Caracterização citogenética para identificação dos níveis de ploidia em cinco espécies do gênero Mentha L / Citogenetic characterization to determination of ploidy level on five Mentha L. species

Neste trabalho foi feita a caracterização citogenética da: microsporogênese, tétrades, estimativa da viabilidade do pólen pelo método de coloração e contagem do número máximo de nucléolos por célula interfásica, para identificação dos níveis de ploidia, em cinco espécies do gênero Mentha L. Foram coletadas inflorescências em 30 plantas de cada espécie, em duas florações sucessivas, nos anos 2006 e 2007. As inflorescências foram tratadas em etanol-ácido acético (3:1), em temperatura ambiente durante seis horas, transferidas para álcool 70% (v/v) e conservadas em geladeira até análise. Nas análises da microsporogênese, tétrades e pólen o corante usado foi carmin propiônico 2% e na identificação dos nucléolos nitrato de prata (AgNO3). Os resultados demonstraram que as cinco espécies são poliplóides. M. crispa heptaplóide (2n=7x=84) com 11 nucléolos, M. spicata tetraplóide (2n=4x=48) com 8 nucléolos, M.x gentilis pentaplóide (2n=5x=60) com 12 nucleólos, M. piperita e M.x piperita ambas hexaplóides (2n=6x=72) com 8 e 9 nucléolos respectivamente. M. spicata e M. crispa mantiveram as mais altas porcentagens de células normais na microsporogênese, na formação de tétrades e na estimativa da viabilidade do pólen por coloração, sugerindo maior estabilidade meiótica quando comparados aos demais poliplóides estudados.

The cytogenetic characterization of five species of Mentha L. genus, including the data: regularity of microsporogenesis and tetrads, and polen viability, using the coloration method and the counting of the maximum number of nucleolus by interphasic cell were carried out in this study to identify the ploid levels. These analyses were performed from inflorescences collected in 30 plants of each species, during two successive florations in 2006 and 2007. Inflorescences were treated in 3:1 ethanol:acetic acid mixture at room temperature during six hours, then transferred to 70%(v/v) ethanol solution and refrigerated until the analysis. For microsporogenis, tetrad and pollen analysis, we used carmine propionic 2% (m/v) and for nucleolus identification, we used AgNO3 solution. It was possible to observe that all five species were polyploids. M. crispa heptaploid (2n=7x=84) with 11 nucleolus, M. spicata tetraploid (2n=4x=48) with 8 nucleolus, M. x gentilis pentaploid (2n=5x=60) with 12 nucleolus, M. piperita and M. x piperita both hexaploid (2n=6x=72) with 8 and 9 nucleolus respectively. M. spicata and M. crispa kept the highest percentual values of normal cells in microsporogenesis as well as in tetrads formation and pollen viability, suggesting a higher meiotic stability when compared to the other polyploids studied.

Chromosome stickiness during meiotic behavior analysis of Passiflora serrato-digitata L. (PassifloraCEAE) / Aderência cromossômica durante a análise do comportamento meiótico de Passiflora serrato-digitata L (PassifloraCEAE)

Almost 90 percent of species of the genus Passiflora are native to the American continent, with high commercial value due to the fact that some species are used for human food while others have ornamental and medical qualities. Passiflora serrato-digitata is one of the species that integrates the Paraná Agronomic Institute germoplasm bank at its experimental base in Londrina, PR, Brazil. Collected flower buds were fixed in ethanol/acetic acid (3:1 v/v) for 24h, transferred to 70 percent alcohol and stored under refrigeration. Slides were prepared by the squashing technique and stained with 1.0 percent propionic carmine; they were analyzed under an optic microscope. Irregularities in the chromosome segregation process of P. serrato-digitata have been verified by meiotic behavior analysis. These comprised precocious migration to poles in metaphase I and II, non-oriented chromosomes in metaphase plate in metaphase I and II, laggard chromosomes in anaphase I and II towards the formation of micronucleus in telophase I and II, and microspores in tetrads. Chromosome stickiness was another irregularity reported in the Passiflora genus for the first time. These irregularities which also contributed to the formation of monads, dyads and triads, resulted in normal imbalanced 2n and 4n microspores. According to the observed Meiotic Index of 71.83 percent, this species is not meiotically stable.

Cerca de 90 por cento das espécies do gênero Passiflora são nativas das Américas, sendo que aproximadamente 200 espécies são nativas do Brasil. Possuem grande importância comercial, pois algumas espécies são utilizadas na alimentação humana, outras apresentam propriedades medicinais e ornamentais. A espécie Passiflora serrato-digitata faz parte do banco de germoplasma do Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, estação experimental de Londrina, PR. Botões florais colhidos foram fixados em etanol/ácido acético (3:1 v/v) por 24 horas, transferidos para álcool a 70 por cento e acondicionado sob refrigeração. As lâminas foram preparadas pela técnica de esmagamento e coradas com carmim propiônico a 1,0 por cento e observadas ao microscópio óptico. Por meio da análise do comportamento meiótico, foram verificadas irregularidades no processo de segregação dos cromossomos de P. serrato-digitata, tais como migração precoce para os pólos em metáfase I e II, cromossomos não orientados na placa equatorial em metáfase I e II, cromossomos retardatários em anáfase I e II, levando a formação de micronúcleo em telófases I e II e micrósporos em tétrades. Outra irregularidade observada foi aderência cromossômica, relatada pela primeira vez no gênero Passiflora, que também pode ter contribuído para a formação de mônades, díades, tríades, as quais foram observadas, resultando em micrósporos normais, desbalanceados, 2n e 4n. De acordo com o Índice Meiótico de 71,83 por cento observado, essa espécie pode ser classificada como não estável meioticamente.

Abnormal behavior of spindle during microsporogenesis of passiflora (passifloraceae) / Comportamento anormal de fuso durante a microsporogênese de passiflora (passifloraceae)ien

Passiflora genus, Passifloraceae family, has more than 500 species and 120 of them are native species of Brazil. All species produce fruits that are used as food, medicine and decoration. Floral buttons of five species were collected and fixed in a mixture of ethanol and acetic acid (3:1). The slides were prepared by squashing and staining with 1% propionic carmine. Results showed that during microsporogenesis there were few irregularities, mostly frequently related to chromosome irregular segregation as: precocious migration to poles in metaphase I and II, non-oriented bivalent chromosomes at metaphase I and II, and laggard chromosomes in anaphase I and II, forming micronuclei in telophases I and II and tetrad with microcyte. Another observed irregularity is related to the organization of spindle fibers in meiosis II as they organize themselves in T and V shapes and in sequential spindle. However, in the V-shaped spindle configuration, there was fusion between two nuclei that were close, forming triads instead of tetrads. Irregular chromosome segregation, abnormal spindles and irregularities in the cytokinesis process were responsible for the formation of monads, dyads, triads and polyads. However, the pollen grain viability was not harmed, presenting an 83.98% to 98.59% fertility variation.

O gênero Passiflora, família Passifloraceae, apresentam mais de 500 espécies, havendo no Brasil aproximadamente 120 espécies nativas. Todas as espécies produzem frutos que são utilizados como produtos alimentícios, medicinais e ornamentais. Botões florais de cinco espécies foram coletados e fixados em etanol/acido acético (3:1). As lâminas foram preparadas utilizando a técnica de esmagamento e coradas com carmim propiônico a 1%. Como resultado, observou-se que durante a microsporogênese poucas irregularidades foram encontradas, as mais frequentes estão relacionadas à segregação irregular dos cromossomos, tais como: migração precoce para os pólos em metáfase I e II, bivalente não orientado em metáfase I e II, e cromossomos retardatários em anáfase I e II, levando a formação de micronúcleos em telófases I e II, e micrócito em tétrades. Outra irregularidade observada esta relacionada a organização das fibras dos fusos em meiose II, que se organizam na forma em T, em V e fuso sequencial. Na configuração de fuso na forma de V ocorreu fusão entre dois núcleos que estavam próximos, formando tríade ao invés de tétrade. A segregação irregular dos cromossomos, a formação de fusos anormais e as irregularidades no processo de citocinese foram responsáveis pela formação de mônades, díades, tríades e políades como produtos final da meiose. Porém, a viabilidade dos grãos de pólen não foi comprometida, apresentado uma variação de 83,98% a 98,59% de fertilidade.

Anther and pollen development in some species of Poaceae (Poales) / Desenvolvimento da antera e do grão de pólen em espécies de Poaceae (Poales)

Anther and pollen development were studied in Olyra humilis Nees, Sucrea monophylla Soderstr, (Bambusoideae), Axonopus aureus P. Beauv., Paspalum polyphyllum Nees ex Trin. (Panicoideae), Eragrostis solida Nees, and Chloris elata Desv. (Chloridoideae). The objective of this study was to characterise, embryologically, these species of subfamilies which are considered basal, intermediate and derivate, respectively. The species are similar to each other and to other Poaceae. They present the following characters: tetrasporangiate anthers; monocotyledonous-type anther wall development, endothecium showing annular thickenings, secretory tapetum; successive microsporogenesis; isobilateral tetrads; spheroidal, tricellular, monoporate pollen grains with annulus and operculum. Nevertheless, the exine patterns of the species studied are distinct. Olyra humilis and Sucrea monophylla (Bambusoideae) show a granulose pattern, whereas in the other species, it is insular. In addition, Axonopus aureus and Paspalum polyphyllum (Panicoideae) have a compactly insular spinule pattern, while Chloris elata and Eragrostis solida (Chloridoideae) show a sparsely insular spinule pattern. The exine ornamentation may be considered an important feature at the infrafamiliar level.

O desenvolvimento da antera e do grão de pólen de Olyra humilis Nees, Sucrea monophylla Soderstr. (Bambusoideae), Axonopus aureus P. Beauv., Paspalum polyphyllum Nees ex Trin. (Panicoideae), Eragrostis solida Nees and Chloris elata Desv. (Chloridoideae) foi estudado visando caracterizar embriologicamente essas espécies de subfamílias consideradas basal, intermediária e derivada, respectivamente. As espécies são similares entre si e entre as demais Poaceae. Apresentam os seguintes caracteres: anteras tetrasporangiadas; desenvolvimento da parede da antera do tipo monocotiledôneo, endotécio com espessamento de parede anelar, tapete secretor; microsporogênese sucessiva; tétrades isobilaterais; grãos de pólen esféricos, tricelulares, monoporados, com anel e opérculo. Por outro lado, o padrão de ornamentação da exina do grão de pólen é distinto. Olyra humilis e Sucrea monophylla (Bambusoideae) apresentam padrão granuloso e as demais espécies padrão insular. Axonopus aureus e Paspalum polyphyllum (Panicoideae) apresentam espínulos densamente agrupados, enquanto Chloris elata e Eragrostis solida (Chloridoideae) espínulos esparsamente agrupados. A ornamentação da exina dos grãos de pólen pode ser considerada caráter importante a nível infrafamiliar.

Reproductive studies on ipecac (Cephaelis ipecacuanha (Brot.) A. Rich; Rubiaceae): meiotic behavior and pollen viability

Reproductive studies were carried out on Brazilian accessions of ipecac, Cephaelis ipecacuanha. Meiotic behavior was studied using the squashing technique. Irregular chromosome segregation in meiosis I and II, many sets of chromosomes in telophase II, micronuclei, incorrect cytoplasm division, incomplete cytokinesis and anomalous post-meiotic products, mainly polyads, were observed. The mean meiotic index was lower than 72%. Pollen viability was analyzed using Alexander solution, and the percentages ranged between brevistylous and longistylous floral morphs (85.3 to 93.1%), and among different localities (82.5 to 92.6%) analyzed. The size of pollen ranged between viable and sterile, and empty and shrunken sterile. In its natural habitat, this species is known to propagate by vegetative multiplication, but sexual reproduction seems to be as important as the vegetative propagation to this species.

Estudos reprodutivos foram realizados em acessos brasileiros de poaia, Cephaelis ipecacuanha. O comportamento meiótico foi estudado usando a técnica de esmagamento. Foi observada segregação irregular de cromossomos durante meiose I e II, muitos grupos de cromossomos em telófase II, micronúcleos, divisão incorreta do citoplasma, citocinese incompleta e produtos pós-meióticos anômalos, principalmente políades. A média do índice meiótico foi inferior a 72%. A viabilidade polínica foi analisada utilizando-se solução de Alexander e a percentagem de pólen viável variou entre as formas florais, brevistila e longistila (85,3% a 93,1%), e entre as diferentes localidades (82,5% a 92,6%) analisadas. O tamanho do pólen variou entre viáveis e inviáveis, e entre os inviáveis vazios e contraídos. Em seu habitat natural, a poaia apresenta propagação por multiplicação vegetativa, mas a reprodução sexuada parece ser tão importante para essa espécie quanto a propagação vegetativa.

Relação entre os estádios de desenvolvimento dos micrósporos e as características morfológicas do botão floral em pimentão (Capsicum annuum L. ) / Relationship among the development stages of microspores and the morphological characteristics of the floral bud in sweet pepper (Capsicum annuum L. )

Vários fatores influenciam a cultura de anteras, entre eles, o estádio de desenvolvimento dos micros poros. O presente estudo teve por objetivo verificar a relação entre o estádio de desenvolvimento dos micrósporos com algumas características morfológicas do botão floral do pimentão. Foram utilizados botões florais dos genótipos Agronômico 8, linhagem 004 e o híbrido F1 (PIX22C#31 x linhagem 004), os quais inicialmente foram separados em seis classes de diferentes tamanhos. Foi determinado o comprimento e o diâmetro do botão floral e o comprimento de suas anteras, além de se observar a presença de antocianina e a relação entre o tamanho das sépalas e pétalas. O estádio de desenvolvimento dos micrósporos foi analisado através da coloração dos mesmos com carmim acético. A análise citológica de cada classe mostrou que o micrósporo não vacuolado, com núcleo central e diâmetro de aproximadamente 24,5µm (ideal para utilização em cultura de anteras), ocorreu em todos os genótipos cujos botões florais tinham pétalas de tamanho igual ou pouco maior que as sépalas e, anteras com traços de antocianina em sua extremidade.

A number of factors influence the anther culture, among them, the developmental stage of microspores. The present study had the objective to verify the relationship among the developmental stage of microspores and a few morphological characteristics of the floral bud of the sweet pepper. Floral buds of the genotypes: Agronômico 8, line 004 and the hybrid PIX22C#31 x line 004, were divided into six classes of different sizes. Length and diameter of the floral bud and the length of their anthers were determined, besides observing the presence of the anthocianm and relationship between the size of sepals and petals. The developmental stage of micropores was analysed through the coloration with acetic carmin. Cytological analysis of each class showed that the non-vacuoled microspore, with central nucleus and diameter approximately 24,5 µm (suitable for use in anther culture), ocurred in every genotypes with petals of same size or a little bigger than the sepals and anthers with traces of anthocianin in their end.