Resumo

Polyploidy, a numerical alteration of the karyotype, is one of the most important mechanisms in plant speciation and diversification, but could also be detected among populations, the cytotypes. For example, Psidium cattleyanum, a polyploid complex, has chromosome numbers ranging from 2n=3x=33 to 2n=12x=132. Polyploidization causes an increase in DNA content, and both modifications may cause alteration in plant growth, physiology, and epigenetics. Based on this possibility, here we aim to verify the influence of the polyploidization on the production of P. cattleyanum essential oil chemotypes. Differences in the DNA contents, as a proxy to different ploidies, were observed and three distinct chemotypes were identified through the chromatographic profile analysis. The Psidium cattleyanum DNA content and qualitative and quantitative characteristics of the essential oils presented a positive relationship. Plants with higher DNA contents presented higher levels of oil production, which was mostly composed of hydrogenated sesquiterpenes, while plants with lower DNA contents produced lower amount of oil, which was mostly composed of hydrogenated monoterpenes. Based on the importance of essential oils, polyploid plants, which present higher DNA content, are recommended as possible matrices for the propagation of new plants with the potential to produce major compounds of agronomic and pharmacological interest.

A poliploidia, uma alteração numérica do cariótipo, é um dos mecanismos mais importantes na especiação e diversificação das plantas, mas também pode ser detectada entre populações, os citótipos. Por exemplo, Psidium cattleyanum, um complexo poliplóide, tem números de cromossomos que variam de 2n=3x=33 a 2n=12x=132. A poliploidização causa um aumento no conteúdo de DNA, e ambas as modificações podem alterar o crescimento, a fisiologia e a epigenética da planta. Com base nessa possibilidade, objetivamos verificar a influência da poliploidização na produção de quimiotipos de óleo essencial de P. cattleyanum. Diferenças nos conteúdos de DNA, representando diferentes ploidias, foram observadas e três quimiotipos distintos foram identificados através da análise do perfil cromatográfico. O conteúdo de DNA de Psidium cattleyanum e as características qualitativas e quantitativas dos óleos essenciais apresentaram correlação positiva. Plantas com maiores conteúdos de DNA apresentaram maiores rendimentos na produção de óleo, que era majoritariamente composto por sesquiterpenos hidrogenados, enquanto plantas com menores conteúdos de DNA produziram menores quantidade de óleo, que era majoritariamente composto por monoterpenos hidrogenados. Com base na importância dos óleos essenciais, plantas poliplóides, que apresentam maiores conteúdos de DNA, são recomendadas como possíveis matrizes para a propagação de novas plantas com potencial para produzir compostos importantes de interesse agronômico e farmacológico.

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Grama-tio-pedro (Paspalum oteroi Swallen) is a rare stoloniferous grass of the Plicatula group of Paspalum, well adapted to continuous grazing in areas subject to seasonal flooding in the Pantanal region, in central western Brazil. The species is a facultative apomictic (asexual reproduction by seed) tetraploid, sporadically cultivated on Pantanal farms, propagated either by cuttings or seed. Due to its potential for extensive cultivation and forage quality, Grama-tio-pedro appears as a candidate for genetic improvement within the Plicatula group through plant breeding. We used a colchicine-induced sexual autotetraploid genotype of P. plicatulum Michx. to obtain interspecific hybrids using the apomictic species, P. oteroi, as pollen donor. The very similar meiotic chromosome behavior observed in both parents, with main quadrivalent and bivalent associations, suggested that P. oteroi is a natural autotetraploid. The hybrids showed less irregular meiotic behavior with fewer quadrivalents and more bivalents than either parent. Fertility among interspecific hybrids varied from complete sterility in some of them to seed productions in others that were approximately twice as much as for either parent. The great variability of seed set performance may well be a drastic genetic consequence of joining two homologous chromosome sets of P. plicatulum together with two homologous sets of P. oteroi that, in turn, have some homeology between them. Most hybrids reproduce by sexual means, thus, they could be used as female parents in backcrosses and in crosses with other species of the Plicatula group for interspecific gene transferring in breeding programs.

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The DNA C value is an important biological characteristic and the knowledge of DNA content may be applied to several branches of science. Nuclear DNA content determinations, normally performed by Feulgen microdensitometry and flow cytometry, may replace chromosome counts especially when a high number of individuals are being analysed. Feulgen microdensitometry is based on the affinity of this dye and the DNA: the amount of DNA is proportional to the amount of dye taken by the nucleus. Flow cytometry is based on the optical properties of particles on a flow. In plants the technique basically consists in the isolation of nuclei, staining with a fluorochrome and measurement of the emitted fluorescence. The advantages of this technique, when compared to Feulgen densitometry, are the relative easiness and speed of sample preparation, the possibility to analyse a high number of nuclei, the need of small tissue amounts and the detection of small differences in DNA contents. Conflicting results from different authors show the need of a rigid technical standardization so that methodological errors are not misinterpreted with eventual real differences in DNA contents.

O valor C de DNA é um caráter de significado biológico fundamental e o conhecimento da quantidade de DNA nuclear de um grupo de organismos pode ser útil em vários campos da ciência. Do ponto de vista prático, a determinação da quantidade de DNA nuclear, que é mais comumente realizada por microdensitometria de Feulgen e citometria de fluxo, pode substituir a contagem de cromossomos, especialmente quando se trabalha com um número muito grande de indivíduos. A microdensitometria por Feulgen baseia-se na ligação específica do DNA a esse corante, havendo uma proporcionalidade entre a quantidade de DNA existente e a quantidade de corante que o núcleo incorporou. A citometria de fluxo envolve a análise das propriedades óticas de partículas em fluxo. Em plantas, basicamente consiste no isolamento dos núcleos, coloração destes com um fluorocromo e leitura da fluorescência emitida. As grandes vantagens desta técnica, em relação à microdensitometria de Feulgen, são a relativa facilidade e a rapidez da preparação das amostras, o grande número de núcleos que podem ser analisados, a necessidade de pequenas quantidades de tecido e a possibilidade de detecção de pequenas diferenças na quantidade de DNA. Relatos de resultados conflitantes entre determinações de diferentes autores mostram a necessidade de uma criteriosa padronização das técnicas, para que problemas metodológicos não venham a ser interpretados como eventuais diferenças reais na quantidade de DNA.

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A citometria de fluxo é uma técnica que apresenta resultados com extrema rapidez para análises de propriedades celulares como volume, complexidade morfológica e conteúdo de DNA, e é considerada mais conveniente que outras técnicas. Entretanto, as análises muitas vezes geram histogramas com variações que podem ser devidas a vários fatores, dentre os quais, as diferenças entre os softwares que realizam a aquisição dos dados gerados pelo citômetro de fluxo. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o desempenho de quatro softwares comumente utilizados em análises de citometria de fluxo, por meio de quantificações do conteúdo de DNA e análises do coeficiente de variação gerados por eles. Foram realizadas leituras de 25 amostras foliares de bananeira NBA (AA) utilizando o citômetro de fluxo modelo FACSCalibur (BD) e 25 histogramas de cada software (CellQuest, WinMDI, FlowJo  e FCS Express) foram analisados para obtenção do conteúdo de DNA estimado e do coeficiente de variação das estimativas. Não há diferença entre os softwares quanto aos valores de conteúdo de DNA. Entretanto, as análises do CV indicaram que a precisão do software WinMDI foi baixa e que os valores de CV foram subestimados, enquanto que os demais softwares apresentaram valores de CV mais condizentes com a literatura. O software CellQuest é recomendado por ser desenvolvido pela própria empresa fabricante do citômetro de fluxo utilizado nas análises do presente trabalho.

Flow cytometry is a technique that yields rapid results in analyses of cell properties such as volume, morphological complexity and quantitative DNA content, and it is considered more convenient than other techniques. However, the analysis usually generates histograms marked by variations that can be produced by many factors, including differences between the software packages that capture the data generated by the flow cytometer. The objective of the present work was to evaluate the performance of four software products commonly used in flow cytometry based on quantifications of DNA content and analyses of the coefficients of variation associated with the software outputs. Readings were obtained from 25 NBA (AA) banana leaf samples using the FACSCalibur (BD) flow cytometer, and 25 histograms from each software product (CellQuest, WinMDI, FlowJo and FCS Express) were analyzed to obtain the estimated DNA content and the coefficient of variation (CV) of the estimates. The values of DNA content obtained from the software did not differ significantly. However, the CV analysis showed that the precision of the WinMDI software was low and that the CV values were underestimated, whereas the remaining software showed CV values that were in relatively close agreement with those found in the literature. The CellQuest software is recommended because it was developed by the same company that produces the flow cytometer used in the present study.