Upload
ruth-sonia-sabala-canario
View
215
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Docente: Viviana Borges e Geraldo Rogério CuzzuolDisciplina: Fisiologia Vegetal IIDiscentes: Lígia Ramos, Lorena Fardim, Marcelle Mosquini e Thaísa Santos.
Fisiologia da FrutificaçãoFisiologia da FrutificaçãoUniversidade Federal do Espírito Santo - UFESUniversidade Federal do Espírito Santo - UFES
IntroduçãoIntroduçãoIntroduçãoIntrodução ORIGEM DOS FRUTOS: Fruto surgiu após o advento do “hábito seminífero”.
Semente: embrião envolto por estruturas protetoras e retido no corpo da mãe.
Primeiras sementes estruturas nuas sobre megasporófilos expostas ao ambiente.
Encontradas em GIMNOSPERMAS Ex.: pinhão-do-paraná
Primeiras ANGIOSPERMAS Cretáceo
Sementes: envolvidas por estruturas protetoras.
Frutos: sementes protegidas + chance de sucesso.
Desenvolvimento da parte masculina da flor e elementos atrativos de polinizadores.
Co-evolução com polinizadores.
Frutos APOCÁRPICOS: carpelos da flor livre ovário completo
Frutos SINCÁRPICOS: carpelo fundido
Frutos do tipo seco: sem modificações para dispersão Sementes dispersas pelo
vento (anemocoria) e água (hidrocoria)
Frutos do tipo suculento: sementes dispersas após ingestão por animais frugívoros
(zoocoria)
Função protetora = dispersão de sementes
FRUTO: ovário fecundado, desenvolvido e amadurecido.
SURGIMENTO DO OVÁRIO: OVÁRIO = estruturas florais constituídas por carpelos ( folhas modificadas)
Como teriam surgido os primeiros carpelos?
1790 – Teoria da natureza foliar da flor (Goethe)
1990 – Envolvimento genético na evolução de carpelos
Descoberta de genes homeóticos (formação dos órgãos)
Modelo ABC (Coen e Meyerowitz)
Modelo ABCDE
Gene D: formação do óvulo
Gene E: localização de cada verticilo floral no receptáculo floral
Identificação dos carpelos pelos genes C e D
Ovários – originados de folhas isoladas e dobradas, cujas bordas se fundiram em estrutura tubular e fechada.
Possibilidades:
a) FUSÃO CARPELAR: União das margens livres dos carpelos alteração dos feixes vasculares
b) FUSÃO VASCULAR: Fusão dos feixes vasculares das margens estrutura única
Consequências: Óvulos = internos ao ovário
“Retomada do desenvolvimento do ovário após fertilização dos óvulos”
Retomada + parada = estratégia de desenvolvimento
Exceção: frutos partenocárpicos ausência de polinização ovários abortam e morrem
Modelo ABCDE: Gineceu – atividade dos genes C e E
Desenvolvimento até o ovário – desconhecido
Envolve sinais gênicos e hormonais na divisão e alongamento celular
Formação do ovário:
Células no receptáculo floral
MitosesExpansão
Desenvolvimento do FrutoDesenvolvimento do FrutoDesenvolvimento do FrutoDesenvolvimento do Fruto
Hormônios:
Divisão celular = balanço entre CITOCININAS e AUXINAS
Expansão celular = AUXINAS E GIBERELINAS
EXPANSÃO CESSADA
OVÁRIO
POLINIZAÇÃO
DESENVOLVIMENTO
Fases do Desenvolvimento do FrutoFases do Desenvolvimento do FrutoFases do Desenvolvimento do FrutoFases do Desenvolvimento do Fruto
Lycopersicon esculentum
Fase I : Polinização, fertilização e início do desenvolvimento do fruto;
Fase II: Divisões celulares;
Fase III: Expansão das células.
FASE I : Polinização e Fertilização
Polinização do L. esculentum
Retomada do Desenvolvimento do ovário depende do sucesso da polinização e fertilização.
Grão-de-pólen
Estilo
Estigma
Tubo polínico
Óvulo
Ovário
Saco Embrionário
Óosfera
1. Compatibilidade genética entre o pólen e planta;
2. Tubo polínico formado cresce em direção ao óvulo;
3. Liberação dos núcleos gaméticos e fecundação da oosfera;
4. Formação do embrião.
Pistilo fornece os materiais necessários ao crescimento.
Síndrome do desenvolvimento pós-polinização:
- Mudança de pigmentação;- Início da senescência: morte das peças do perianto e estames.
Auxina: ACC sintase EtilenoSenescência de pétalas e sépalas
FASE I : Início do Desenvolvimento do Fruto
Fotoassimilados da folhaMaterial acumulado no perianto senescente
Frutos
Desenvolvimento intenso do ovário e óvulo
Demandas Metabólicas necessárias a divisão celular
Ovário atua como um forte dreno de utilização.
Participam: Auxina, Giberilina e Citocinina.
Germinação do grão-de-pólen
Crescimento dos tubos polínicos
Formação do zigoto
Estímulo + para o crescimento inicial do fruto
Giberilinas estimulatórias do início do desenvolvimento dos frutos
Aplicação exógena em flores pode levar ao início do desenvolvimento de frutos na ausência da fertilização.
Giberilinas X Auxinas: dificuldades na interpretação do papel de cada uma.
FASE II : Divisões Celulares
Influencia: Crescimento do Ovário;
São interrompidas logo após a antese
No ovário fecundado , as divisões celulares podem prolongar 8 dias no tomate.
Os gametas masculinos permanecem no interior do tubo polínico esperando o
completo desenvolvimento dos óvulos. Logo, as divisões ocorrem
predominantemente no tecido placentário e dependem da polinização.
Etapas da Divisão Celular.
Nos estágios iniciais da Fase II, a atividade mitótica:- mais intensa na parte externa do mesocarpo;- na semente: camadas mais periféricas do tegumento.
4 a 6 dias depois da antese, a atividade mitótica :- a camada mais externa do mesocarpo ;- placenta na camada externa da semente.
O Tamanho final do fruto depende:
nº de células do ovário antes da fertilização;
nº de divisões celulares ocorridas após a fertilização dos óvulos;
nº fertilizações bem-sucedidas;
magnitude da expansão celular.
Óvulos de uma determinada parte do ovário não se desenvolverem em
sementes esse lado do fruto apresentará deformações.
Concetrações Auxina e Citocinina : controle da divisão celular
FASE III : Expansão das células, crescimento do fruto e maturação do embrião:
Citrulus vulgaris
Em Melancia, as células podem aumentar cerca de 350.000 vezes de tamanho, tornando-se visíveis a olho nu nos frutos maduros.
2/3 do desenvolvimento do fruto é dado pela expansão de suas células.
Células do mesocarpo e da placenta podem aumentar até 20x.
Abóbora com 681 quilos produzida nos Estados Unidos em 2006.
Regulação da expansão celular:
Fatores Genéticos:
Fatores Genéticos Fatores Fisiológicos
• cromátides das células parenquimáticas do pericarpo endorreduplicação
• células tornam-se altamente poliploidizadas e aumentam drasticamente de
tamanho; órgãos também aumentam de tamanho.
• Incrementos substanciais de tamanho são observáveis durante a formação
do endosperma, cotilédones e suspensor do embrião.
• O aumento no teor de DNA atividade metabólica das células
poliploidizadas.
• Gene Ovate : envolvido na determinação da polaridade das divisões celulares
• Gene Fasciated: número de lóculos/carpelos
• Fw2.2 : plantas selvagens inibi a divisão celular
plantas mutantes incremento 30% no tamanho do fruto
Tanksley (2004) o tamanho dos frutos de tomate estaria associado a pelos menos 6 genes.
Relação entre as atividades de alguns genes envolvidos na determinação do tamanho e da forma de frutos de tomate e a frequência mitótica, expansão celular e incremento de massa fresca durante 42 dias após a polinização.
Fatores Fisiológicos:
Auxinas: são as principais responsáveis pela expansão celular.
Giberilinas: manutenção da expansão celular.
AIA acidificação da parede celular para entrada de água absorção de solutos para manter a pressão de turgor
AIA expansinas expansão celular
AG20 GA enzima XET ruputura das ligações da celulose com xiloglucano
Dinâmica entre Auxina e Giberilina. Afrouxamento da parede celular
Pontes de H microfibrilas de celulose e hemiceluloses
Ácido abscísico :
evita a desidratação das sementes
inibição da divisão celular (G1 S) e síntese protéica
previne a germinação precoce de sementes ainda no interior dos frutos
viviparidade
MaturaçãoMaturaçãoMaturaçãoMaturação
Evento fisiológico complexo, onde ocorre mudanças fisiológicas, bioquímicas e estruturais dramáticas.
Mudanças de características como coloração, textura, sabor e aroma.
Dependendo da forma de maturação, os frutos carnosos podem ser classificados em dois grupos:
Frutos climatéricos Frutos não-climatéricos
Pulsos da síntese e taxa respiratória em frutos de banana, durante 12 dias após colheita. (Kerbauy, Gilberto Barbante. Fisiologia Vegetal, 2.e.d, Guanabara-2008).
MaturaçãoMaturação
A ação regulatória do Etileno nas plantas indica a atuação de dois sistemas:
Sistema 1:- Baixa concentração de Etileno- Frutos verdes- Ação auto-inibitória
Sistema 2:- Alta concentração de Etileno- Amadurecimento de frutos climatéricos- Ação autocatalítica
MaturaçãoMaturação
MUDANÇAS DURANTE A MATURAÇÃO:
1) Modificação da cor;
2) Alteração da textura (amolecimento);
3) Alterações no sabor, aroma e qualidade nutricional;
4) Aumento da Susceptibilidade a patógenos.
MaturaçãoMaturação
Frutos climatéricos Frutos não-climatéricos
MaturaçãoMaturação
É conhecida a ocorrência de frutos climatéricos e não climatéricos em variedades de uma mesma espécie.
Parâmetros comparativos entre frutos de melão (Cucumis melo) climatéricos ( ) e não climatéricos ( ): A-concentração endógena de etileno; B – atividade da enzima sintase do ACC (ACS); C-concentração de ACC; D- grau de firmeza. (Reproduzida de Périn et al. Plant Phyciology, 2002. American Society of Plant Biologists, Fig.1, Vol. 129, página 301.) (Kerbauy, Gilberto Barbante. Fisiologia Vegetal, 2.e.d, Guanabara-2008).
MaturaçãoMaturação
REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE ETILENO E A TRANSIÇÃO PARA A MATURAÇÃO: Síntese de Etileno:
Metionina
S-adenosilmetionina (SAM ou AdoMet)
Ácido 1-aminocilopropano carboxílico (ACC)
Etileno
Sintase do ACC (ACS)
Oxidase do ACC (ACO)
MaturaçãoMaturação
Modelo de síntese autocatalítica de etileno na transição de frutos de tomate verdes (sistema 1) para maduros (sistema 2), levando-se em conta a participação de genes LeACS envolvidos na codificação da enzima sintase do ACC (ACS) e genes LeACO responsáveis pela codificação da enzima oxidase do ACC (ACO). (Kerbauy, Gilberto Barbante. Fisiologia Vegetal, 2.e.d, Guanabara-2008).
REGULAÇÃO DA SÍNTESE DE ETILENO E A TRANSIÇÃO PARA A MATURAÇÃO:MaturaçãoMaturação
MUDANÇA DE COR:
A coloração avermelhada ou amarelada dos frutos maduros é resultado: Acumulação de Antocianinas
Acumulação de Carotenóides
Degradação da Clorofila
MaturaçãoMaturação
Degradação da Clorofila :
Degradação enzimática da molécula de clorofila. (Modificada de Matile et al.,1996.) (Kerbauy, Gilberto Barbante. Fisiologia Vegetal, 2.e.d, Guanabara-2008).
MUDANÇA DE COR:
MaturaçãoMaturação
Antocianinas :
- Coloração vermelha, púrpura, cor-de-rosa e azul.
Estrutura básica de uma antocianidina (A) e do anel B da molécula com diferentes graus de metilação (CH3) e hidroxilação (OH). (Kerbauy, Gilberto Barbante. Fisiologia Vegetal, 2.e.d, Guanabara-2008).
MUDANÇA DE COR:
MaturaçãoMaturação
Antocianinas :
- A cor de cada tipo de antocianidina depende da quantidade de grupos hidroxila ou metila ligados ao anel B da molécula:
Hidroxila Azul
Metila Avermelhado
MUDANÇA DE COR:
MaturaçãoMaturação
Carotenóides:
- Pigmentos amarelos e alaranjados.
- São divididos emCarotenos (Não possuem Oxigênio na molécula)
Xantofilas (Possuem Oxigênio na molécula)
MUDANÇA DE COR:
MaturaçãoMaturação
Carotenóides:
Principais passos da biossíntese de carotenóides a partir da síntese de fitoeteno e as reações de desnaturação relacionadas a formação de licopeno e demais carotenóides cíclicos. (Modificada de Bramley PM, 2002.) (Kerbauy, Gilberto Barbante. Fisiologia Vegetal, 2.e.d, Guanabara-2008).
MUDANÇA DE COR:
MaturaçãoMaturação
Etileno e indução gênica de hidrolases.
Polímeros da PC ficam mais hidratados, intumescidos e moles.
Despolimerização das pectinas da lamela média ( cimento intercelular) : perda de
adesão entre as células> facilidade de penetração de patógenos.
Frutos sem intumescimento das paredes celulares apresentam textura firme e
quebradiça como a maça.
Broca do frutoNo fruto imaturo: defesa de patógenos
AMOLECIMENTO DOS FRUTOS:
AMOLECIMENTO DOS FRUTOS:
Substâncias voláteis X não voláteis
Voláteis: álcoois, aldeídos , ésteres – Aroma
Não voláteis: açucares e ácidos orgânicos- Sabor
Sabor - Aroma Sabor - Aroma Sabor - AromaSabor - Aroma
O tratamento de frutos adstringentes com
álcool ou outros agentes destanizantes
( ex. vinagre) estimula o acúmulo de
compostos voláteis na polpa como
acetaldeido. Essas substancias induzem os
taninos solúveis a se polimerizarem e
formam um complexo insolúvel com a
perda da adstringência (Sugira& Vidrih et
al, 1994).
Taninos
Técnicas pós colheita.
Controle da taxa respiratória e de acúmulo de etileno.
Diminuição da temperatura. Diminui taxa respiratória diminui consumo de reserva.
Baixa [ oxigênio] ou alta [ CO2].
Armazenagem de frutosArmazenagem de frutosArmazenagem de frutosArmazenagem de frutos
Banana Triplóide Banana Triplóide Banana TriplóideBanana Triplóide
Banana Diplóide !!!!!
Obrigada !Obrigada !
KERBAUY, G. B. Fisiologia Vegetal. 2ª Edição, Guanabara Koogan, 2008.
JANICE, J. G.; PETER, B. K. Botany Illustrated. 2ª edição, Springer, 2006.
GEECAS: http://www.rc.unesp.br/ib/ecologia/geecas/polinizacaotomate.html
http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1516-93322003000300003&script=sci_arttextclorofilia
Degradaçaohttp://2.bp.blogspot.com/_exaDOI60LxY/SQxlxnbtTkI/AAAAAAAAAGU/6q_rNKrjFdc/s1600-h/Capture2008-11-01-12.20.17.png:
http://www.plantasparacurar.com/antocianinas/ framboesa
Referências BibliográficasReferências BibliográficasReferências BibliográficasReferências Bibliográficas
http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://4.bp.blogspot.com/_NMhyhnnooGo/TBfnHXG5yWI/AAAAAAAABa4/maxrEcIfDxs/s1600/tomate_verde.jpg&imgrefurl=http://organizacao-domestica.blogspot.com/2010/06/dicas-e-truques-vario-ii.html&usg=__PLHTxigFtHY-ah8dsv2tM3_1DaA=&h=260&w=260&sz=6&hl=pt-BR&start=0&zoom=1&tbnid=2b6kOy4FmDnKuM:&tbnh=153&tbnw=166&ei=J8PFTcP0FIm4tweBs9yeBA&prev=/search%3Fq%3Dtomate%2Bvrde%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN%26rlz%3D1R2RNSN_pt-BRBR388%26biw%3D1419%26bih%3D669%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=140&vpy=127&dur=109&hovh=208&hovw=208&tx=143&ty=121&page=1&ndsp=18&ved=1t:429,r:0,s:0 tomate verde
http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.ceinfo.cnpat.embrapa.br/imagens/i273.jpg&imgrefurl=http://www.ceinfo.cnpat.embrapa.br/artigo.php%3Fop%3D6%26i%3D19%26si%3D82%26ar%3D2281&usg=__dkpAZT28UEV_MaI7N427FEc4F5k=&h=256&w=234&sz=10&hl=pt-BR&start=0&zoom=1&tbnid=YLUNNSihkjrWGM:&tbnh=152&tbnw=153&ei=mL_FTeTmIcq9tgezxaW6BA&prev=/search%3Fq%3Dpatogenos%2Bnos%2Bfrutos%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26rlz%3D1T4RNSN_pt-BRBR388BR388%26biw%3D1419%26bih%3D630%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=149&vpy=95&dur=2387&hovh=204&hovw=187&tx=128&ty=139&page=1&ndsp=19&ved=1t:429,r:0,s:0 patogenos
http://4.bp.blogspot.com/-DdX3hYyrHUM/TcQMDTh_D0I/AAAAAAAAAGU/3_ffIPJf8ME/s1600/abacate.jpg abacate e laranja
Laranja : http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://2.bp.blogspot.com/-CzMoERhvM9Q/TcCnTkb-byI/AAAAAAAAAF0/VOWNryqRKVY/s1600/conheca-o-poder-das-frutas.jpg&imgrefurl=http://tecnicosemalimentos.blogspot.com/&usg=__S7eMU7WdHusiLM77MMlvp9DhvPQ=&h=283&w=423&sz=12&hl=pt-BR&start=21&zoom=1&tbnid=-6lw_uQiAy9tWM:&tbnh=138&tbnw=213&ei=ssDFTaDWFYq4tgf0y8SlBA&prev=/search%3Fq%3Dclimatericos%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26rlz%3D1T4RNSN_pt-BRBR388BR388%26biw%3D1419%26bih%3D630%26tbm%3Disch&um=1&itbs=1&iact=rc&dur=187&page=2&ndsp=20&ved=1t:429,r:10,s:21&tx=99&ty=51
http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://1.bp.blogspot.com/_pk2g5A49rBI/S_bk2IZkkTI/AAAAAAAAAU8/17wrWygSBWU/s1600/cereja.jpg&imgrefurl=http://coisasdesaryah.blogspot.com/2010/05/cereja.html&usg=__iyTIH1jkr_sXayBAjsVxc7jjO0A=&h=426&w=500&sz=36&hl=pt-BR&start=39&zoom=1&tbnid=NczC-vOcyinPgM:&tbnh=161&tbnw=210&ei=28PFTan0FcyCtgfMhM2MBA&prev=/search%3Fq%3Dcereja%26um%3D1%26hl%3Dpt-BR%26sa%3DN%26rlz%3D1R2RNSN_pt-BRBR388%26biw%3D1419%26bih%3D669%26tbm%3Disch0%2C1134&um=1&itbs=1&iact=hc&vpx=906&vpy=312&dur=219&hovh=207&hovw=243&tx=114&ty=158&page=3&ndsp=21&ved=1t:429,r:19,s:39&biw=1419&bih=669 cereja
http://whoknewindeed.wordpress.com/2010/11/28/sindrome-do-diospiro-verde/ taninos
Beta caroteno : http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/imagens/caroteno.png&imgrefurl=http://www.fcfar.unesp.br/alimentos/bioquimica/analise_leite/analise_leite.htm&h=101&w=440&sz=28&tbnid=Y_M5fD6TvfrY5M:&tbnh=29&tbnw=127&prev=/search%3Fq%3Dcaroteno%26tbm%3Disch%26tbo%3Du&zoom=1&q=caroteno&hl=pt-BR&usg=__pLcHd- nXQikkjrR1ZACgIPgnRHg=&sa=X&ei=dKfFTa_GKsPq0QGky_2YCA&ved=0CFkQ9QEwBw