nomenclatura e classificação de plantas
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FISIOLOGIA DA REPRODUÇÃO VEGETAL
Katia Christina Zuffellato-Ribas
Bióloga, Dra.Departamento de Botânica - Setor de Ciências Biológicas
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
www.gepe.ufpr.br
Nomenclatura e classificação de plantas
Propagação vegetal
Propagação sexuada
Katia Christina Zuffellato-Ribas
AULA 1
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
NOMENCLATURA BOTÂNICA INICIADA HÁ 4.000 ANOS
PRIMEIROS REGISTROS THEOPHRASTUS
(370 – 285 a. C.)
CLASSIFICAÇÃO POR:
TEXTURA OU FORMA ERVAS
ARBUSTOS
ÁRVORES
CLASSIFICAÇÃO POR:
1. HÁBITO DAS PLANTAS
2. SISTEMAS ARTIFICIAIS
3. SISTEMAS NATURAIS
4. SISTEMAS FILOGENÉTICOS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
1. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO PELO HÁBITO DAS PLANTAS
HÁBITO DE CRESCIMENTO ERVAS
ARBUSTOS
TREPADEIRAS
ZONAS CLIMÁTICAS TEMPERADAS
TROPICAIS
SUB-TROPICAIS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
1. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO PELO HÁBITO DAS PLANTAS
USO DA PLANTA
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
Uma fatia de cenoura lembra um olho humano
Pupila - Íris – Linhas radiais
β-caroteno → pró-vitamina A – retinol
Ajuda o desempenho dos receptores da retina, melhorando a visão
Auxilia no fluxo sanguíneo
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
O tomate tem quatro câmaras e é vermelho
O coração tem quatro câmaras e é vermelho
Licopeno – anti-oxidante, alimento para o coração e sangue, reduz probabilidade de câncer de próstata e dos pulmões
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
Uvas em cacho tem a forma de coração
Cada baga é parecida com uma célula sanguínea
Alimento vitalizador para coração e sangue
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
A noz parece um cérebro (hemisfério direito, hemisfério esquerdo)
Nozes ajudam a desenvolver neurotransmissores para o funcionamento do cérebro
Controlam o colesterol ruim (LDL), ajudam a proteger o coração
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
Um grão de feijão lembra um rim
Feijão cura e ajuda a manter a função renal
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
Aipo tem forma semelhante a um osso
Ossos são ricos em sódio – Aipo também é rico em sódio
Esse alimento contribui com a resistência óssea
Abacate – Berinjela – Peras
Lembram o formato de um útero
Ajudam funcionamento de útero e colo de útero
Figos são cheios de sementes e são pendurados aos pares quando crescem
Figos aumentam a mobilidade do esperma, aumentam sua contagem e ajudam a evitar a infertilidade masculina
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
A batata doce é parecida com o pâncreas
Regula o índice glicêmico de diabéticos (IG= 77)
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
Azeitonas ajudam o bom funcionamento dos ovários
Reduz quantidade de LDL (colesterol ruim)
Reduz risco de infarto, previne envelhecimento (rico em polifenóis que reduzem a formação de radicais livres)
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
Laranjas e outros frutos cítricos assemelham-se a glândulas mamárias
Ajudam o fluxo de circulação linfática dentro do peito
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
USO DAS PLANTAS
Cebola é semelhante a uma célula
Cebola ajuda a limpar os resíduos de todas as células do corpo (ajuda a eliminar radicais livres)
Rica em flavonóides → poder anti-oxidante, anti-inflamatório, analgésico...
GRÃOS ANUAL DE INVERNO
ANUAL DE VERÃO
ORNAMENTAIS PLANTAS DE INTERIOR
PLANTAS DE JARDIM
BORDADURAS
ARBORIZAÇÃO URBANA
QUEBRA-VENTOS
ÁRVORES LENHOSAS (MADEIRA DURA)
MACIAS (MADEIRA MOLE)
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
2. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO ARTIFICIAIS
ORGANIZAÇÃO ATRAVÉS DA ANÁLISE DE UMA OU POUCAS CARACTERÍSTICAS
HÁBITO DAS PLANTAS
POSIÇÃO DO OVÁRIO
NÚMERO DE ESTAMES
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
3. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO NATURAIS
CARACTERES COMUNS DOS SERES RELACIONADOS
NÚMERO DE COTILÉDONES
POSIÇÃO DO OVÁRIO
SISTEMA VASCULAR
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
4. SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO FILOGENÉTICOS
CHARLES DARWIN (1859)
RELAÇÕES GENÉTICAS ENTRE OS VEGETAIS
(ANCESTRALIDADE E DESCENDÊNCIA)
CARL VON LINNÉ (1707 – 1778)
CÓDIGO DE NOMENCLATURA BOTÂNICA
BINÔMIO GÊNERO – ESPÉCIE
NOMES LATINOS
Solanum tuberosum L.
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
1905: CONGRESSOS INTERNACIONAIS DE BOTÂNICA (VIENA)
1844 – 1930: ENGLER
1968: CRONQUIST
Divisão MAGNOLIOPHYTA
Classe MAGNOLIATAE
Subclasse MAGNOLIIDAE
Família MAGNOLIACEAE
Gênero Magnolia
Espécie liliflora
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
1981: CRONQUIST
Divisão MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAS)
Classe MAGNOLIOPSIDA (DICOTILEDÔNEAS)
Classe LILIOPSIDA (MONOCOTILEDÔNEAS)
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
1999: JUDD
PALEOERVAS NÃO-MONOCOTILEDÔNEAS
COMPLEXO MAGNOLIIDAE
MONOCOTILEDÔNEAS
EUDICOTILEDÔNEAS
ANGIOSPERMAS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
1939: CÓDIGO DE NOMENCLATURA PARA PLANTAS CULTIVADAS
(DESENVOLVIMENTO DA AGRICULTURA E HORTICULTURA)
CULTIVAR = CULTIVATED VARIETIES = cv.
CULTIVAR = CATEGORIA TAXONÔMICA
DIFERENÇAS MORFOLÓGICAS
DIFERENÇAS FISIOLÓGICAS
DIFERENÇAS CITOLÓGICAS
DIFERENÇAS QUÍMICAS
QUE SE REPRODUZ SEXUADA OU ASSEXUADAMENTE
MANTENDO AS CARACTERÍSTICAS
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
CULTIVAR (cv.) = CULTIVATED VARIETY
PLANTAS AGRÍCOLAS
MANIPULADAS PELO HOMEMEx: Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca (feijão)
VARIEDADE (var.)
VARIEDADE BOTÂNICA
OCORRÊNCIA NATURAL
FORMA, COR, TAMANHO
QUALIDADE DE COMPOSTOS QUÍMICOS
Ex: Paulownia fortunei (Seem.) Helms. var. mikado (quiri)
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
CULTIVAR (cv.) = CULTIVATED VARIETY
MANIPULADAS PELO HOMEMEx: Phaseolus vulgaris L. cv. Carioca (feijão)
Gênero - Espécie – Autor – cultivar
L. = Lineu
VARIEDADE (var.)
OCORRÊNCIA NATURAL
Ex: Paulownia fortunei (Seem.) Helms. var. mikado (quiri)
Gênero – Espécie
Seem. = Seemann – autor do basinômio Campsis fortunei
Helms. = Helmsley – passou para o gênero Paulownia
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS
PROPAGAÇÃO E CRESCIMENTO DE PLANTAS PELO CONTROLE DO HOMEM
SÍTIOS ARQUEOLÓGICOS DE 9.000 a. C. (SUL DA ÁSIA)
Pompéia - Itália
Pompéia - Itália
Pompéia - Itália
Pompéia - Itália
NOMENCLATURA E CLASSIFICAÇÃO DE PLANTAS
MÉTODOS DE DOMESTICAÇÃO DE PLANTAS
PROPAGAÇÃO SEXUADA OU POR SEMENTES
PROPAGAÇÃO ASSEXUADA OU VEGETATIVA
PÉTALA
ANTERA
OVÁRIO
ESTIGMA
ESTILETE
SÉPALAS
FILETE
RECEPTÁCULO
PEDICELO
PISTILO
ESTAME
PÉTALA REMOVIDA
PROPAGAÇÃO SEXUADA
PROPAGAÇÃO SEXUADA
Hemerocallis sp.
PROPAGAÇÃO SEXUADA
Hibiscus sp.
PROPAGAÇÃO SEXUADA
PROPAGAÇÃO SEXUADA
ÓVULO
MEGÁSPORO
NÚCLEO DO MEGÁSPORO
(HAPLÓIDE)
MICRÓSPORO
ESTAME
ANTERA
FILETE
GRÃO
DE
PÓLEN
NÚCLEO DO MICRÓSPORO
(HAPLÓIDE)
PROPAGAÇÃO SEXUADA
PRIMEIRA MITOSE
SEGUNDA MITOSE
TERCEIRA MITOSE
2 NÚCLEOS HAPLÓIDES
4 NÚCLEOS HAPLÓIDES
VACÚOLO
3 ANTÍPODAS
CÉLULA CENTRAL
2 NÚCLEOS POLARES
1 OOSFERA
2 SINÉRGIDES
VACÚOLO
PROPAGAÇÃO SEXUADA
Pavonia sp.
Estigma
Grão de pólen
PROPAGAÇÃO SEXUADA
PROPAGAÇÃO SEXUADA
Grão de pólen
PROPAGAÇÃO SEXUADA
PROPAGAÇÃO SEXUADAMEIOSE NO ESTAME E CARPELO
ANTERA
MEGÁSPORO HAPLÓIDE
MEGAGAMETÓFITO
MEGAGAMETA (OOSFERA) HAPLÓIDE
MICRÓSPOROS HAPLÓIDES
(POLEN)
MICROGAMETÓFITOS HAPLÓIDES
(PÓLEN)
MICROGAMETAS (CÉLULAS
ESPERMÁTICAS)HAPLÓIDES
SEMENTE
GERMINAÇÃO, CRESCIMENTO E
DESENVOLVIMENTO DA SEMENTE
SEMENTE
EMBRIÃO DIPLÓIDE
CRESCIMENTO POR MITOSE E
DIVISÃO CELULAR
ZIGOTO DIPLÓIDE
SINGAMIA
ESPORÓFITO DIPLÓIDE
MAÇÃ
FRUTOS
ROMÃ AMORA
óvulo
Calose
tubopolínico
sacoembrionário
Canais de Ca 2+
Núcleo espermático
Núcleo do tubo
↓[Ca2+]
↑[Ca2+]
EFEITOS DO CÁLCIO E BORO NA GERMINAÇÃO DO TUBO POLÍNICO
Ca2+
Quimiotropismo → direçãode crescimento do tubopolínico no sentidocrescente da [Ca2+]
Função na divisão celularatuando na organizaçãodos fusos cromáticos
EFEITOS DO CÁLCIO
GERMINAÇÃO DO TUBO POLÍNICO
Tubo polínico
Saco embrionário
Oosfera
Antípodas
Sinérgides
Núcleos Polares
CÁLCIO:
• Ca2+ PAPEL ESSENCIAL NO CRESCIMENTO DOTUBO POLÍNICO
• ACÚMULO DE CANAIS DE Ca2+ NO ÁPICE DO TUBOPOLÍNICO
• CRESCIMENTO DO TUBO POLÍNICO REGULADOPOR UM CRESCENTE DIFERENCIAL DA [Ca2+]
EFEITOS DO CÁLCIO
BORO:
• VIABILIDADE DO GRÃO DE PÓLEN PELA ELEVAÇÃO DA [SOLUTOS] NO ESTIGMA
• ↑ [B] NO ESTIGMA E ESTILETE NECESSÁRIA PARA A INATIVAÇÃO DA CALOSE DA PAREDE DO TUBO POLÍNICO:
• FORMAÇÃO COMPLEXO BORATO-CALOSE
• ↓ [B] ↑ SÍNTESE DE CALOSE E INDUZ A SÍNTESE DE FITOALEXINAS NO ESTIGMA E ESTILETE → DEFESA SEMELHANTE À INFECÇÃO POR MICRORGANISMOS
EFEITOS DO BORO
EFEITOS DO CÁLCIO E BORO
óvulo
Complexo Borato-Calose
tubopolínico
sacoembrionário
Canais de Ca 2+
Núcleo espermático
Núcleo do tubo
*
FORMAÇÃO DO EMBRIÃO
FORMAÇÃO DO EMBRIÃO
SUSPENSOR
COTILÉDONES
MERISTEMA APICAL
HIPOCÓTILO
RADÍCULA
ENDOSPERMA
FORMAÇÃO DO EMBRIÃO
Intervalo...
PROPAGAÇÃO SEXUADA
SEMENTE
DEFINIÇÃO:
ÓVULO DESENVOLVIDO APÓS A FECUNDAÇÃO,
CONTENDO O EMBRIÃO, COM OU SEM RESERVAS
NUTRITIVAS, PROTEGIDO PELO TEGUMENTO
PROPAGAÇÃO SEXUADA
SEMENTE BOTÂNICA: UNIDADE DE REPRODUÇÃO SEXUADA
DESENVOLVIDA A PARTIR DE UM ÓVULO FERTILIZADO.
SEMENTE ORTODOXA: TOLERANTE AO DESSECAMENTO A NÍVEIS
DE UMIDADE BAIXOS, SEM DANOS À SUA VIABILIDADE.
(Ex: ARROZ, FEIJÃO, MILHO, SOJA, TRIGO...)
SEMENTE RECALCITRANTE: NÃO SOFRE DESIDRATAÇÃO DURANTE
A MATURAÇÃO, APRESENTANDO ALTOS NÍVEIS DE UMIDADE. É
SENSÍVEL AO DESSECAMENTO E À BAIXAS TEMPERATURAS.
(Ex: CAFÉ, CÔCO, CARVALHO...)
PROPAGAÇÃO SEXUADA
SEMENTE
CONSTITUIÇÃO:
TESTA
TÉGMEN OU TEGMA
RADÍCULA
EMBRIÃO CAULÍCULO
GÊMULA
COTILÉDONES
RESERVAS ALBUME OU ENDOSPERMA
TEGUMENTO OU CASCA
AMÊNDOA
SEMENTE
COTILÉDONE FOLHA NO EPICÓTILO
RADÍCULA
SEMENTE
CONDIÇÕES PARA GERMINAÇÃO:
ÁGUA (5 a 20%)
OXIGÊNIO (21%)
TEMPERATURA (25 - 30ºC)
LUZ (Fotoblástica + ou -)
SEMENTEGERMINAÇÃO
Annona crassiflora (araticunzeiro)
SEMENTE
DORMÊNCIA DE SEMENTES:
IMPERMEABILIDADE DO TEGUMENTO À ÁGUA OU AO OXIGÊNIO
PRESENÇA DE INIBIDORES QUÍMICOS
IMATURIDADE FISIOLÓGICA DO EMBRIÃO
SEMENTEHIPOCÓTILO FOLHA NO EPICÓTILOCOTILÉDONE
GERMINAÇÃO EPÍGEA GERMINAÇÃO HIPÓGEA
EFEITOS FISIOLÓGICOS DO ETILENO
Gancho plumular ou apical
- lado interno → ↓ luminosidade → ↑ produção de Et → ↑ ↑ ↑ [Ax] → inibe alongamento
- lado externo → ↑ luminosidade → ↓ produção de Et → ↑[Ax] → ↑ alongamento
- luz vermelha ou branca → destrói Ax e Et→ ↓ [Ax e Et] → abertura do gancho
Auxina
GERMINAÇÃO DE SEMENTES
EFEITOS FISIOLÓGICOS DAS GIBERELINAS
1a folha
coleoptile
Meristema apical
Testa - pericarpo
Camada de aleurona
Endosperma amiláceoCélulas da aleurona
1. Giberelinas são sintetizadas pelo embrião e liberadas no endosperma via escutelo.
2. Giberelinasdifundem-se para a camada de aleurona.
3. Células da camada de aleurona são induzidas a sintetizar e secretar α-amilase e outras hidrolases dentro do endosperma.
4. Amido e outras macromoléculas são degradadas àmoléculas menores.
5. Os solutos do endosperma são absorvidos pelo escutelo e transportados ao embrião em crescimento.
raiz
escutelo
Solutos do endosperma
Enzimas hidrolíticas
GERMINAÇÃO DE SEMENTES
ESTRUTURA:
Gas SÃO DITERPENOS CÍCLICOS (COM 19 OU 20 C)
POSSUEM ESQUELETO ENT-GIBERELANO COM 4 OU 5 ANÉIS
O 5º ANEL É A LACTONA (NÃO PRESENTE NO ESQUELETO ENT-GIBERELANO, SE LIGA AO ANEL A)
TODAS AS Gas TEM UM GRUPO CARBOXÍLICO PRESO NO C7
A
D
CB
GIBERELINAS
GIBERELINAS
LOCAIS DE SÍNTESE DE GA:
ÁPICES DE CAULES E RAÍZES
INTERNÓS
FOLHAS JOVENS
SEMENTES IMATURAS ***REGIÕES MERISTEMÁTICAS
EMBRIÕES EM GERMINAÇÃO
GIBERELINAS
TRANSPORTE DE GA:
PARA TECIDOS NÃO DIFERENCIADOS → TRANSPORTE POLAR
PARA TECIDOS DIFERENCIADOS → XILEMA E FLOEMA
Proteína-G Memb.plasmática
cél. aleurona
Transdução do sinal dependente de Ca2+
envolvendo calmodulina e
proteína quinase
secreção
Transdução do sinal independente de Ca2+
com cGMP
Sinalizador intermediário de GA ativado
Fator de transcrição GA-MYB
ribossomos
Vesículas secretoras de α-
amilase
C.G.
R.E.
α-amilase
Degradação do amido no endosperma
núcleo
Repressor degradado
Transcrição e processamento
Transcrição e processamento
1. GA1 do embrião liga-se ao receptor na superfície da célula.
2. O complexo GA-R interage com a proteína-G iniciando duas cadeias separadas de transdução do sinal.
3. O caminho independente de Ca2+, envolvendo cGMP, resulta na ativação de um sinalizador intermediário.
4. O sinalizador intermediário ativado liga-se ao repressor DELLA no núcleo.
5. O repressor DELLA édegradado quando liga-se ao sinal do GA.
6. A inativação do repressor DELLA permite a expressão do gene MYB e outros genes, para prosseguir com a transcrição, processamento e tradução.
7. A proteína MYB sintetizada entra no núcleo e liga-se ao gene promotor para α-amilase e outras enzimas hidrolíticas.
8. Transcrição de α-amilase e outros genes hidrolíticossão ativados.
9. α-amilase e outras hidrolases são sintetizadas no retículo endoplasmático (tradução).
10. Proteínas são secretadas via complexo de Golgi.
11. A via de secreção necessita da estimulação pelo GA, dependente de Ca2+-calmodulina.
MODO DE AÇÃO DAS GIBERELINAS
FASES DE ABSORÇÃO DE ÁGUA DURANTE A GERMINAÇÃO
FASE I
10 – 30 s
FASE II
1 – 10 h
FASE III
EMERGÊNCIA DA RADÍCULA
LAG
EMBEBIÇÃO
TEMPO
PESO
FRESCO
FASE LAG: POUCA ENTRADA DE ÁGUA
ATIVIDADES CELULARES CRÍTICAS (MATURAÇÃO DE MITOCÔNDRIA, SÍNTESE DE PROTEÍNAS, METABOLISMO DE RESERVA DE MATERIAL, PRODUÇÃO DE ENZIMAS)
TRANSIÇÃO DO DESENVOLVIMENTO PARA A GERMINAÇÃO
GERMINAÇÃO DE SEMENTES
GERMINAÇÃO DE SEMENTES
PUPUNHA (Bactris gasipaes – ARECACEAE)
PUPUNHA (Bactris gasipaes – ARECACEAE)
PUPUNHA (Bactris gasipaes – ARECACEAE)
EMBEBIÇÃO DA SEMENTE
PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)
GERMINAÇÃO DA SEMENTE
PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)
6 DIAS APÓS A GERMINAÇÃO
PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)
ROLO DE PAPEL
PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)
GERMINADOR
PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)
Germinação de sementes de pinhão manso após escarificação com Lixa n° 100
Germinação de sementes de pinhão manso prejudicada por excesso de umidade
Deterioração de sementes de pinhão manso por ácido sulfúrico
PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)
TESTEMUNHA ESCARIFICAÇÃO COM LIXA
IMERSÃO EM ÁGUA 25°C
IMERSÃO EM ÁGUA 75°C
IMERSÃO EM ÁGUA 96°C
PINHÃO MANSO (Jatropha curcas L.)
Corte longitudinal de semente de pinhão manso
Apodrecimento de semente de pinhão manso
Dano por umidade em semente de pinhão manso
Dano mecânico em semente de pinhão manso
Deterioração natural em semente de pinhão manso
TESTE DO TETRAZÓLIO
CLORETO DE 2,3,5-TRIFENILTETRAZÓLIO (TTC)(SAL INCOLOR, SOLÚVEL, SE OXIDA PELAS HIDROGENASES DA RESPIRAÇÃO)
TESTE DO TETRAZÓLIO
INCOLOR, SOLÚVEL ROSA, INSOLÚVEL
(oxidado) (reduzido)
2(H)
Semente viável de pinhão manso
FIM!