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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Instituto De Biologia DANIELA MARTINS ALVES DESENVOLVIMENTO DA ANTERA E DOS GRÃOS-DE-PÓLEN E UNICAMP UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Instituto de Biologia DANIELA MARTINS ALVES DESENVOLVIMENTO DA ANTERA E DOS GRÃOS-DE-PÓLEN EM Aspidosperma Mart. & Zucc. E SUAS IMPLICAÇÕES EVOLUTIVAS E TAXONÔMICAS PARA APOCYNACEAE ANTHER AND POLLEN GRAINS DEVELOPMENT IN Aspidosperma Mart. & Zucc. AND EVOLUTIONARY AND IT´S TAXONOMIC IMPLICATIONS FOR APOCYNACEAE CAMPINAS 2019 2 DANIELA MARTINS ALVES DESENVOLVIMENTO DA ANTERA E DOS GRÃOS-DE-PÓLEN EM Aspidosperma Mart. & Zucc. E AS IMPLICAÇÕES EVOLUTIVAS E TAXONÔMICAS PARA APOCYNACEAE ANTHER AND POLLEN GRAINS DEVELOPMENT IN Aspidosperma Mart. & Zucc. AND EVOLUTIONARY AND IT´S TAXONOMIC IMPLICATIONS FOR APOCYNACEAE Dissertação apresentada ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para obtenção do título de Mestra em BIOLOGIA VEGETAL. Supervisora/Orientadora: Profa. Dra. INGRID KOCH Co-supervisora/Coorientadora: Profa. Dra. LETÍCIA SILVA SOUTO ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELA ALUNA DANIELA MARTINS ALVES E ORIENTADA PELA ,,,, PROFA. DRA. INGRID KOCH. CAMPINAS 2019 3 4 Campinas, 25 de fevereiro de 2019 COMISSÃO EXAMINADORA Profa. Dra. Ingrid Koch (Orientadora) Profa. Dra. Juliana Lischka Sampaio Mayer Prof. Dr. Orlando Cavalari de Paula *A Ata de defesa assinada pelos membros da Comissão Examinadora, consta no SIGA/Sistema de Fluxo de Dissertação/Tese e na secretaria do programa da unidade. 5 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho e seus frutos futuros aos meus avós: Francisco Castellini (vô Chico) e Terezinha Brunassi Castellini (vó Tereza). Através da vida de vocês aprendi que a beleza do amor está na simplicidade com que ele se apresenta. 6 AGRADECIMENTOS Agradeço ao CNPq pela bolsa concedida neste período (No do processo: 131323/2017-2), sem a qual a realização deste trabalho não seria possível. Ao Departamento de Biologia Vegetal do Instituto de Biologia da UNICAMP, que me concederam a infraestrutura necessária para que este trabalho pudesse ser desenvolvido. Ao Laboratório de Diversidade Vegetal (Ladive – UFSCar), onde grande parte deste trabalho foi realizado. A minha Orientadora Ingrid Koch, por todo amor, carinho, atenção e paciência ao longo dessa caminhada. Você é um dos meus maiores exemplos e inspiração, em todos os aspectos possíveis na vida. Obrigada por colocar a botânica na minha vida. A minha Co-orientadora Letícia Silva Souto, por todos os ensinamentos, atenção e pela amizade. Graças a você conheci o universo de possibilidades chamado anatomia vegetal, e sigo nele. Ao “Aspidogrupo”: Carol, Ana, Pati e Deza. Ter vocês comigo nesta caminhada foi um presente. Nos tornamos uma família, e assim permaneceremos, estudando esse gênero tão lindo, e compartilhando os frutos destes trabalhos. A Denisele, por toda ajuda de laboratório. Obrigada por ter me ensinado as técnicas de microscopia eletrônica, e pela amizade que construímos nesta convivência. Aos professores: Orlando Cavalari de Paula, Simone de Pádua Teixeira e Juliana Lischka Sampaio Mayer, por todas as contribuições dadas, desde a qualificação até essa versão do trabalho. Ao José Oswaldo Guimarães, por ser marido da Ingrid e se tornar um grande incentivador, não só meu, mas de todas nós, obrigada por cada conselho. Aos amigos do laboratório de Taxonomia da Unicamp. Obrigada por tornar esses dois anos mais leves. A pós-graduação ficou bem mais fácil de ser encarada, graças as pessoas fantásticas que conheci aqui. Aos amigos do laboratório de Anatomia Vegetal da Unicamp. Obrigada por toda ajuda, risada e conselhos. Ao técnico João Carlos Galvão, você tem sido de fundamental importância na vida de todos que passam pela BV. Obrigada pela companhia e pelas coletas de Combi. E por último, mas não menos importante, a minha família, especialmente aos meus pais: Roseli Castellini e Euclidio Martins Alves. Pelo apoio incondicional aos meus 7 sonhos, e por me proporcional a melhor família que se pode ter. Faço e sempre farei tudo da melhor forma que eu posso, para que minha vida seja motivo de orgulho para vocês. Porque sem sombra de dúvidas vocês são meu maior orgulho. Eu vos amo. 8 RESUMO Aspidosperma Mart. & Zucc. pertence à tribo Aspidospermateae Miers de Apocynaceae Juss. (Gentianales) e vem sendo posicionado como grupo irmão dos demais gêneros. Esse posicionamento confere especial interesse para a compreensão da evolução das características embriológicas na família. Nesse contexto, este estudo objetivou ampliar os conhecimentos sobre microesporogênese e microgametogênese em Aspidosperma Mart. & Zucc, a fim de compreender os padrões evolutivos dentro da família, além de verificar possíveis implicações taxonômicas dos caracteres levantados. Para isso, botões florais de tamanhos diversos e flores em antese de Aspidosperma australe Müll.Arg., A. cylindrocarpon Müll.Arg., A. pyrifolium Müll.Arg., A. tomentosum Mart. & Zucc. e A. verbascifolium Müll.Arg. foram coletados e fixados em Karnovsky. As anteras foram isoladas, desidratadas, incluídas em historesina, seccionadas, coradas com azul de toluidina e submetidas a testes histoquímicos. Grãos de pólen também foram analisados em microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. As anteras de Aspidosperma são bitecas e tetrasporangiadas, a parede da antera jovem é formada por uma camada epidérmica, uma camada de endotécio, uma camada média e uma camada de tapete, permanecendo assim durante o desenvolvimento. Exceção em A. verbascifolium que apresenta de duas a três camadas de cada estrato parietal. O tapete tem origem parietal e é classificado como tipo secretor. As células esporogênicas se diferenciam em células mãe de micrósporo ampliando seu volume, iniciando deposição de calose e a condensação cromossômica antes que as camadas da parede da antera estejam delimitadas. A meiose é do tipo simultânea e as tétrades são tetraédricas, decussadas ou isobilaterais. Os micrósporos se separam e a exina é depositada de forma irregular. A primeira mitose é assimétrica origina a célula vegetativa e a célula generativa. Os grãos de pólen maduros são tricelulares, 4-6 porados, a exina forma alças (pseudocolpos) e são dispersos em mônades. Os processos de microesporogênese e microgametogênese são, em linhas gerais, bastante conservados dentro de Apocynaceae e, até mesmo, quando consideramos a ordem Gentianales. Os caracteres que variam na família e são potencialmente plesiomorficos são: o tipo de citocinese simultâneo, as tétrades tetraédricas, decussadas ou isobilaterais, e os grãos de pólen apresentados em mônades com aberturas em poros. A presença de pseudocolpos é conservada dentro do gênero e parece constituir uma sinapomorfia para Aspidospermateae. Palavras-chave: Anatomia, Aspidospermateae, embriologia, microsporogênese, microgametogênese, rauvolfioide. 9 ABSTRACT Aspidosperma Mart. & Zucc. is vested to the Aspidospermateae Miers tribe of Apocynaceae Juss. (Gentianales) and has been considered the sister group of the all other genera of the family. This positioning confers a special interest to the understanding of the evolution of the embryological features in the family. Studies on embryological features have brought light for the understanding of evolutionary and taxonomic aspects of Apocynaceae. In this context, this study aimed to increase knowledge about microsporogenesis and microgametogenesis in Aspidosperma, in order to understand the evolutionary patterns within the family and to verify possible taxonomic implications. For this purpose, floral buds of various sizes and flowers in the anthesis of Aspidosperma australe Müll.Arg., A. cylindrocarpon Müll.Arg., A. pyrifolium Müll.Arg., A. tomentosum Mart. & Zucc. and A. verbascifolium Müll.Arg. were collected and fixed in Karnovsky. Anthers were isolated, dehydrated, embedded in historesin, sectioned and stained with toluidine blue and submitted to histochemical tests. Pollen grains were also analyzed by scanning and transmission electron microscopy. The anthers of Aspidosperma are bithecous and tetrasporangiate, the wall of the young anther is formed by an epidermal layer, an endothecium layer, a middle layer and a tapetum layer, thus remaining in this way during the development. An exception is A. verbascifolium that has two to three layers of each parietal stratum. The tapetum has parietal origin and is classified as secretory type. Sporogenic cells differentiate into microspore mother cells by enlarging their volume, initiating callose deposition and chromosome condensation before the anther wall layers are delimited. Meiosis is of the simultaneous type and the tetrads are tetrahedral, decussate or isobilateral. Microspores are separated and the exine is deposited irregularly. Asymmetric mitosis originates a vegetative cell and a generative cell. The mature pollen grains are tricellular, 4-6 porates, have the plicated exine and are dispersed in monads. The processes of microsporogenesis and microgametogenesis are in general conserved within Apocynaceae and even when considering the order Gentianales. The features that vary in the family and are potentially plesiomorphic are the type of simultaneous cytokinesis, the tetrahedral, decussate or isobilateral tetrads, and the pollen grains presented in monads with pore openings. The presence of pseudocolpus is conserved within the genus and seems to constitute a synapomorphy for Aspidospermateae. Key words: Anatomy, Aspidospermateae, embryology, microsporogenesis, microgametogenesis, rauvolfioid. 10 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Filogenia organizada por tribos de Apocynaceae .........................................
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