1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO CENTRO DE ENERGIA NUCLEAR NA AGRICULTURA SANDRA SANTA ROSA Desenvolvimento floral e do óvulo e aspectos da reprodução em Aechmea sp. e Vriesea sp. (Bromeliaceae) Piracicaba 2015 1 SANDRA SANTA ROSA Desenvolvimento floral e do óvulo e aspectos da reprodução em Aechmea sp. e Vriesea sp. (Bromeliaceae) Versão revisada de acordo com a Resolução CoPGr 6018 de 2011 Tese apresentada ao Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo para obtenção do título de Doutor em Ciências Área de Concentração: Biologia na Agricultura e no Ambiente Orientadora: Profa. Dra. Adriana Pinheiro Martinelli Co-orientadora: Dra. Pilar Sanchez Testillano Piracicaba 2015 2 AUTORIZO A DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Seção Técnica de Biblioteca - CENA/USP Santa-Rosa, Sandra Desenvolvimento floral e do óvulo e aspectos da reprodução em Aechmea sp. e Vriesea sp. (Bromeliaceae) / Sandra Santa-Rosa; orientadora Adriana Pinheiro Martinelli; co-orientador Pilar Sanchez Testillano. - - versão revisada de acordo com a Resolução CoPGr 6018 de 2011. - - Piracicaba, 2015. 167 p. : il. Tese (Doutorado – Programa de Pós-Graduação em Ciências. Área de Concentração: Biologia na Agricultura e no Ambiente) – Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo. 1. Desenvolvimento vegetal 2. Flor 3. Gametogênese 4. Microscopia 5. Morfologia vegetal 6. Parede celular vegetal 7. Pólen 8. Reprodução vegetal I. Título CDU 582.548.11 : 581.162 3 Aos meus pais, Marinalva e José Santa Rosa, que sempre acreditaram na educação como ferramenta transformadora, mesmo sem terem tido a oportunidade de concluir o ensino fundamental, muitas vezes deixando de realizar os seus próprios sonhos em função dos meus. Aos meus irmãos, Washington e Wilson, pelas palavras de otimismo nos momentos difíceis. Aos mestres da educação que colaboraram com a minha formação. 4 5 AGRADECIMENTOS A DEUS, pela minha existência, fé, sabedoria e discernimento que me mantiveram firme durante o desenvolvimento desse trabalho. À minha família, pais, irmãos e minha cunhada Lorena Sobral Santa Rosa, por me entenderem e aceitar as minhas escolhas. Meus agradecimentos ao Programa de Pós-Graduação em Ciências, Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), por todo apoio necessário durante a realização do trabalho. A todos os funcionários dessa instituição por oferecerem todo suporte aos alunos. Em especial aos funcionários Neuda Oliveira, Fábio Oliveira e Daiane Vieira, pela atenção e eficiência na prestação dos serviços. Ao Centro de investigaciones Biológicas de Madri, pelo estágio sanduíche e pela oportunidade da realização de parte desse trabalho, disponibilizando estrutura física, financeira e humana. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior pela concessão da bolsa de estudo de parte do doutorado e do estágio sanduíche. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico pela concessão da bolsa de estudo e financiamento da pesquisa. Agradeço à Profa. Dra. Adriana Pinheiro Martinelli, pela orientação, confiança, apoio, paciência e por todos esses anos de trabalho e ensinamentos, mesmo com tempo limitado. Aprendi muito, como pesquisadora, gestora e principalmente nas relações interpessoais, certamente concluo este trabalho muito mais preparada para as adversidades da vida profissional. Que Deus ilumine sempre seu caminho! À Dra. Pilar Sanchez Testillano pela oportunidade de realização do estágio sanduíche no seu grupo de pesquisa, pela orientação, todos os ensinamentos científicos transmitidos nas nossas longas reuniões e todo apoio durante a minha temporada em Madri. Foi uma experiência profissional e pessoal muito valiosa. Aos Laboratórios de Histopatologia e Biologia Estrutural de Plantas e Laboratório de Biotecnologia Vegetal por toda a infraestrutura, disponibilidade de materiais, equipamentos e profissionais que auxiliaram e apoiaram na realização do trabalho. 6 À bióloga técnica do Laboratório de Histopatologia e Biologia Estrutural de Plantas Mônica Lanzoni Rossi pela convivência diária, por todo aprendizado das técnicas microscópicas, apoio e empolgação no trabalho, mesmo nos momentos mais difíceis. Muito obrigado pela amizade e parceria, você contribuiu grandemente na qualidade do trabalho! Aos amigos do Laboratório de Histopatologia e Biologia Estrutural de plantas, Sylvia Rodrigues, Karina Salomão, Camila Heuser, Raquel Peron, Renan Packer, Luana Manarim, Fernando Paffaro, Mayra Camargo e Everton Hilo, pela convivência e troca de conhecimentos. Aos funcionários e amigos do Laboratório de Biotecnologia Vegetal, Marcelo Favareto, Renata Cruz, Eveline Tavano, Leonardo Soriano, Lígia Erpen, Fabiana Muniz, Tatiana Moraes e Carolina Rossi. Obrigada a todos pela amizade, por todo apoio, risadas, discussões durante os cafezinhos e pelo convívio prazeroso. Ao Laboratório de Biologia Celular e Molecular, em especial a Profa Tsai Siu Mui pela utilização do microscópio Leica, LMD 7000. Agradeço ao Núcleo de Apoio à Pesquisa em Microscopia Eletrônica na Pesquisa Agropecuária (NAP/MEPA – ESALQ/USP), por disponibilizar toda a infraestrutura para realização desse trabalho. Ao Centro de Microscopia e Imagem da FOP-UNICAMP Piracicaba pela utilização do microscópio eletrônico de transmissão Jeol JEM 1400. Aos funcionários e amigos do Laboratório de Biotecnologia de Pólen de Plantas Cultivadas do Centro de Investigaciones Biológicas, Ivett Bárány, Mayte Solís, Hector Sanches, Vanessa Cano, Ahmed El-Tantawy, Eduardo Berenguer, Profa Dra Maria del Carmen Risueño e o amigo Miguel Ángel, pela convivência, ensinamentos e paciência, principalmente com o idioma. Conviver com vocês por alguns meses foi maravilhoso! Agradeço especialmente à técnica Dra. Ivett Bárány pelos ensinamentos da técnica de imunolocalização e manipulação do microscópio confocal a laser. À Dra. Mayte Solís por compartilhar todo o seu conhecimento sobre embriogênese de pólen. Aos professores dos Programas de Pós-graduação do CENA/USP e ESALQ/USP, por todos os ensinamentos e contribuição profissional. À Profa Dra. Beatriz Apezzatto da Glória pela convivência e por compartilhar todo o seu conhecimento de antomia vegetal e ensinamentos didáticos, durante os estágios do Programa de Aperfeiçoamento de Ensino. Foi um prazer trabalhar com você! 7 Às funcionárias e amigas do Laboratório de Anatomia Vegetal da ESALQ/USP Maria das Graças Ongareli, Marli Soares, Aline Bombo, MagdaTessmer, Makeli Lusa, Aline Martins, Arinawa Filartiga e Michelle Alves, pela amizade e convivência. Ao Prof. Ricardo Ribeiro Rodrigues pelos ensinamentos de morfologia vegetal e didática, durante o estágio do Programa de Aperfeiçoamento de Ensino. Agradecimento especial aos amigos Marcelo Bida, Sylvia Silveirão e Leonardo Soriano, juntos formamos a diretoria da APG/CENA-2012 e desse trabalho nasceu uma grande amizade. Obrigado por todos os ensinamentos, as longas discussões na sede da APG e todos os momentos de diversão. À amiga-irmã Juliana Leles e seu marido, meu amigo Fabio Coutinho “baiano” pela grande amizade, pelos anos de convivência, por me entender e respeitar meus momentos, pelo infinito apoio e ajuda durante todo o meu doutorado. Amo vocês! Os amigos do doutorado, Cartiane Rocha, Leonardo Martins, Andrea Ribeiro, Conan Ayade, Natália Arruda e Denis Santiago, pela grande amizade. Vocês são inesquecíveis! Às amigas Ádila Vidal e Daniela Silveira, pela amizade, apoio, conversas e palavras de otimismo nos momentos difíceis do doutorado, mesmo estando tão distante. Agradeço a amizade sincera das amigas, Carla Dias, Camila Dias, Sheyla Guimarães e do amigo Maurito que mesmo distante se fizeram presentes e sempre torceram por mim. Por fim, agradeço a todos aqueles que contribuíram direta ou indiretamente para a realização dessa tese e para minha formação profissional. Uma tese não pode ser realizada sozinha é um trabalho de muitas mãos. Muito obrigada! 8 9 “Sem a curiosidade que me move, que me inquieta, que me insere na busca, não aprendo nem ensino”. Paulo Freire 10 11 RESUMO SANTA-ROSA, S. Desenvolvimento floral e do óvulo e aspectos da reprodução em Aechmea sp. e Vriesea sp. (Bromeliaceae). 2015. 167 p. Tese (Doutorado) – Centro de Energia Nuclear na Agricultura, Universidade de São Paulo, Piracicaba, 2015. A utilização de Bromélias tem sido crescente no mercado de plantas onamentais, por outro lado, muitas espécies encontram-se ameaçadas, grande parte pelos impactos humanos no ambiente. Aechmea correia-araujoi E. Pereira & Moutinho, Aechmea gamossepala Wittm, Vriesea ensiformis (Vell.) Beer e Vriesea saundersii (Carrière) E. Morren ex Mez, espécies nativas da Mata Atlântica brasileira, têm sido alvo de extrativismo. Informações básicas sobre a espécie são essenciais para subsidiar a condução de programas de conservação e melhoramento genético, que aliados a ferramentas biotecnológicas permitem a incorporação de estratégias inovadoras aos métodos de melhoramento. Neste sentido, o objetivo do presente trabalho foi descrever essas espécies, quanto à micromorfologia floral, aspectos reprodutivos envolvidos no processo de polinização, desenvolvimento floral e deesenvolvimento gametofítico, como mecanismo de preservação e produção comercial. A caracterização morfológica e anatômica das flores das espécies de Aechmea e Vriesea contribuiu para a compreensão do processo reprodutivo. As espécies apresentam grãos de