Morfologia, anatomia e imunocitoquímica da interação entre pólen e estigma em duas espécies de Passiflora(Passifloraceae)

Abstract

O gênero Passiflora é originário da América do Sul e tem no Centro-Norte do Brasil seu maior centro de distribuição geográfica. A família Passifloraceae congrega espécies arbóreas, arbustivas, herbáceas, e, sobretudo, lianas que desempenham fundamental importância ecológica na dinâmica de regeneração natural de florestas. Apesar da importância ecológica das Passifloras, conhecimentos sobre seu modo de reprodução são escassos, e pouco se sabe sobre como se dá o mecanismo de compatibilidade e incompatibilidade nas espécies do gênero, assim como as alterações ocorridas durante a interação entre pólen e pistilo, incluindo a dinâmica da parede celular durante esses mecanismos. O presente trabalho foi desenvolvido com duas espécies do gênero Passiflora: Passiflora suberosa L. (Clado Decaloba) e Passiflora elegans Masters (Clado Passiflora) no intuito de contribuir para o esclarecimento da biologia reprodutiva do gênero. Foram realizadas polinizações controladas em botões florais de ambas as espécies, tanto em experimentos de polinização cruzada, quanto de autopolinização. O material coletado foi submetido à fixação, desidratação etílica ascendente e infiltração em resina hidroximetilacrilato para as secções observadas em microscopia óptica, bem como inclusões em resina LR White para as reações de imunocitoquímica observadas em epifluorescência. Foram utilizados anticorpos monoclonais para determinação de epitopos pécticos e para detecção de proteínas arabinogalactanos nos tecidos que atuam na interação pólen-pistilo. Anatomicamente o estigma é formado por emergências multicelulares constituídas por células da camada dérmica e subdérmica que se projetam e expõe a superfície receptora do pólen proporcionando um maior direcionamento do tubo polínico na sua trajetória estigmática. Essas estruturas são importantes na seleção e no processo de reconhecimento dos grãos de pólen depositados durante a polinização, resultando em reações de compatibilidade ou incompatibilidade. O mecanismo de auto-incompatibilidade desencadeado pelo contato das proteínas contidas no pólen com as células do estigma, foi observado em P. elegans, resultando no bloqueio do crescimento do tubo polínico por deposição de calose em sua extremidade. No entanto, nessa espécie, a reação de autoincompatibilidade é transposta após dois eventos de autopolinização. A espécie P. suberosa mostrou-se ser autocompatível. O crescimento dos tubos polínicos se dá por via apoplástica em ambas as espécies. Os estiletes são do tipo sólido e seco, com tecido transmissor rico em polissacarídeos, pectinas, proteínas e amido. Os resultados comparativos entre as duas espécies analisadas quanto à composição química das paredes celulares detectaram diferenças químicas nas paredes dos grãos de pólen. Arabinanos e galactanos estão ausentes na intina de P. elegans, ao contrário do encontrado em P. suberosa e proteínas arabinogalactanos estão presentes na intina de P. elegans e ausentes em P. suberosa, que talvez esteja relacionado com a expansão celular, o que sugeriria que os tubos polínicos têm exigências químicas distintas em seu desenvolvimento.

The Passiflora genus is originated from South America and the Middle-North region of Brazil is the great center of its geographical distribution. The Passifloraceae family presents trees, bushes, herbs and mostly climbers’ species that play an important ecological role in the forest regeneration dynamics. Despite of its ecological importance, the knowledge of its reproduction mode is scarce and there are few works about compatibility and incompatibility mechanisms in the genus species, as well as, information about cell changes during pollen-pistil interaction that includes cell wall dynamics during this process. The present work investigated two species of Passiflora genus: P. elegans Masters (Passiflora Clade) and P. suberosa L. (Decaloba Clade) with the aims to contribute to illuminate the genus reproductive biology knowledge. It was made controlled pollination in floral buds of both species, cross-pollination and selfpollination tests. The collected material was fixed, dehydrated in crescent alcohol series and included in hydroxyethilmetacrylate resin to observations in light microscopy, as well as, in LR White to make immunocytochemical reactions at fluorescence microscopy. It was used monoclonal antibodies to detect arabinogalactan proteins and pectin epitops in pollen-pistil tissues. The anatomy of stigma is formed by multicelled emergences. Cells from dermal and subdermal layers compose them. These cells project and expose the receptive surface, promoting greater pollen tube guidance on its stigma trajectory. These structures are important in selection and recognition process of pollen grains deposited during pollination, resulting in compatibility or incompatibility reactions. Auto-incompatibility mechanisms, unchained by the contact of pollen and stigma proteins, were observed in P. elegans and they resulted in blocking of pollen tube growth by the callose deposition on its extremity. However, in this species, the self-incompatibility reaction fails after two events of self-pollination. P. suberosa species are self-compatibility. The pollen tube growth occurs by apoplastic way in both species. Styles are solid and dry, with a rich polysaccharide, pectin, protein and starch transmitter tissue. Comparative results between the two analyzed species detected cell wall chemical differences in pollen grain. Arabinans and galacturans are absent in P. elegans intine and arabinangalactans proteins are present in P. elegans and absent in P. suberosa. It may be related with cell expansion and it suggests that pollen tubes have different chemical demands in their development.