BV581 - Fisiologia Vegetal Básica - Desenvolvimento

Aula 12b: Propagação Vegetativa Prof. Marcelo C. Dornelas

A propagação vegetativa como um processo de manutenção da diversidade

Ao contrário da reprodução sexuada, que envolve a combinação de gametas para a geração das estruturas de um novo organismo, aumentando a diversidade genética; a propagação vegetativa, que é a formação de uma nova planta sem o envolvimento do processo de fecundação, apenas mantém a diversidade. Isto porque as plantas geradas por propagação vegetativa, são clones verdadeiros da planta-mãe e, portanto, são cópias genéticas idênticas a ela, salvo interferência de processos de mutação. Assim, uma vantagem adaptativa da reprodução vegetativa é produzir plantas que já estejam adaptadas ao ambiente em que vivem. Diversos grupos de plantas utilizam diferentes estratégias e estruturas especializadas para a realização da propagação vegetativa. Os humanos, lançando mão desta característica natural, criaram técnicas artificiais para otimizar o processo em sua vantagem, ou para instalar este processo em plantas que não possuam, naturalmente, mecanismos de propagação vegetativa.

Propagação vegetativa natural

Algumas crassuláceas, principalmente no gênero Kalanchöe (sinônimo de Bryophyllum) produzem, no bordo das folhas, estruturas denominadas bulbilhos ou gemas epífilas, que são meristemas ectópicos (=são formados em lugares onde não se esperaria encontrá-los na maioria das plantas). Estas estruturas dão origem a plântulas que se destacam da planta-mãe, caem ao solo e formam plantas inteiras. Outros grupos de planta, como as da família do alho e da cebola, formam bulbos, que são estruturas complexas, geralmente subterrâneas ou parcialmente encobertas pela terra, compostas de um caule modificado e um grupo de folhas ou brácteas modificadas, altamente imbricadas e contendo gemas em suas axilas. Os bulbos são capazes de resistir ao frio extremo e rebrotam na primavera para formar a parte aérea da planta novamente. Nestes casos, em se tratando de espécies de clima temperado, ocorre a vernalização, que promove o aparecimento de estruturas reprodutivas logo após a rebrota. Por isso os bulbos possuem grande importância para o cultivo de plantas ornamentais. Outros grupos de plantas, como o gengibre e a batata-inglesa produzem rizomas e tubérculos, que também são tipos de caules modificados. Os rizomas são subterrâneos, e os tubérculos, além disso, acumulam substâncias de reserva. Uma vez que são

caules, os rizomas e tubérculos possuem gemas que contêm meristemas caulinares. Estas são geralmente dormentes e são estimuladas a entrar em atividade quando as condições de temperatura e umidade são apropriadas. O morangueiro e outros grupos de planta, principalmente as gramíneas rasteiras, produzem estolões, que são caules aéreos muito delgados cujas gemas entram em atividade produzindo plântulas inteiras (inclusive com sistema radicular).

Propagação vegetativa artificial

Aproveitando-se do fato de que o corpo das plantas é praticamente todo produzido pela elaboração dos meristemas, após a germinação, algumas técnicas foram criadas para simular os processos de reprodução vegetativa natural. Nos processos de propagação vegetativa artificiais, fragmentos da planta-mãe, geralmente contendo um meristema caulinar já em atividade ou passível de entrar em atividade mediante um estímulo, são retirados da planta-mãe e são denominados estacas.

O processo de enraizamento de estacas é promovido por auxinas

Uma vez que as estacas normalmente contêm um meristema caulinar, é geralmente necessária a indução de novos meristemas radiculares ectópicos. Isto pode ocorrer naturalmente se a estaca for mantida na posição em que se encontrava na planta-mãe, pois uma vez que o fluxo polar de auxina é interrompido pela desconexão da estaca da planta-mãe, há um acúmulo de auxinas na base da estaca, promovendo o enraizamento. Em alguns casos, no entanto, é necessária a aplicação exógena de auxina na base da estaca para auxiliar o processo de formação de novas raízes.

Algumas plantas como a violeta-africana e a begônia, são capazes de produzir meristemas ectópicos na base do pecíolo das folhas e podem ser propagadas vegetativamente por estacas que consistem apenas de uma folha destacada da planta-mãe. Os processos fisiológicos operantes neste caso são causados pelo mesmo mecanismo que promove o enraizamento de estacas: a interrupção do fluxo polar de auxina da folha para o caule causa um acúmulo de auxinas na base do pecíolo e promove a formação de um calo (massa proliferativa de células não-diferenciadas). A auxina promoverá a diferenciação de meristemas radiculares. Subsequentemente a citocinina produzida nas novas raízes induzirá a diferenciação de meristemas caulinares.

Além da estaquia simples, existem métodos especiais como a mergulhia (em que um ramo da planta-mãe é mergulhado na terra e, após o enraizamento do ramo, o mesmo é separado da planta-mãe) e a alporquia (em que um ferimento é feito no ramo da planta-mãe para expor o câmbio vascular; em seguida aplica-se auxina no ferimento causado e a formação de raízes é induzida no local que é geralmente coberto com substrato úmido e envolto em saco plástico). O processo denominado enxertia, além de promover a propagação vegetativa, permite a combinação de genótipos diferentes, uma vez que o porta-enxerto pode ser uma planta tolerante às doenças do solo ou à seca. A garfagem e a borbulhia são tipos de enxertia. Na garfagem, um ramo inteiro é o enxerto. Na borbulhia, apenas um pedaço do caule contendo uma única gema é o enxerto.

Mergulhia

ramo

raízesadventícias

Alporquia

* Ferimento, seguido deaplicação artificial de auxina* Saco plástico contendosubstrato úmido

Enxertia: garfagem

¨Garfo¨ ou enxerto

Porta-enxerto

Enxertia: Borbulhia

¨Borbulha¨ ou enxerto

Porta-enxerto

A cultura de tecidos vegetais é um caso extremo de propagação vegetativa, no sentido de que, em teoria, uma única célula é necessária para a geração de uma nova planta inteira. No entanto a cultura de tecidos in vitro depende do estabelecimento de um elaborado protocolo de cultura, que varia de espécie para espécie. Estes protocolos estabelecem a composição do meio de cultura e as condições de cultivo como quantidade e qualidade de luz, temperatura, fotoperíodo, etc. Nem todas as espécies vegetais de interesse econômico possuem um protocolo de regeneração de plantas inteiras via cultura de tecidos. Geralmente, além dos sais minerais e vitaminas, adiciona-se hormônios ao meio de cultura, geralmente uma combinação de auxinas e citocininas. A maioria das plantas responde a uma concentração equilibrada de auxinas e citocininas produzindo calo. A predominância de auxinas favorece a produção de raízes. A predominância da concentração de citocininas favorece a diferenciação de parte aérea (formação de meristemas caulinares). Finalmente, o processo de cultivo in vitro é relativamente caro e necessita de condições de manipulação assépticas para evitar a contaminação dos meios de cultura com bactérias e/ou fungos.

auxina

citocinina citocinina

auxinaauxina

citocinina

Cultura de tecidos