Apomixia esporofítica facultativa em orquídeas poliploides de Zygopetalum mackayi Hooker

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Gleicyanne Vieira da, 1991-
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1236
Resumo: Orientadores: Juliana Lischka Sampaio Mayer, Samantha Koehler
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spelling Apomixia esporofítica facultativa em orquídeas poliploides de Zygopetalum mackayi HookerFacultative sporophytic apomictic in polyploid orchids of Zygopetalum mackayi HookerApomixiaAutopolinizaçãoDepressão endogâmicaPoliembrioniaApomixisSelf-pollinationInbreeding depressionPolyembryonyOrientadores: Juliana Lischka Sampaio Mayer, Samantha KoehlerDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Apesar de não ser uma característica comum e ocorrer em uma baixa porcentagem de angiospermas, a apomixia é um dos assuntos mais intrigantes na biologia reprodutiva de plantas. Dentre as espécies apomíticas conhecidas, a orquídea Zygopetalum mackayi é uma das poucas espécies da família Orchidaceae a combinar, a princípio, apomixia gametofítica e esporofítica, além da produção de sementes poliembriônicas e da ocorrência de múltiplos citótipos conhecidos. Essa espécie apresenta três citótipos (8x=2n=48, 12x=2n=72,16x=2n=96), que são geograficamente estruturados. Há também uma zona de contato entre citótipos, onde o citótipo intermediário (2n=72) é observado. Dada a ocorrência de diferentes citótipos e os relatos de apomixia em Z. mackayi, o objetivo do trabalho foi primeiramente esclarecer contradições sobre o tipo de apomixia presente no grupo, indicando ainda se o processo apomítico ocorre em paralelo ao processo sexuado. Além disso, verificamos também se a apomixia está relacionada à poliembrionia, e descrevemos a relação entre apomixia e tamanho do genoma em Z. mackayi. Para isso, foram realizadas autopolinizações controladas nos citótipos conhecidos da espécie e, posteriormente, análises histológicas de óvulos em diferentes estágios até sementes maduras. Observamos que os eventos de megasporogênese e megagametogênese, em todos os citótipos, foram semelhantes ao encontrado para outras espécies de orquídeas sexuadas. Os citótipos 2n=72 e 2n=96 apresentam elevada auto-compatibilidade e reproduzem-se assexuadamente de forma facultativa através da produção de células precursoras de embriões adventícios (PEAs). As PEAs são diferenciadas a partir do nucelo do saco embrionários reduzido, na região micropilar. A presença de PEAs indicam a presença de apomixia esporofítica nestes citótipos. Ambos embriões (sexuados e apomíticos) são similares e desenvolvem-se concomitantemente na mesma semente, resultando em sementes poliembriônicas. Já indivíduos do citótipos 2n=48 apresentam elevada auto-incompatibilidade são, em sua grande maioria, monoembriônicos, produzindo apenas sacos embrionários reduzidos. No entanto, a formação de sementes poliembriônicas foi observada em todos os citótipos, embora em menor frequência no citótipo 2n=48, resultantes apenas da presença de megásporos múltiplos. Portanto, há pelo menos duas origens distintas de poliembrionia, um presente no citótipo 2n=48, associada a megásporos múltiplos e outra presente nos citótipos 2n=72 e 2n=96, associada principalmente ao desenvolvimento de vários embriões adventícios, paralelamente ou não ao embrião sexuado, sendo raras a ocorrências de arquespórios múltiplos. Nossos resultados sugerem que os abortos de frutos autopolinizados no citótipo 2n=48 são decorrentes de depressão endogâmica. A apomixia facultativa em Z. mackayi resulta na formação de sementes heterogêneas, compostas por embriões geneticamente distintos. Nossos resultados contribuem para o crescente banco de dados sobre a relação entre poliploidia, apomixia e poliembrioniaAbstract: Although not a common feature and occurs in a small percentage of flowering plants, apomixis it is one of the most intriguing issues in the reproductive biology of plants. Among the known apomictic species, the orchid Zygopetalum mackayi is one of the few species of the Orchidaceae family to combine, in principle, gametophytic and sporophytic apomicia, besides the production of polyembryonic seeds and the occurrence of multiple known cytotypes. This species presents three cytotypes (8x=2n=48, 12x=2n=72, 16x=2n=96), which are geographically structured. There is also a zone of contact between cytotypes, where the intermediate cytotype (2n = 72) is observed.Due to the occurrence of different cytotypes and the reports of apomixis in Z. mackayi, the objective of this work was to clarify the contradictory literary reports about the type of apomixis present in the group, indicating if the apomictic process occurs in parallel to the sexual process. In addition, we also verify whether apomixis is related to polyembryony, and we describe the relationship between apomixis and genome size in Z. mackayi. For this, controlled self-pollinations were performed on the known cytotypes of the species (2n=48, 2n=72 and 2n=96) and histological analyzes of ovules at different stages until mature seeds. The events of megasporogenesis and megagametogenesis, in all cytotypes, were similar to that found for other species of sexual orchids. Plants of the 2n=72 and 2n=96 cytotypes were self-compatible and presented adventitious embryo precursor cells (PEAs). The PEAs are differentiated from the nucleus of the reduced embryo sac in the micropyle region. The presence of PEAs indicate the presence of sporophytic apomixis in these cytotypes. Both embryos (sexual and apomictic) are similar and develop concomitantly in the same seed, resulting in polyembryonic seeds. Individuals with cytotypes 2n=48 are mostly monoembryonic, producing only reduced embryonic sacs. Polyembryonic seed formation was observed in all cytotypes, although infrequently in cytotype 2n=48. Therefore, there are at least two distinct origins of polyembryony, one present in cytotypes 2n = 48, associated with multiple archesporium and another one present in the cytotypes 2n=72 and 2n=96, associated mainly to the development of several adventitious embryos, parallel or not to the embryo despite the occurrence of multiple archesporium. The embryos of the cytotypes 2n=48, are formed only by the sexual pathway. Moreover, self-pollinations of this cytotype exhibit a high abortion rate. Our results indicate that abortions of self-pollinated fruits in cytotype 2n = 48 could be due to the presence of inbreeding depression. The results suggest that the apomictic type found was only sporophytic, with evidence of sexual reproduction in all cytotypes, which are constituted by facultative apomictic individuals (2n = 72 and 2n = 96) and obligate sexual subjects (2n = 48). Here the optional apomixis possibly results in the formation of heterogeneous seeds, composed of genetically distinct embryos. This fact suggests that the population presents genetic diversity. Considering that the facultative apomictic cytotype 2n = 96 has a larger distribution area than the other cytotypes. We believe that apomixis provides rapid expansion and sexuality maintains genetic variation in the population. The findings reported here contribute to the growing database on the relationship between polyploidy, apomixis and polyembryonyMestradoBiologia VegetalMestra em Biologia VegetalCAPES0[s.n.]Mayer, Juliana Lischka Sampaio, 1979-Koehler, Samantha, 1975-Caetano, Ana Paula de SouzaPinheiro, FábioUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de BiologiaPrograma de Pós-Graduação em Biologia VegetalUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASCosta, Gleicyanne Vieira da, 1991-20182018-05-07T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdf1 recurso online (109 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/1236COSTA, Gleicyanne Vieira da,. Apomixia esporofítica facultativa em orquídeas poliploides de Zygopetalum mackayi Hooker. 2018. 1 recurso online (109 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/1236. Acesso em: 3 set. 2024.https://repositorio.unicamp.br/acervo/detalhe/1233083Requisitos do sistema: Software para leitura de arquivo em PDFporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instname:Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)instacron:UNICAMPinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-11-24T16:12:10Zoai::1233083Biblioteca Digital de Teses e DissertaçõesPUBhttp://repositorio.unicamp.br/oai/tese/oai.aspsbubd@unicamp.bropendoar:2021-11-24T16:12:10Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) - Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)false
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