Nomenclatura e classificação de plantas

FISIOLOGIA DA REPRODUÇÃO VEGETAL

Katia Christina Zuffellato-Ribas

Bióloga, Dra.Departamento de Botânica - Setor de Ciências Biológicas

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

[email protected]

www.gepe.ufpr.br

Nomenclatura e classificação de plantas

Propagação vegetal

Propagação sexuada

Katia Christina Zuffellato-Ribas

AULA 1

NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS

NOMENCLATURA BOTÂNICA INICIADA HÁ 4.000 ANOS

PRIMEIROS REGISTROS THEOPHRASTUS

(370 – 285 a. C.)

CLASSIFICAÇÃO POR:

TEXTURA OU FORMA ERVAS

ARBUSTOS

ÁRVORES

CLASSIFICAÇÃO POR:

1. HÁBITO DAS PLANTAS

2. SISTEMAS ARTIFICIAIS

3. SISTEMAS NATURAIS

4. SISTEMAS FILOGENÉTICOS


1. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO PELO HÁBITO DAS PLANTAS

HÁBITO DE CRESCIMENTO ERVAS

ARBUSTOS

TREPADEIRAS

ZONAS CLIMÁTICAS TEMPERADAS

TROPICAIS

SUB-TROPICAIS


1. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO PELO HÁBITO DAS PLANTAS

USO DA PLANTA



USO DAS PLANTAS

Uma fatia de cenoura lembra um olho humano

Pupila - Íris – Linhas radiais

β-caroteno → pró-vitamina A – retinol

Ajuda o desempenho dos receptores da retina, melhorando a visão

Auxilia no fluxo sanguíneo


USO DAS PLANTAS


USO DAS PLANTAS

O tomate tem quatro câmaras e é vermelho

O coração tem quatro câmaras e é vermelho

Licopeno – anti-oxidante, alimento para o coração e sangue, reduz probabilidade de câncer de próstata e dos pulmões


USO DAS PLANTAS

Uvas em cacho tem a forma de coração

Cada baga é parecida com uma célula sanguínea

Alimento vitalizador para coração e sangue


USO DAS PLANTAS

A noz parece um cérebro (hemisfério direito, hemisfério esquerdo)

Nozes ajudam a desenvolver neurotransmissores para o funcionamento do cérebro

Controlam o colesterol ruim (LDL), ajudam a proteger o coração


USO DAS PLANTAS

Um grão de feijão lembra um rim

Feijão cura e ajuda a manter a função renal


USO DAS PLANTAS

Aipo tem forma semelhante a um osso

Ossos são ricos em sódio – Aipo também é rico em sódio

Esse alimento contribui com a resistência óssea

Abacate – Berinjela – Peras

Lembram o formato de um útero

Ajudam funcionamento de útero e colo de útero

Figos são cheios de sementes e são pendurados aos pares quando crescem

Figos aumentam a mobilidade do esperma, aumentam sua contagem e ajudam a evitar a infertilidade masculina


USO DAS PLANTAS

A batata doce é parecida com o pâncreas

Regula o índice glicêmico de diabéticos (IG= 77)


USO DAS PLANTAS

Azeitonas ajudam o bom funcionamento dos ovários

Reduz quantidade de LDL (colesterol ruim)

Reduz risco de infarto, previne envelhecimento (rico em polifenóis que reduzem a formação de radicais livres)


USO DAS PLANTAS

Laranjas e outros frutos cítricos assemelham-se a glândulas mamárias

Ajudam o fluxo de circulação linfática dentro do peito


USO DAS PLANTAS

Cebola é semelhante a uma célula

Cebola ajuda a limpar os resíduos de todas as células do corpo (ajuda a eliminar radicais livres)

Rica em flavonóides → poder anti-oxidante, anti-inflamatório, analgésico...

GRÃOS ANUAL DE INVERNO

ANUAL DE VERÃO

ORNAMENTAIS PLANTAS DE INTERIOR

PLANTAS DE JARDIM

BORDADURAS

ARBORIZAÇÃO URBANA

QUEBRA-VENTOS

ÁRVORES LENHOSAS (MADEIRA DURA)

MACIAS (MADEIRA MOLE)


2. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO ARTIFICIAIS

ORGANIZAÇÃO ATRAVÉS DA ANÁLISE DE UMA OU POUCAS CARACTERÍSTICAS

HÁBITO DAS PLANTAS

POSIÇÃO DO OVÁRIO

NÚMERO DE ESTAMES



3. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO NATURAIS

CARACTERES COMUNS DOS SERES RELACIONADOS

NÚMERO DE COTILÉDONES

POSIÇÃO DO OVÁRIO

SISTEMA VASCULAR


4. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO FILOGENÉTICOS

CHARLES DARWIN (1859)

RELAÇÕES GENÉTICAS ENTRE OS VEGETAIS

(ANCESTRALIDADE E DESCENDÊNCIA)

CARL VON LINNÉ (1707 – 1778)

CÓDIGO DE NOMENCLATURA BOTÂNICA

BINÔMIO GÊNERO – ESPÉCIE

NOMES LATINOS

Solanum tuberosum L.



1905: CONGRESSOS INTERNACIONAIS DE BOTÂNICA (VIENA)

1844 – 1930: ENGLER

1968: CRONQUIST

Divisão MAGNOLIOPHYTA

Classe MAGNOLIATAE

Subclasse MAGNOLIIDAE

Família MAGNOLIACEAE

Gênero Magnolia

Espécie liliflora


1981: CRONQUIST

Divisão MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAS)

Classe MAGNOLIOPSIDA (DICOTILEDÔNEAS)

Classe LILIOPSIDA (MONOCOTILEDÔNEAS)


1999: JUDD

PALEOERVAS NÃO-MONOCOTILEDÔNEAS

COMPLEXO MAGNOLIIDAE

MONOCOTILEDÔNEAS

EUDICOTILEDÔNEAS

ANGIOSPERMAS


1939: CÓDIGO DE NOMENCLATURA PARA PLANTAS CULTIVADAS

(DESENVOLVIMENTO DA AGRICULTURA E HORTICULTURA)

CULTIVAR = CULTIVATED VARIETIES = cv.

CULTIVAR = CATEGORIA TAXONÔMICA

DIFERENÇAS MORFOLÓGICAS

DIFERENÇAS FISIOLÓGICAS

DIFERENÇAS CITOLÓGICAS

DIFERENÇAS QUÍMICAS

QUE SE REPRODUZ SEXUADA OU ASSEXUADAMENTE

MANTENDO AS CARACTERÍSTICAS


CULTIVAR (cv.) = CULTIVATED VARIETY

PLANTAS AGRÍCOLAS

MANIPULADAS PELO HOMEMEx: Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca (feijão)

VARIEDADE (var.)

VARIEDADE BOTÂNICA

OCORRÊNCIA NATURAL

FORMA, COR, TAMANHO

QUALIDADE DE COMPOSTOS QUÍMICOS

Ex: Paulownia fortunei (Seem.) Helms. var. mikado (quiri)


CULTIVAR (cv.) = CULTIVATED VARIETY

MANIPULADAS PELO HOMEMEx: Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca (feijão)

Gênero - Espécie – Autor – cultivar

L. = Lineu

VARIEDADE (var.)

OCORRÊNCIA NATURAL

Ex: Paulownia fortunei (Seem.) Helms. var. mikado (quiri)

Gênero – Espécie

Seem. = Seemann – autor do basinômio Campsis fortunei

Helms. = Helmsley – passou para o gênero Paulownia


DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS

PROPAGAÇÃO E CRESCIMENTO DE PLANTAS PELO CONTROLE DO HOMEM

SÍTIOS ARQUEOLÓGICOS DE 9.000 a. C. (SUL DA ÁSIA)

Pompéia - Itália

Pompéia - Itália

Pompéia - Itália

Pompéia - Itália


MÉTODOS DE DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS

PROPAGAÇÃO SEXUADA OU POR SEMENTES

PROPAGAÇÃO ASSEXUADA OU VEGETATIVA

PÉTALA

ANTERA

OVÁRIO

ESTIGMA

ESTILETE

SÉPALAS

FILETE

RECEPTÁCULO

PEDICELO

PISTILO

ESTAME

PÉTALA REMOVIDA

PROPAGAÇÃO SEXUADA


Hemerocallis sp.


Hibiscus sp.



ÓVULO

MEGÁSPORO

NÚCLEO DO MEGÁSPORO

(HAPLÓIDE)

MICRÓSPORO

ESTAME

ANTERA

FILETE

GRÃO

DE

PÓLEN

NÚCLEO DO MICRÓSPORO

(HAPLÓIDE)


PRIMEIRA MITOSE

SEGUNDA MITOSE

TERCEIRA MITOSE

2 NÚCLEOS HAPLÓIDES

4 NÚCLEOS HAPLÓIDES

VACÚOLO

3 ANTÍPODAS

CÉLULA CENTRAL

2 NÚCLEOS POLARES

1 OOSFERA

2 SINÉRGIDES

VACÚOLO


Pavonia sp.

Estigma

Grão de pólen



Grão de pólen


PROPAGAÇÃO SEXUADAMEIOSE NO ESTAME E CARPELO

ANTERA

MEGÁSPORO HAPLÓIDE

MEGAGAMETÓFITO

MEGAGAMETA (OOSFERA) HAPLÓIDE

MICRÓSPOROS HAPLÓIDES

(POLEN)

MICROGAMETÓFITOS HAPLÓIDES

(PÓLEN)

MICROGAMETAS (CÉLULAS

ESPERMÁTICAS)HAPLÓIDES

SEMENTE

GERMINAÇÃO, CRESCIMENTO E

DESENVOLVIMENTO DA SEMENTE

SEMENTE

EMBRIÃO DIPLÓIDE

CRESCIMENTO POR MITOSE E

DIVISÃO CELULAR

ZIGOTO DIPLÓIDE

SINGAMIA

ESPORÓFITO DIPLÓIDE

MAÇÃ

FRUTOS

ROMÃ AMORA

óvulo

Calose

tubopolínico

sacoembrionário

Canais de Ca 2+

Núcleo espermático

Núcleo do tubo

↓[Ca2+]

↑[Ca2+]

EFEITOS DO CÁLCIO E BORO NA GERMINAÇÃO DO TUBO POLÍNICO

Ca2+

Quimiotropismo → direçãode crescimento do tubopolínico no sentidocrescente da [Ca2+]

Função na divisão celularatuando na organizaçãodos fusos cromáticos

EFEITOS DO CÁLCIO

GERMINAÇÃO DO TUBO POLÍNICO

Tubo polínico

Saco embrionário

Oosfera

Antípodas

Sinérgides

Núcleos Polares

CÁLCIO:

• Ca2+ PAPEL ESSENCIAL NO CRESCIMENTO DOTUBO POLÍNICO

• ACÚMULO DE CANAIS DE Ca2+ NO ÁPICE DO TUBOPOLÍNICO

• CRESCIMENTO DO TUBO POLÍNICO REGULADOPOR UM CRESCENTE DIFERENCIAL DA [Ca2+]

EFEITOS DO CÁLCIO

BORO:

• VIABILIDADE DO GRÃO DE PÓLEN PELA ELEVAÇÃO DA [SOLUTOS] NO ESTIGMA

• ↑ [B] NO ESTIGMA E ESTILETE NECESSÁRIA PARA A INATIVAÇÃO DA CALOSE DA PAREDE DO TUBO POLÍNICO:

• FORMAÇÃO COMPLEXO BORATO-CALOSE

• ↓ [B] ↑ SÍNTESE DE CALOSE E INDUZ A SÍNTESE DE FITOALEXINAS NO ESTIGMA E ESTILETE → DEFESA SEMELHANTE À INFECÇÃO POR MICRORGANISMOS

EFEITOS DO BORO

EFEITOS DO CÁLCIO E BORO

óvulo

Complexo Borato-Calose

tubopolínico

sacoembrionário

Canais de Ca 2+

Núcleo espermático

Núcleo do tubo

*

FORMAÇÃO DO EMBRIÃO


SUSPENSOR

COTILÉDONES

MERISTEMA APICAL

HIPOCÓTILO

RADÍCULA

ENDOSPERMA


Intervalo...


SEMENTE

DEFINIÇÃO:

ÓVULO DESENVOLVIDO APÓS A FECUNDAÇÃO,

CONTENDO O EMBRIÃO, COM OU SEM RESERVAS

NUTRITIVAS, PROTEGIDO PELO TEGUMENTO


SEMENTE BOTÂNICA: UNIDADE DE REPRODUÇÃO SEXUADA

DESENVOLVIDA A PARTIR DE UM ÓVULO FERTILIZADO.

SEMENTE ORTODOXA: TOLERANTE AO DESSECAMENTO A NÍVEIS

DE UMIDADE BAIXOS, SEM DANOS À SUA VIABILIDADE.

(Ex: ARROZ, FEIJÃO, MILHO, SOJA, TRIGO...)

SEMENTE RECALCITRANTE: NÃO SOFRE DESIDRATAÇÃO DURANTE

A MATURAÇÃO, APRESENTANDO ALTOS NÍVEIS DE UMIDADE. É

SENSÍVEL AO DESSECAMENTO E À BAIXAS TEMPERATURAS.

(Ex: CAFÉ, CÔCO, CARVALHO...)


SEMENTE

CONSTITUIÇÃO:

TESTA

TÉGMEN OU TEGMA

RADÍCULA

EMBRIÃO CAULÍCULO

GÊMULA

COTILÉDONES

RESERVAS ALBUME OU ENDOSPERMA

TEGUMENTO OU CASCA

AMÊNDOA

SEMENTE

COTILÉDONE FOLHA NO EPICÓTILO

RADÍCULA

SEMENTE

CONDIÇÕES PARA GERMINAÇÃO:

ÁGUA (5 a 20%)

OXIGÊNIO (21%)

TEMPERATURA (25 - 30ºC)

LUZ (Fotoblástica + ou -)

SEMENTEGERMINAÇÃO

Annona crassiflora (araticunzeiro)

SEMENTE

DORMÊNCIA DE SEMENTES:

IMPERMEABILIDADE DO TEGUMENTO À ÁGUA OU AO OXIGÊNIO

PRESENÇA DE INIBIDORES QUÍMICOS

IMATURIDADE FISIOLÓGICA DO EMBRIÃO

SEMENTEHIPOCÓTILO FOLHA NO EPICÓTILOCOTILÉDONE

GERMINAÇÃO EPÍGEA GERMINAÇÃO HIPÓGEA

EFEITOS FISIOLÓGICOS DO ETILENO

Gancho plumular ou apical

- lado interno → ↓ luminosidade → ↑ produção de Et → ↑ ↑ ↑ [Ax] → inibe alongamento

- lado externo → ↑ luminosidade → ↓ produção de Et → ↑[Ax] → ↑ alongamento

- luz vermelha ou branca → destrói Ax e Et→ ↓ [Ax e Et] → abertura do gancho

Auxina

GERMINAÇÃO DE SEMENTES

EFEITOS FISIOLÓGICOS DAS GIBERELINAS

1a folha

coleoptile

Meristema apical

Testa - pericarpo

Camada de aleurona

Endosperma amiláceoCélulas da aleurona

1. Giberelinas são sintetizadas pelo embrião e liberadas no endosperma via escutelo.

2. Giberelinasdifundem-se para a camada de aleurona.

3. Células da camada de aleurona são induzidas a sintetizar e secretar α-amilase e outras hidrolases dentro do endosperma.

4. Amido e outras macromoléculas são degradadas àmoléculas menores.

5. Os solutos do endosperma são absorvidos pelo escutelo e transportados ao embrião em crescimento.

raiz

escutelo

Solutos do endosperma

Enzimas hidrolíticas


ESTRUTURA:

Gas SÃO DITERPENOS CÍCLICOS (COM 19 OU 20 C)

POSSUEM ESQUELETO ENT-GIBERELANO COM 4 OU 5 ANÉIS

O 5º ANEL É A LACTONA (NÃO PRESENTE NO ESQUELETO ENT-GIBERELANO, SE LIGA AO ANEL A)

TODAS AS Gas TEM UM GRUPO CARBOXÍLICO PRESO NO C7

A

D

CB

GIBERELINAS

GIBERELINAS

LOCAIS DE SÍNTESE DE GA:

ÁPICES DE CAULES E RAÍZES

INTERNÓS

FOLHAS JOVENS

SEMENTES IMATURAS ***REGIÕES MERISTEMÁTICAS

EMBRIÕES EM GERMINAÇÃO

GIBERELINAS

TRANSPORTE DE GA:

PARA TECIDOS NÃO DIFERENCIADOS → TRANSPORTE POLAR

PARA TECIDOS DIFERENCIADOS → XILEMA E FLOEMA

Proteína-G Memb.plasmática

cél. aleurona

Transdução do sinal dependente de Ca2+

envolvendo calmodulina e

proteína quinase

secreção

Transdução do sinal independente de Ca2+

com cGMP

Sinalizador intermediário de GA ativado

Fator de transcrição GA-MYB

ribossomos

Vesículas secretoras de α-

amilase

C.G.

R.E.

α-amilase

Degradação do amido no endosperma

núcleo

Repressor degradado

Transcrição e processamento

Transcrição e processamento

1. GA1 do embrião liga-se ao receptor na superfície da célula.

2. O complexo GA-R interage com a proteína-G iniciando duas cadeias separadas de transdução do sinal.

3. O caminho independente de Ca2+, envolvendo cGMP, resulta na ativação de um sinalizador intermediário.

4. O sinalizador intermediário ativado liga-se ao repressor DELLA no núcleo.

5. O repressor DELLA édegradado quando liga-se ao sinal do GA.

6. A inativação do repressor DELLA permite a expressão do gene MYB e outros genes, para prosseguir com a transcrição, processamento e tradução.

7. A proteína MYB sintetizada entra no núcleo e liga-se ao gene promotor para α-amilase e outras enzimas hidrolíticas.

8. Transcrição de α-amilase e outros genes hidrolíticossão ativados.

9. α-amilase e outras hidrolases são sintetizadas no retículo endoplasmático (tradução).

10. Proteínas são secretadas via complexo de Golgi.

11. A via de secreção necessita da estimulação pelo GA, dependente de Ca2+-calmodulina.

MODO DE AÇÃO DAS GIBERELINAS

FASES DE ABSORÇÃO DE ÁGUA DURANTE A GERMINAÇÃO

FASE I

10 – 30 s

FASE II

1 – 10 h

FASE III

EMERGÊNCIA DA RADÍCULA

LAG

EMBEBIÇÃO

TEMPO

PESO

FRESCO

FASE LAG: POUCA ENTRADA DE ÁGUA

ATIVIDADES CELULARES CRÍTICAS (MATURAÇÃO DE MITOCÔNDRIA, SÍNTESE DE PROTEÍNAS, METABOLISMO DE RESERVA DE MATERIAL, PRODUÇÃO DE ENZIMAS)

TRANSIÇÃO DO DESENVOLVIMENTO PARA A GERMINAÇÃO



PUPUNHA (Bactris gasipaes – ARECACEAE)



EMBEBIÇÃO DA SEMENTE

PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)

GERMINAÇÃO DA SEMENTE


6 DIAS APÓS A GERMINAÇÃO


ROLO DE PAPEL


GERMINADOR


Germinação de sementes de pinhão manso após escarificação com Lixa n° 100

Germinação de sementes de pinhão manso prejudicada por excesso de umidade

Deterioração de sementes de pinhão manso por ácido sulfúrico


TESTEMUNHA ESCARIFICAÇÃO COM LIXA

IMERSÃO EM ÁGUA 25°C




Corte longitudinal de semente de pinhão manso

Apodrecimento de semente de pinhão manso

Dano por umidade em semente de pinhão manso

Dano mecânico em semente de pinhão manso

Deterioração natural em semente de pinhão manso

TESTE DO TETRAZÓLIO

CLORETO DE 2,3,5-TRIFENILTETRAZÓLIO (TTC)(SAL INCOLOR, SOLÚVEL, SE OXIDA PELAS HIDROGENASES DA RESPIRAÇÃO)

TESTE DO TETRAZÓLIO

INCOLOR, SOLÚVEL ROSA, INSOLÚVEL

(oxidado) (reduzido)

2(H)

Semente viável de pinhão manso

FIM!

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