Pollinic preparation for morpho-palynological studies of Passiflora L. Subg. Passiflora L. (Passifloraceae) / Preparações polínicas para o estudo da morfologia do pólen em Passiflora L. Subg. Passiflora L. (Passifloraceae)

The purpose of this study was to develop a pollen preparation methodology with a high proportion of intact pollen of species for the genus Passiflora subg. Passiflora. Thus, flower buds were collected near anthesis, from the species: P. alata, P. edulis, P. foetida, P. giberti, and P. setacea, fixed in ethanol-acetic acid mixture (3:1) and treated in 10%-20% aqueous sodium hydroxide, or acetolyzed. The pollen treated with 10% sodium hydroxide resulted in an average of 96% intact pollen grains in all species, however, after acetolysis an average percentage of 98% broken pollen was observed. Data obtained in pollen measurements did not change with the new methodology. It is therefore evident that the proposed methodology for pollen preparation based on sodium hydroxide was effective, as it allowed the visualization of a significant amount of intact pollen, thus promoting morpho-palynological studies of these species.

Este estudo teve como objetivo elaborar uma metodologia, para obter preparos polínicos com alta frequência de polens íntegros de espécies representantes do gênero Passiflora subg. Passiflora. Dessa forma, botões florais foram coletados, próximo à antese, das seguintes espécies: P. alata, P. edulis, P. foetida, P. giberti e P. setacea, fixado em solução etanol-ácido acético (3:1) e tratado em solução aquosa de hidróxido de sódio (10 e 20%) ou acetolisados, independentemente. Os preparos palinológicos, quando tratados com hidróxido de sódio a 10%, evidenciaram, em todas as espécies, média de 96% de polens íntegros, em contrapartida, quando acetolisados foi observada uma percentagem média de 98% de polens rompidos. Os dados referentes a mensurações polínicas não sofreram alterações com a nova metodologia. Evidencia-se, dessa forma, que a metodologia proposta, para preparações polínicas à base de hidróxido de sódio, foi eficiente, pois promoveu a visualização de uma quantidade significativa de polens íntegros, favorecendo assim o estudo da morfologia polínica nessas espécies.

Fenologia reprodutiva do maracujazeiro-azedo no município de Campos dos Goytacazes, RJ / Reproductive phenological of passion fruit in Campos dos Goytacazes, RJ, Brazil

Este estudo teve como objetivo caracterizar a fenologia reprodutiva do maracujazeiro-azedo no período de setembro de 2009 a setembro de 2010, nas condições do município de Campos dos Goytacazes-RJ (21° 45'W; 41°20'S). Avaliaram-se os dados referentes ao florescimento e frutificação, correlacionados com variáveis climatológicas (temperatura e pluviosidade). Uma escala para a avaliação do desenvolvimento dos estádios fenológicos reprodutivos do maracujazeiro-azedo foi proposta, com base em imagens digitalizadas de nove fenofases. Observou-se que o florescimento foi de outubro a março, meses com as maiores temperaturas médias, com pico no mês de janeiro e maior percentagem de frutos maduros no mês de fevereiro. A escala das diferentes fenofases foi útil na caracterização da fenologia reprodutiva do maracujazeiro-azedo. A variável temperatura apresentou alta correlação com o número de flores (0,87), indicando que é um agente fundamental no florescimento do maracujazeiro-azedo.

This research aimed to characterize the reproductive phenological of sour passion fruit from September 2009 to September 2010, in Campos dos Goytacazes city, Rio de Janeiro state, Brazil (21° 45'W; 41° 20'S). Data of flowering and fructification were evaluated and correlated with climatologic variables (temperature and rainfall). To evaluate phenological stages a scale was proposed based on digitals images of nine reproductive stages. The scale was useful in passion fruit reproductive phenological characterization. The flowering was of October to March, peak in January, and the peak fructification in February. The temperature showed high correlation with number of flowers (0.87), thus indicating that the temperature has an important effect in flowering of sour passion fruit.

Histological analysis of pollen-pistil interactions in sour passion fruit plants (Passiflora edulis Sims)

The success of sexual plant reproduction is directly influenced by specific interactions between the pollen and pistil. Light, fluorescence and scanning electron microscopy techniques were used to evaluate the steps of pollination in sour passion fruit plants (Passiflora edulis Sims). In the compatible interaction, pollen tubes grow through stigma projections towards the ovary. The pollen grain surface was found to be spheroidal and to consist of heteroreticulate exine with six colpi. Furthermore, analysis in vivo of pollen-pistil interactions indicated that stigmas of flowers 24 hours before anthesis are unable to discriminate compatible (genetically unrelated) and incompatible (genetically related) pollen grains. Taken together, these results provide insight into the cellular mechanisms underlying pollination in passion fruit plants.

Polimorfismo cromossômico em Capsicum chinense Jacq. / Chromosome polymorphism in Capsicum chinense Jacq.

Este estudo teve como objetivo determinar o cariótipo de quatro acessos de Capsicum chinense procedentes do Rio Janeiro, Bahia, Pará e Maranhão. Em todos os acessos, foram observados 2n=2x=24 cromossomos. Polimorfismo cromossômico foi observado no acesso procedente do Rio de Janeiro, o qual apresentou 11 pares de cromossomos metacêntricos e um par submetacêntrico, diferindo dos outros acessos, os quais apresentaram 11 pares de cromossomos metacêntricos e um par de cromossomos acrocêntrico. Todos os acessos apresentaram, em média, valores semelhantes em relação ao comprimento cromossômico. Os dados cariológicos foram submetidos a análises univariada e multivariada, com índices de dissimilaridade obtidos pela distância euclidiana média padronizada e o agrupamento pelo método de Ward, com o objetivo de estimar a divergência genética entre os acessos. A estatística multivariada usando dados citogenéticos foi efetiva para distinguir os acessos de C. chinense, considerando que foi possível alocar o acesso do Rio de Janeiro isolado dos outros acessos. Assim, o presente estudo mostrou a importância de análise multivariada em estudos de caracterização citogenética envolvendo acessos que apresentam variabilidade cromossômica.

This study had the objective to determine the karyotype of four accessions of Capsicum chinense from Rio Janeiro, Bahia, Pará e Maranhão. In all accessions were observed 2n=2x=24 chromosomes. Chromosome polymorphism was observed in the accession from Rio de Janeiro, which presented 11 pairs of metacentric and 1 submetacentric pair of chromosomes, differing from the other accessions, which presented 11 pairs of metacentric and 1 acrocentric pair chromosomes. All the accessions presented the same value, on average, of chromosome length. The karyologic data was submitted to univariate and multivariate analysis with dissimilarity indexes obtained by standardized average of Euclidean distance and grouping clustering by the Ward's method, with the objective of estimating the genetic divergence among accessions. The multivariate statistic using cytogenetic data was effective to distinguish C. chinense accessions, considering that it was possible to allocate the Rio de Janeiro accession isolated from the others accessions. So, the present study showed the importance of the multivariate statistic in cytogenetic characterization study involving accessions that present chromosome variability.

Meiose e viabilidade polínica em acessos de Capsicum annuum e Capsicum baccatum / Meiosis and pollen viability in accessions of Capsicum annuum and Capsicum baccatum

O objetivo deste trabalho foi estudar o comportamento meiótico e a viabilidade polínica em quatro acessos das espécies Capsicum annuum e Capsicum baccatum. Em todos os acessos, foram observados 12 bivalentes, confirmando o número e nível de ploidia relatados na literatura para essas espécies. Os resultados mostraram uma divisão celular normal, porém algumas anormalidades foram detectadas, tais como migração precoce dos cromossomos em metáfases I e II, cromossomos retardatários em anáfase I e divisão assincrônica. Os acessos estudados apresentaram um índice meiótico variando de 75,6 a 93,6 por cento, e a viabilidade polínica em todos os acessos foi superior a 90 por cento, demonstrando que as irregularidades meióticas observadas não comprometeram a viabilidade destes.

The objective of this research was to study the meiotic behavior and pollen viability in four accessions of species Capsicum annuum and Capsicum baccatum. In all accessions, twelve bivalents were observed, confirming the number and ploidy level reported in the literature for these species. The results showed a normal cell division although some abnormalities had been detected, as early chromosome migration at metaphases I and II, later chromosomes at anaphase I and asynchronous division. The studied accessions presented a meiotic index (MI) that varied from 75.6 to 93.6 percent and the pollen viability in all accessions was higher than 90 percent, demonstrating that the meiotic irregularities observed didn't affect their viability.

Anatomical and histochemical aspects of zigotic embryo and leaves in Coqueiro Anão / Aspectos anatômicos e histoquímicos de embrião zigótico e folhas em Coqueiro Anão

The paper provides information about histochemical staining reactions in leaves and embryos of 'Coqueiro Anão' (Cocos nucifera). It was compared in vitro coconut and autotrophic palm leaves. Reactions for insoluble polysaccharides and acidic compounds, protein, extractable lipids, lignin and other classes of compounds were tested using histochemical tests. None sample gave positive reaction for lignin and phenolic compounds. All the samples gave positive reaction for protein, starch and insoluble polysaccharides while acidic compounds were positive only in in vitro leaves. Both in vitro and autotrophic leaves gave positive reaction for lipids showing presence of cuticle even in in vitro leaves. Only autotrophic palm leaves showed idioblasts containing calcium oxalate crystals.

Este trabalho fornece informações sobre resultados de testes histoquímicos em folhas e embriões zigóticos de 'coqueiro anão' (Cocos nucifera). Foram comparadas folhas de palmeiras de cultura in vitro e autotróficas. Reações para polissacarídeos insolúveis e compostos acídicos, proteínas, lipídios, lignina e outras classes de compostos foram testadas por meio de testes histoquímicos. Nenhuma amostra foi positiva para lignina e compostos fenólicos. Todas as amostras foram positivas para proteína, amido e polissacarídeos insolúveis, enquanto compostos acídicos foram observados apenas em folhas cultivadas in vitro. Amostras de folhas in vitro e autotróficas apresentaram reação positiva para lipídios, demonstrando a presença de cutícula mesmo em plântulas in vitro. Somente folhas de palmeiras autotróficas apresentaram ideoblastos contendo cristais de oxalato de cálcio.

Marcadores RAPD e caracteres morfoagronômicos na determinação da diversidade genética entre acessos de pimentas e pimentões / RAPD markers and morphoagronomic traits in determining genetic diversity among chili peppers and sweet peppers

A diversidade genética existente em coleções e bancos de germoplasma pode ser estimada por meio de diversos métodos, sendo que a escolha destes depende da disponibilidade dos recursos e da precisão desejada pelo pesquisador. Neste trabalho, marcadores RAPD e caracteres morfoagronômicos foram usados para estimar a divergência genética entre 52 acessos de Capsicum spp. Um total de 57 variáveis binárias geradas pela caracterização morfoagronômica e 84 bandas polimórficas obtidas a partir da análise por RAPD foram analisadas separadamente e em conjunto, permitindo a construção de três dendrogramas. Observou-se a formação de dois grupos principais, tanto na análise morfoagronômica e molecular separadamente, quanto na análise conjunta dos dados. O agrupamento dos acessos pela análise conjunta seguiu o mesmo padrão verificado para a análise molecular, que se constituiu em um grupo formado por acessos de C. baccatum e outro grupo formado pelos acessos de C. chinense, C. frutescens e C. annuum. Esse agrupamento segue a proposta vigente para a classificação de Capsicum spp. em complexos gênicos. A associação dos métodos permitiu uma melhor distinção entre os acessos, o agrupamento desses em nível de espécie e a conclusão de que não há duplicatas na coleção, demonstrando a importância do uso de diferentes técnicas na caracterização de um banco de germoplasma.

The genetic diversity within collections and banks of germplasm can be estimated by different methods and their choice is dependent of the available resources and the desired precision from the researcher. In the present work, RAPD markers and morph-agronomic traits were used to estimate the genetic divergence among 52 Capsicum spp. accessions. Fifty-seven binary variables from morph-agronomic characterization and 84 polymorphic markers from RAPD analysis were both separately and jointly evaluated and three dendrograms were generated. Two major groups were formed in all analyses. The clusters from the joint analysis were similar to the ones from molecular analysis. One group was formed with only C. baccatum accessions and the other one with C. chinense, C. frutescens and C. annuum accessions. These results were in agreement with the gene pool complexes proposal. The association of these methods allowed a better distinction among the accessions, a cluster formation at species level and a conclusion that there is no duplicates in the collection, showing how important is the use of different methods to characterize a germplasm bank.

Genetic parameter estimates in yellow passion fruit based on design I

The aim of this work was to study the genetic parameters, to obtaine the progenies by crossings among the yellow passion fruits cultivars (Passiflora edulis f. flavicarpa), following the Design I. The results of the variance analysis demonstrated large variability to be exploited in the population. The trait number of fruit per plant presented the largest additive genetic variation coefficient, demonstrating that larger gains could be obtained for the trait. In terms of genetic action, number of fruits per plant, skin thickness and number of days by flowering have demonstrated to be characterized by the overdominance. Other important traits seem to have presented larger addictive effect than the dominance, as weight, length and width of fruits. The highest values of the coefficients of heritabilities were obtained for the males and the smallest for the females within males, and for the selection the coefficients should be used in the narrow sense.

Com o objetivo de se estimarem parâmetros genéticos, procedeu-se a obtenção de progênies por cruzamentos entre cultivares de maracujá amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpa) seguindo o Delineamento I. Os resultados da análise de variância demonstraram existir grande variabilidade a ser explorada na população. Número médio de frutos expressou o maior coeficiente de variação genético aditivo, demonstrando que maiores ganhos podem ser obtidos para o caráter. Em termos de ação gênica, número de frutos por planta, espessura de casca e número de dias para o florescimento demonstraram ser caracterizadas por efeito sobredominante dos genes. Outras características importantes apresentaram efeito aditivo maior do que o dominante, como ocorreu com peso, comprimento e largura de frutos. Os valores dos coeficientes de herdabilidade mais elevados foram obtidos para famílias de machos e os menores para famílias de fêmeas dentro de machos, sendo que para fins de seleção devem ser utilizados os coeficientes no sentido restrito.

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.

Polinização seletiva em maracujazeiro amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpa) monitorada por vetores canônicos / Seletive pollination in yellow passion fruit (Passiflora edulis f. flavicarpa) by canonic vectors

Objetivou-se neste trabalho avaliar a influência da planta doadora de pólen sobre as características dos frutos produzidos na cultura do maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis f. falvicarpa). Neste contexto, um experimento foi conduzido, segundo o esquema de cruzamentos controlados. Empregaram-se 23 plantas "genitor masculino" e 103 plantas receptoras de pólen, perfazendo o total de 185 frutos avaliados segundo as características: peso, largura, comprimento, número de sementes e peso relativo de 100 sementes. A avaliação dessas características, segundo análise de variância multivariada (MANOVA), permitiu a verificação de efeitos significativos ("genitor masculino" e "fêmea hierarquizada a genitor masculino"). A partir das informações da MANOVA, construiu-se uma função discriminante, constituída pela primeira variável canônica baseada na matriz de soma de quadrados para a fonte de variação "genitor masculino" (Importância relativa = 58,10 por cento). A análise desta permitiu verificar elevado efeito da fonte de variação "genitor masculino" sobre as características dos frutos, cujos indivíduos foram agrupados univariamente em três grupos distintos. Tais resultados permitem concluir que tanto progenitores femininos como masculinos podem influenciar os resultados obtidos em esquemas de seleção massal.

This research was aiemd at evaluating the influence of the relactive pollination of pollen donor plant in obtaition higher fruits of yellow passion (Passiflora edulis f. falvicarpa). To do so, an experiment was conduced according to the controlled crosses, using 23 male plants and 103 pollen receptor plants. The total of fruits obtained was 185 units, that were evaluated according to the following traits: fruit weight, fruit diameter, fruit length, fruit seed number and relative weight of 100 seeds. The data were analyzed by using multivariate analysis (MANOVA). The discriminant function was constituted by the first canonic variable based on matrix of square sum of male (relative importance = 58.1). The discriminant function analysis permitted to verify high effect of male in relation to fruit traits, whose individuals were grouped in three distinct classes. The results indicate that female as well as male can influence the results obtained in mass selection.

Structural, hystochemical and cytochemical characteristics of the stigma and style in Passiflora edulis f. flavicarpa ( Passifloraceae )

Foram realizadas observações sobre aspectos anatômicos do estigma e estilo de maracujazeiro amarelo, uma vez que estudos detalhados não têm sido encontrados em literatura recente. O estigma é seco, não-ramificado com papilas multiseriadas e multicelulares, com células altamente vacuoladas e parede celular relativamente fina. O estilo é sólido apresentando no centro o tecido de transmissão com espaços intercelulares contendo uma matriz que inclui polissacarídeos e substâncias lipídicas. Durante o desenvolvimento, células jovens do tecido de transmissão não apresentam espaços intercelulares, ao contrário do pistilo maduro. O estigma e estilo contêm citoplasma periférico apresentando um perfil citoplasmático com núcleo e um nucléolo, mitocôndrias distribuídas espaçadamente, extenso retículo endoplasmático rugoso, ribossomos e amiloplastos.

Embryo sac development in yellow passion fruit Passiflora edulis f. flavicarpa (Passifloraceae)

The yellow passion fruit, Passiflora edulis f. flavicarpa, is one of the most important Brazilian fruit crops. It is an allogamous, diploid, and self-incompatible species. It has hermaphrodite, solitary flowers, located in the leaf axils and protected by leaf bracts. The flower has an androgynophore, which is a straight stalk supporting its reproductive parts. There are usually five anthers, located at the tip of each of the five filaments. The ovary is borne just above the filaments, at the top of the androgynophore; there are three styles that are united at their base, and at the top there are three stigmas. The objective of this research was to observe embryo sac development in yellow passion flowers. Ovaries at different stages of development were fixed in FAA (formalin, acetic acid and alcohol solution), hydrated, stained with Mayer's hemalum, and dehydrated. Ovules were cleared by using methyl salicylate, mounted on slides, and observed through a confocal scanning laser microscope. The yellow passion fruit ovule is bitegmic, crassinucellate, and anatropous, and its gametophyte development is of the Polygonum type. After meiosis, functional megaspores under go three successive mitotic divisions, resulting in an eight-nucleate megagametophyte: the egg apparatus at the micropylar end, two polar nuclei at the cell center, and three antipodals at the chalazal end. The egg apparatus is formed by an egg cell and two synergids, each with a filiform apparatus. The mature embryo sac has an egg cell, two synergids, two polar nuclei, and three antipodes, as has been described for most angiosperms