENO et al.,

    2009). Em Herreria salsaparrilha Mart. (Herreriaceae), Gonçalves et al. (2008) observaram uma

    elevação do filme de PVC sobre os recipientes, resultado da acumulação de O2 (oxigênio) no

    interior dos recipientes. Já em amostras vedadas com tampa rígida de polipropileno (com e sem

  • 33

    filtro), a concentração de O2 não diferiu da concentração do ambiente externo ao recipiente de

    cultivo. Segundo esses mesmos autores, os recipientes vedados com tampa rígida não ficam

    hermeticamente vedados, facilitando as trocas gasosas.

    Características anatômicas e fisiológicas também podem ser influenciadas pelo tipo de

    vedação dos recipientes. Majada et al. (2001) estudaram o efeito da taxa de ventilação (VR, do

    inglês ventilation rates) dos recipientes de cultivo vedados com folha de alumínio, sem e com

    filtro, e plástico transparente com filtro sobre a densidade estomática em Dianthus caryophyllus.

    Segundo os mesmos autores, o aumento da taxa de ventilação promoveu maior deposição de cera

    cuticular e diminuição da densidade estomática. Além disso, o grau de fechamento estomático

    foi menor nas plantas crescidas em recipientes hermeticamente fechados, após serem expostas a

    baixa humidade relativa. Nas plantas crescidas em recipientes mais ventilados ocorreu o

    contrário. É importante ressaltar que segundo Majada et al. (1997) a taxa de ventilação no

    interior dos frascos vedados com folha de alumínio, sem e com filtro menor, plástico

    transparente com filtro e com folha de alumínio com filtro maior é respectivamente, 0,11; 0,21;

    0,68 e 0,86 h-1 (air changes per h) (Tabela 1), e que a PPFD no interior dos recipientes vedados

    com plástico transparente com filtro é significativamente maior (Tabela 1).

    Tabela 1 – Tipo de vedação e características do interior dos frascos de cultivo (PPFD – densidade de fluxo de fótons

    fotossintéticos 2 e 5 cm a partir da base do recipiente). Fonte: Majada et al. (1997, modificado).

    Tipo de vedação Taxa de

    ventilação (h-1)

    PPFD (2 cm) PPFD (5 cm)

    Alúminio sem filtro 0,11 17 a 9,5 a

    Alumínio com filtro menor 0,21 12 a 6 b

    Plástico com filtro 0,68 29 b 33 c

    Alumínio com filtro maior 0,86 10 a 5,5 b

    Nota: Letras diferentes na coluna indicam diferenças significativas para α = ≤ 0,05.

    Em Castanea sativa, a densidade estomática não diferiu significativamente nas plantas

    cultivadas in vitro em recipientes vedados com e sem membrana porosa, mas em recipientes

    mais ventilados exibiram estômatos com menor abertura e com formato elíptico. O interior dos

    recipientes exibiu a mesma PPFD (50 µmol m-2 S-1) (SÁEZ et al., 2012b). Já em Solanum

    tuberosum L. cv. Sandy (Solanaceae), a densidade estomática foi menor nas folhas

    desenvolvidas em recipientes com mais ventilação (tampa de polipropileno com membrana

    microporosa). Além disso, os estômatos ficaram elípticos, com ostíolos apresentando menor

    abertura. Nas folhas desenvolvidas em recipientes não ventilados (tampa de polipropileno sem

  • 34

    membrana microporosa) a densidade estomática foi maior e os estômatos ficaram mais esféricos

    e com maior abertura do poro. A lâmina foliar exibiu ainda mesofilo formado por células de

    formatos irregulares, grandes espaços intercelulares e sistema vascular pouco desenvolvido.

    Comparativamente, em recipientes com mais ventilação, a lâmina foliar ficou mais espessa, com

    mesofilo diferenciado e poucos espaços intercelulares (MOHAMED & ALSADON, 2010).

    4.4 CARACTERÍSTICAS ULTRAESTRUTURAIS DAS PLANTAS DESENVOLVIDAS IN

    VITRO

    A ultraestrutura de algumas organelas pode ser influenciada pela condição in vitro,

    quando comparada a de plantas crescidas em casa de vegetação ou em ambiente natural.

    Segundo Wetzstein & Sommer (1982) mudanças no metabolismo celular ocorrem,

    provavelmente, associadas às alterações no citoplasma e no desenvolvimento de organelas,

    durante transição do desenvolvimento heterotrófico paro o autotrófico.

    Em Liquidambar styraciflua as folhas das plantas desenvolvidas no campo e as folhas das

    plantas aclimatizadas possuem as células do mesofilo com ampla área citoplasmática, contendo

    mitocôndria, dictiossomos, cloroplastos, pequenos vacúolos e considerável quantidade de

    retículo endoplasmático e ribossomos. Nas folhas desenvolvidas in vitro, também foram

    observadas essas organelas, contudo, menos numerosas. O vacúolo apresentou-se proeminente

    com citoplasma reduzido e restrito a área parietal da célula (WETZSTEIN & SOMMER, 1982).

    Os cloroplastos de Lamium album L. (Lamiaceae) desenvolvida in situ (habitat natural)

    possuem tilacóides e grana bem estruturados, enquanto nas folhas das plantas desenvolvidas in

    vitro, os cloroplastos são arredondados, com sistema interno de membranas de aspecto ondulado.

    Esses cloroplastos possuem também estroma com grandes áreas sem tilacóides, lamelas do

    estroma parcialmente fragmentadas e ausência de grãos de amido (KAPCHINA-TOTEVA et al.,

    2014), o que pode estar associado à baixa taxa fotossintética. De acordo com Hazarika (2006)

    plantas cultivadas in vitro possuem baixo desenvolvimento do aparato fotossintético. Outros

    autores, entretanto, relataram a presença de grãos de amido nos cloroplastos de Rosa multiflora

    L. cv. Montse (Rosaceae) cultivada in vitro, observando aumento em número e tamanho dos

    grãos de amido com o aumento do nível de sacarose em 1%, 3% e 5% no meio de cultura

    (CAPELLADES et al., 1991). Na ultraestrutura foliar de Liquidambar styraciflua desenvolvida

    in vitro os cloroplastos apresentaram formato achatado e ausência de grãos de amido (LEE et al.,

    1985).

  • 35

    Os cloroplastos de Castanea sativa propagada em viveiro possuem o dobro do tamanho

    dos cloroplastos das plantas cultivadas in vitro. Não foi possível distinguir claramente a

    delimitação do grana nos cloroplastos desenvolvidos in vitro, enquanto em folhas de viveiro os

    cloroplastos possuem grana facilmente delimitado (SÁEZ et al., 2012a). Foram observados

    resultados similares para o tamanho dos cloroplastos em Jatropha curcas cultivada in vitro, onde

    a menor área dos cloroplastos pode indicar senescência precoce das folhas. O vacúolo, o núcleo e

    mitocôndrias ficaram ultraestrutualmente semelhantes (RODRIGUES et al., 2014).

    Plastoglóbulos são corpos lipídicos encontrados em diferentes frequências e tamanhos em

    todos os plastídios (AUSTIN et al., 2006; LICHTENTHALER, 2013). Nos cloroplastos são

    acoplados aos tilacóides e constituem um subcompartimento que contém enzimas envolvidas na

    biossíntese e metabolismo de lipídios. Podem conter clorofilas, carotenóides, plastoquinonas e

    vitamina E, que atuam na proteção do aparato fotossintético contra radicais livres. O seu

    aumento em número tem sido relatado em resposta ao estresse oxidativo e durante a senescência

    (AUSTIN et al., 2006). Os plastoglóbulos são frequentemente observados na microscopia

    eletrônica de transmissão como corpúsculos elétron densos, mas também podem ser observados

    como corpúsculos elétron translúcidos. Esse último sendo mais comum em folhas de plantas

    expostas a alta radiação luminosa (LICHTENTHALER, 2013). Em Castanea sativa na condição

    in vitro houve baixa ocorrência de plastoglóbulos nos cloroplastos e, segundo Sáez et al.

    (2012a), esse fato está associado, provavelmente, à baixa capacidade dessas plantas, de prevenir

    danos oxidativos na membrana dos cloroplastos. Entretanto, Capellades et al. (1991)

    encontraram grande quantidade de plastoglóbulos em Rosa multiflora cv. Montse desenvolvida

    in vitro e estes foram associados à presença de clorose nas plantas.

  • 36

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