Floral anatomy of Tristerix longebracteatus (Loranthaceae)

Introduction: Most of the New World members of the Loranthaceae comprise a clade that corresponds to the tribe Psittacantheae. Previous studies on floral anatomy and development in this tribe have concentrated on the highly diversified subtribe Psittacanthinae, while the smaller subtribe Ligarineae has received less attention. A detailed anatomical description of Tristerix longebracteatus helps to fill this information gap. Objetive: The present research analyzes the anatomy of Tristerix longebracteatus flowers, detailing the structure of androecium and gynoecium, including megasporogenesis and microsporogenesis. Methodology: Anatomical serial sections of flowers at different stages of development were prepared, following processing with fixation techniques, incorporation in paraffin, microtome sectioning and staining with Astra-blue and basic fuchsin. Results: The large-sized flowers of Tristerix longebracteatus present a complex pattern of vascularization with 18-20 vascular bundles at the base of the inferior ovary. A group of three vascular bundles irrigate the 4-5 petals and associated stamens, and ten bundles continue through the gynoecium. The androecium is composed of four or five anthers with simultaneous microsporogenesis. The gynoecium as a single ovarian cavity with a central mamelon in which the archesporial tissue is oriented towards the style. The base of the style forms a nectary similar to that found in the sister genus Ligaria. Conclusions: The gynoecium with a single ovarian cavity and central mamelon is a condition shared by Tristerix (subtribe Ligarinae) and all the genera of the subtribe Psittacanthinae, except Tripodanthus. The base of the style forms a nectary similar to that found in the sister genus Ligaria. This type of stylar nectary is of taxonomic value for grouping species of the subtribe Ligarinae and difers from the annular nectary of subtribe Psittacanthinae.

Introducción: La mayoría de los miembros de la familia de Loranthaceae del nuevo mundo comprenden un clado que corresponde a la tribu Psittacantheae. Estudios previos de la anatomía floral y desarrollo en esta tribu se han concentrado en la alta diversidad de la subtribu Psittacanthinae, en tanto que la subtribu Ligarinae ha presentado menor atención. Una descripción detallada de la anatomía de Tristerix longebracteatus contribuye a llenar vacíos de información. Objetivo: la presente investigación analiza la anatomía floral de Tristerix longebracteatus detallando la estructura del androceo, gineceo, incluyendo los procesos de megaesporogenesis y microesporogenesis. Metodología: Se prepararon secciones anatómicas seriadas de flores en diferentes etapas de desarrollo, con técnicas de fijación, incorporación en parafina, corte en micrótomo y doble tinción con azul de astra y fucsina. Resultados: Las flores de gran tamaño de Tristerix longebracteatus presentan un complejo patrón de vascularización con 18-20 haces vasculares en la base del ovario inferior. Un grupo de tres haces vasculares irrigan los 4-5 pétalos y estambres asociados, y 10 haces vasculares continúan a través del gineceo. El androecio está compuesto por cuatro o cinco anteras con microsporogénesis simultánea. El gineceo presenta una sola cavidad ovárica con un mamelón central en el que el tejido arquesporial está orientado hacia el estilo. La base del estilo forma un nectario similar al que se encuentra en el género hermano Ligaria. Conclusiones: El gineceo con una sola cavidad ovárica y un mamelón central es una condición compartida por Tristerix (subtribu Ligarinae) y todos los géneros de la subtribu Psittacanthinae, excepto Tripodanthus. La base del estilo forma un nectario similar al que se encuentra en el género hermano Ligaria. Este tipo de nectario estilar tiene valor taxonómico agrupando las especies de la subtribu Ligarinae en contraste con el anillo nectarífero presente en la subtribu Psittacanthinae.

Anatomía Floral de Peristethium leptostachyum (Loranthaceae) / Floral anatomy of Peristethium leptostachyum (Loranthaceae)

ResumenPeristethium leptostachyum es una especie hemiparásita de la familia Loranthaceae, distribuida en Colombia, Costa Rica, Ecuador, Perú, Venezuela y Panamá. Previamente tratada como Struthanthus leptostachyus, la especie fuerecientemente fue reubicada en Peristethium junto con otras que previamente estaban en los géneros Cladocolea y Struthanthus. La decisión de reconocer a Peristethium como género es controversial y fue tomada con base en caracteres de la inflorescencia y de la flor; en tanto que la monofilia de los tres géneros nombrados es incierta. En esta investigación se estudió la morfoanatomía de flores e inflorescencias de Peristethium leptostachyum, detallando la estructura del androceo y gineceo, así como los procesos de microgametogénesis y megagametogénesis; adicionalmente se realizaron comparaciones con especies afines y precisiones en relación con las diagnosis previas. Se recolectaron flores en diversas fases de desarrollo en Santa María (Boyacá-Colombia), se prepararon y analizaron bajo microscopio secciones histológicas teñidas con astrabluefucsina, además de disecciones bajo estereomicroscopio. Los resultados mostraron que P. leptostachyum comparte caracteres inflorenciales con Cladocolea (inflorescencia determinada, flor terminal ebracteada), pero también con Struthanthus (pares de tríadas a lo largo del eje, brácteas caducas y flores actinomorfas). Las flores de P. Leptostachyum de Santa María son claramente hermafroditas, con androceos y gineceos totalmente desarrollados; lo cual contradice la descripción hecha por Kuijt que reporta una condición dioica para esta especie. El androceo resultó afín al de Struthanthus vulgaris, con tapetum glandular y microsporogénesis simultánea; en contraste, Cladocolea loniceroides presenta tapetum periplasmodial y microesporogénesis sucesiva. El gineceo de P. leptostachyum, al igual que en Cladocolea, Struthanthus y Phthirusa, es unilocular con mamelón y tejido arquesporial orientado hacia el estilo, el cual es sólido y con tejido amilífero. P. leptostachyum es afín a Cladocolea loniceroides y difiere de Struthanthus vulgaris por presentar varios sacos embrionarios y pelvis (hipostasa) no lignificada. La presencia de un canal estilar sólido se propone como sinapomorfía de la tribu Psittacanthinae. Dado que P. Leptostachyum comparte caracteres anatómicos florales tanto con Cladocolea como con Strutanthus, la relación entre estos tres géneros no queda resuelta, se requieren estudios filogenéticos para establecer esta relación y poner a prueba las hipótesis de monofilia de cada uno de ellos.

AbstractPeristethium leptostachyum is a hemiparasite species of the family Loranthaceae, distributed in Colombia, Costa Rica, Ecuador, Peru, Venezuela and Panama. Previously treated as Struthanthus leptostachyus, the species was recently transferred to Peristethium together with other species of Cladocolea and Struthanthus. The present research describes the inflorescence and floral morphoanatomy of Peristethium leptostachyum, detailing the structure of the androecium and gynoecium and the processes of microgametogenesis and megagametogenesis, thus allowing comparison with Struthanthus and Cladocolea. Flowering material was collected in February and August 2012, in Santa María, Boyacá, Colombia. Histological sections were prepared and stained with astrablue-fuchsin and floral dissections were performed under a stereomicroscope. Peristethium leptostachyum shares inflorescence characters with Cladocolea (determinate inflorescence, ebracteate terminal flower), but also with Struthanthus (pairs of triads along the axis, deciduous bracts and actinomorphic flowers). The flowers of P. leptostachyum from Santa María are clearly hermaphrodites with androecium and gynoecium fully developed. This observation contradicts the description by Kuijt who reported this species to be dioecious. The androecium was observed to be similar to that of Struthanthus vulgaris, with a glandular tapetum and simultaneous microsporogenesis; in contrast, Cladocolea loniceroides has a periplasmodial tapetum and successive microsporogenesis. The gynoecium of P. leptostachyum, like that of Cladocolea, Struthanthus and Phthirusa, has a unilocular ovary with a mamelon and arquesporial tissue isoriented towards the style, which in turn is solid and amyliferous. Peristethium leptostachyum is similar to Cladocolea loniceroides and differs from Strutanthus vulgaris in presenting multiple embryo sacs and an unlignified pelvis (hipostase). The presence of a solid stylar canal is proposed as a synapomorphy of the tribe Psittacanthinae. Given that P. leptostachyum shares characters with both Cladocolea and Struthanthus generic placement cannot be clearly determined on the basis of anatomical evidence. Phylogenetic studies that include representative species of all three genera are desirable to test hypotheses of monophyly. The sexual system observed here in P. leptostachyum is different from that reported by Kuijt and more studies are needed to identify the factors (geographic, ecological, etc.) that influence this variation. Rev. Biol. Trop. 64 (1): 341-352. Epub 2016 March 01.

Anatomía y desarrollo de estambres y carpelos en Drimys granadensis (Winteraceae) / Anatomy and development of stamens and carpels of Drimys granadensis (Winteraceae)

Winteraceae has long been considered a family with early diversification among angiosperms, with characters such as: flowers with many spirally arranged parts and apocarpic ovary formed by plicated carpels with sessile stigma. In Drimys, the presence or absence of conspicuous glands on the connective of the stamens have been used as a taxonomic character, and it is considered a synapomorphy for the clade including Drimys angustifolia, D. brasiliensis, D. granadensis and D. roraimensis (Northeastern clade); however, the anatomy of stamens and carpels has only been studied in detail for D. winteri (Southwestern clade). In this research, the presence and the structure of glands on the connective of stamens was studied in seven species of the genus from herbarium specimens, and a detailed study of the anatomy and development of stamens and carpels was carried out by scanning electron and optic microscopy in Drimys granadensis. We found similarities between D. granadensis and D. winteri for the following characters: Basic type anther wall formation, secretory tapetum that collapses at maturity, intermediate type microsporogenesis with formation of a transient cell plate in telophase I, ascidiated carpel due to the formation of an adaxial lip during development, stigma closed by interdigitation of epidermal cells. We also determined that the large glands on anther mature connective are originated by an overgrowth of subepidermal oil cells; this character is a Northeastern Drimys clade synapomorphy, while it was absent in both Drimys of Southwestern clade (which includes D. andina, D. confertifolia and D. winteri), and the rest of the Winteraceae. We are proposing the hypothesis that the highly variable enviromental conditions in the tropics where Drimys Northeastern clade is distributed, with a wide range of pollinators, would be associated with the emergence of glandular conspicuously stamens; while, as a prediction to be confirmed, temperated Southwestern clade species, without conspicuous glands, should have a smaller range of visitors and/or pollinators, or even be anemophilous species as Drimys confertifolia. Rev. Biol. Trop. 62 (3): 1147-1159. Epub 2014 September 01.

La familia Winteraceae ha sido tradicionalmente considerada como de diversificación temprana entre las angiospermas por varios caracteres, entre ellos: flores con muchas partes distribuidas en espiral y ovario apocarpico formado por carpelos de tipo plicado con estigma sésil. En el género Drimys, la presencia o ausencia de glándulas conspicuas sobre el conectivo de los estambres ha sido usado como un carácter taxonómico, y su presencia se considera como una sinapomorfía del clado formado por Drimys angustifolia, D. brasiliensis, D. granadensis and D. roraimensis (clado nororiental); sin embargo, la anatomía de estambres o carpelos ha sido solamente estudiada en detalle en D. winteri (clado suroccidental). En esta investigación, la presencia y estructura de las glándulas del conectivo fue estudiada en las siete especies del género Drimys a partir de ejemplares de herbario, además, se realizó un estudio detallado de la anatomía y desarrollo de estambres y carpelos de Drimys granadensis empleando microscopía óptica y microscopía de barrido; y se compararon con los resultados previos en Drimys winteri. Se encontraron similitudes en los siguientes caracteres: formación de la pared de la antera de tipo básico, tapetum secretor que colapsa en la madurez, microsporogénesis de tipo intermedio con formación de una placa celular transitoria en telofase I, carpelo ascidiado debido a la formación de un labio adaxial durante el desarrollo, estigma cerrado por interdigitación de células epidérmicas. Se determinó que las glándulas de gran tamaño sobre el conectivo de la antera madura se originaron por sobrecrecimiento de células oleíferas subepidérmicas, siendo una sinapomorfía del clado nororiental, que esta ausente tanto en el clado suroccidental de Drimys (D. andina, D. confertifolia y D. winteri), como en el resto de la familia. Se propone la hipótesis de que las condiciones altamente variables en las zonas tropicales donde se distribuye el clado nororiental de Drimys, con una amplia gama de polinizadores, estarían asociadas al surgimiento de estambres conspicuamente glandulares; en tanto que proponemos como predicción que las especies circunscritas a la zona templada del Sur de Suramérica (Clado suroccidental), sin glándulas conspicuas, deberían presentar una menor variedad de visitantes y/o polinizadores, o incluso ser especies anemófilas como Drimys confertifolia.

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.

Morphological markers for microspore developmental stage in maize

The use of maize in anther culture has been limited because only few genotypes presented a high androgenetic potential. Obtaining the proper stage of microspore development at culture initiation is one of the most crucial factors for success in the androgenesis. For Brazilian maize genotypes there are no studies reporting a correlation between cytological features and morphological parameters. In this study, morphological parameters were recorded and associated with cytological specific stages of the the microsporogenesis in two Brazilian maize genotypes that were sowed in different places (field and growing chamber). For both genotypes, the plants of the growing chamber presented a delay in development. Spikelets length and anther length/spikelet length ratio are not good parameters since they can be greatly influenced by the environment. The anther length was the more reliable parameter to correlate with a specific developmental stage. Nevertheless, variations between genotypes and environment were detected.

A utilização do milho (Zea mays) na cultura de anteras é limitada devido ao baixo número de genótipos com alto potencial androgenético. A obtenção de micrósporos no estádio de desenvolvimento apropriado no início da cultura é um dos fatores cruciais para o sucesso do processo androgenético. Em genótipos brasileiros de milho não existem estudos relatando a correlação entre características citológicas e parâmetros morfológicos. Neste estudo, parâmetros morfológicos foram avaliados e associados com estádios específicos da microsporogênese em dois genótipos brasileiros de milho os quais foram semeados em diferentes locais (campo e câmara de crescimento). Para ambos os genótipos, as plantas crescidas na câmara de crescimento apresentaram atraso no desenvolvimento. O comprimento da espigueta e a razão comprimento da antera/comprimento da espigueta não são bons parâmetros uma vez que podem ser muito influenciados pelo ambiente. O comprimento da antera foi o melhor parâmetro para indicar o estádio de desenvolvimento do micrósporo. Todavia, variações entre genótipos e ambiente foram detectadas.

Reproductive studies in ipecac (Psychotria ipecacuanha (Brot. ) stockes; Rubiaceae): pollen development and morphology

The aim of this work was to carry out the reproductive studies on Brazilian accessions of ipecac, Psychotria ipecacuanha. It presented heterostyly, with brevistylous and longistylous flowers. The pollen development was observed from the sections of the anthers embedded in resin. Anther development was normal as usually observed in dicotyledones, displaying four layers: outer epidermis, endothecium, middle layer and inner tapetum. The pollen was bicellular and filled with starch at the microspore stage. Pollen morphology was studied using SEM, which showed pollen polymorphism within and between the two floral morphs. Five types of pollen with reticulate or perforate exine were identified. The characteristics showed that the sexual process was as important as the vegetative propagation for the reproduction of this species.

Foram realizados estudos reprodutivos em acessos brasileiros de poaia, Psychotria ipecacuanha. Poaia apresenta heterostilia, com flores brevistilas e longistilas. O desenvolvimento do pólen foi estudado em cortes de anteras embebidas em resina. O desenvolvimento da antera seguiu o padrão normal para as dicotiledôneas, a qual apresentou quatro camadas: epiderme, endotécio, camada média, e tapete, a mais interna. O pólen apresentou-se bicelular e preenchido com amido no estágio de micrósporo. A morfologia do pólen foi estudada utilizando-se MEV. Foi observado polimorfismo polínico dentro e entre as duas formas florais. Foram identificados cinco tipos de grãos de pólen, com exina reticulada ou perfurada. Em seu hábitat natural, sabe-se que essa espécie apresenta propagação por multiplicação vegetativa, mas as características estudadas demonstraram que o mecanismo sexuado é tão importante para a reprodução dessa espécie quanto à propagação vegetativa.

Optical and ultrastructural study of the pollen grain development in hermaphrodite papaya tree (Carica papaya L.)

The objective of this study was to describe the pollen grain development in hermaphrodite papaya tree. The flower buds were collected at different stages of the development and the anthers were treated chemically for observation under optical and electronic transmission microscopes. The pollen grain development followed the normal pattern described for the Angiosperms. The pollen grain development was described from meiocyte to the mature pollen grain. In the microsporogenesis, the microspore mother cells or the meiocytes underwent meiosis giving rise to the tetrads that were enclosed by the calose. Later, the tetrads were released by the dissolution of the calose by calase activity and microspores underwent mitosis. Microgametogenesis was characterized by asymmetrical mitotic division of each microspore giving rise to bi-nucleate pollen grains. The structures similar to the plastids were found in the cytoplasm and close to the nucleus of the generative cell. Gradual degeneration was observed in the tapetum during the male gamete development.

Esta pesquisa descreve os estádios de formação do gameta masculino (grão de pólen) em mamoeiro. Para isto foram coletados botões florais em diferentes etapas de desenvolvimento e as anteras foram tratadas quimicamente para serem observadas ao microscópio óptico e eletrônico de transmissão. O desenvolvimento do grão de pólen seguiu o padrão normal para Angiospermas. Foram descritos os estádios de desenvolvimento do grão de pólen desde meiócitos ou células mães de micrósporos até o grão de pólen binucleado. Na microesporogênese, as células esporogênicas sofreram meiose dando origem as tétrades, com posterior liberação dos micrósporos da tétrade. A microgametogênese caracterizou-se, principalmente, pela divisão mitótica assimétrica de cada micrósporo originando grãos de pólen binucleados. Estruturas semelhantes a plastídios foram encontradas no citoplasma da célula generativa e agregados próximos ao núcleo da célula generativa. Observou-se degeneração gradativa das células do tapete no decorrer da formação do gameta.

Evaluation of microsporogenesis in an interspecific Brachiaria hybrid (Poaceae) collected in distinct years

Microsporogenesis in an interspecific Brachiaria hybrid, grown in the field under natural environmental conditions in Brazilian savannas, was analyzed in three distinct years of collection. Several types of meiotic abnormalities were recorded during those three years, but varied in type and frequency depending on the year. The average temperature and rainfall 15 days before collection was unusually high in those years. The percentage of abnormal meiocytes recorded was 62% in 2001, 73% in 2004, and 77% in 2005. The abnormalities observed during microsporogenesis compromised pollen viability by generating unbalanced gametes or affecting nucleolus organization. The environmental conditions under which the hybrid was growing could have affected the genetic control of meiosis. More detailed studies, under controlled conditions, are necessary to better understand the effects of environmental factors on Brachiaria microsporogenesis hybrids.

Microsporogenesis in Brachiaria dictyoneura (Fig. & De Not.) Stapf (Poaceae: Paniceae)

icrosporogenesis was analyzed in five accessions of Brachiaria dictyoneura presenting x = 6 as the basic chromosome number. All accessions were tetraploid (2n = 4x = 24) with chromosome pairing in bi-, tri-, and quadrivalents. The recorded meiotic abnormalities were those typical of polyploids, including precocious chromosome migration to the poles, laggard chromosomes, and micronucleus formation. The frequency of these abnormalities, however, was lower than those reported for other polyploid accessions previously analyzed for other Brachiaria species. Cell fusion and absence of cytokinesis were also recorded in some accessions, leading to restitutional nucleus formation in some cells. Genetically unbalanced microspores, binucleate, and 2n microspores were found among normal meiotic products as results from these abnormalities. The limitation in using these accessions as pollen donor in interspecific crosses with sexual species with x = 7 or x = 9 in breeding programs is discussed.

Evidence of allopolyploidy in Brachiaria brizantha (Poaceae: Paniceae) through chromosome arrangement at metaphase plate during microsporogenesis

In the hexaploid (2n = 6x = 54) accession B176 of Brachiaria brizantha, one cytological characteristic differentiated it from the other accessions previously analyzed with the same ploidy level. Nearly 40% of meiocytes displayed the chromosome set arranged at two metaphase plates at the poles of the cell, close to the membrane. In these cells, both metaphase plates were arranged in an angle to form a typical tripolar spindle. Therefore, cells did not show normal chromosome segregation at anaphase I. Only nine univalent chromosomes migrated from each plate to the opposite pole with the remainder staying immobile on the plate. As a result of such spindle orientation and chromosome behavior, trinucleate telophases I were recorded. After telophase, cytokinesis eliminated the small nuclei into a microcyte. The second division proceeded normally, with the presence of microcytes in all phases. The origin of such an abnormality was explained on the hexaploid level of the accession which could have resulted by chromosome doubling of a triploid derived from species that did not display the same behavior for spindle organization. The high percentage of meiotic abnormalities recorded in this accession compromises fertility and renders it inadequate for the breeding program.

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.