o biociclo vegetal fisiologia vegetal avançada 2006

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  • O Biociclo Vegetal Fisiologia Vegetal Avanada 2006
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  • BIOCICLO VEGETAL: definies desenvolvimento: sucesso de processos ordenados por eventos de natureza gentica e aes do meio cada etapa no deve ser vista como evento isolado So cinco etapas: Desenvolvimento embrionrio Germinao e crescimento inicial Fase vegetativa Fase reprodutiva Senescncia
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  • Fase Embrionria Perodo compreendido entre a fertilizao e a maturao da semente Caracterizado por organognese (cresc. e diviso celular; armazenamento de reservas em tecidos do embrio) ao hormonal e ambiental ambiente desfavorvel: comprometimento do potencial reprodutivo da espcie
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  • Estgios do desenvolvimento de uma semente As divises celulares so ordenadas e seguem uma seqncia pr- estabelecida.
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  • Estgios do desenvolvimento de uma semente
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  • Ocorre expresso gnica localizada em alguns grupos de clulas
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  • Estgios do desenvolvimento de uma semente A expresso gnica tambm apresenta variao ao longo do tempo e o estgio de desenvolv. da semente
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  • Anatomia da semente madura Tambm h dicotiledneas com reserva endosprmica. Ex: mamona O cotildone em gramneas especializado na translocao de nutrientes do endosperma para o eixo embrionrio. denominado escutelo
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  • As reservas da semente Localizao: Cotildones Endosperma Perisperma Eixo embrionrio Tipo de reservas: Amido Lipdeos Protenas Parede celular Acares solveis
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  • Germinao e Estabelecimento da Plntula Definio:Conjunto de processos fisiolgicos no embrio, que se iniciam com a embebio e culminam com a protruso da radcula dos envoltrios da semente. A germinao uma fase sensvel e decisiva para a sobrevivncia e perpetuao da espcie Fases da germinao Embebio Restabelecimento do metabolismo Protruso da radcula
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  • Critrios de germinao Botnico Protruso da radcula Fitotcnico Plntula normal Do homem do campo Emergncia de parte area na superfcie do solo Vigor da sementes Disponibilidade de gua Temperatura Gases (O 2, CO 2 ) Luz Fatores que afetam a germinao
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  • Fases da germinao e eventos metablicos
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  • Aspectos importantes da germinao A respirao celular um dos primeiros processo a se restabelecer durante a embebio. A semente em germinao um organismo hetertrofo, que se utiliza das reservas para obter energia A plntula s se torna auttrofa quando a fotossntese se estabelece Se uma plntula for mantida no escuro, esgota suas reservas e morre.
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  • Restabelecimento do metabolismo e hidrlise de reservas Modelo para uma semente endosprmica O amido hidrolisado no endosperma sob ao de enzimas produzidas na camada de aleurona. Os acares resultantes da hidrlise so translocados para o eixo embrionrio atravs do cotildone. No eixo, parte desses acares incorporada em novas molculas para o crescimento das clulas. Outra parte usada na respirao celular para obteno de energia A expresso das enzimas de hidrlise depende de estmulo hormonal. A diminuio da massa das reservas ocorre paralelamente ao aumento da massa do embrio.
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  • Germinao e expresso gnica Algumas enzimas so pr-existentes na semente no embebida e podem entrar em atividade rapidamente Vrias enzimas so sintetizadas de novo durante a segunda fase da germinao, dependendo da sntese de RNAm (expresso gnica) Enzimas hidrolticas Enzimas relacionadas com o alongamento celular (expansinas)
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  • Protruso da radcula e emergncia do epictilo Esgotamento das reservas e incio da atividade fotossinttica Germinao epgea X hipgea Cotildones fotossintetizantes X Cotildones de reserva
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  • Dormncia de sementes Tipos de dormncia De acordo com a poca de estabelecimento Dormncia primria Dormncia secundria De acordo com a localizao do impedimento germinao: Endgena Fisiolgica: inibidores qumicos no embrio Morfolgica: embrio imaturo Morfofisiolgica: combinao de embrio imaturo com inibidores Exgena Fsica: impermeabilidade dos envoltrios gua ou gases Qumica: Inibidores nos envoltrios Mecnica: envoltrios lenhosos
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  • Exemplos de sementes com revestimentos resistentes Para quebra de dormncia desse tipo de sementes, algum processo de escarificao deve ser aplicado
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  • Dormncia Fisiolgica Envolvimento dos hormnios na dormncia e germinao de sementes
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  • Vantagens da dormncia A dormncia distribui a germinao no tempo tipos de dormncia ligado ao ambiente (foto e termodormncia) vantajosa para espcies oportunistas que dependem de condies ambientais especficas para sobreviver (pioneiras, ervas daninhas)
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  • Fatores ambientais e internos envolvidos na superao da dormncia Quiescente
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  • Fase Vegetativa crescimento rpido e vigoroso em extenso e dimetro a planta juvenil outros fatores importantes: rendimento fotossinttico e translocao de assimilados
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  • Crescimento primrio e secundrio Depende da atividade dos meristemas Aumento do nmero de clulas por mitose Expanso celular pode ser prejudicada por dficit hdrico O crescimento secundrio s ocorre em espcies lenhosas
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  • Crescimento vegetal e mudanas climticas NPP= produtividade primria lquida
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  • Juvenilidade e Maturidade A transio da fase juvenil para a fase adulta vegetativa controlada por alguns genes As folhas da fase adulta so anatmica e morfologicamente diferentes da fase juvenil A durao do perodo juvenil varia entre espcies. Uma planta pode atingir a maturidade e no se tornar reprodutiva imediatamente
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  • Heterofilia Folhagem juvenil Fase de transio Fase reprodutiva Acacia heterophylla
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  • Fase Reprodutiva alterao no estado meristemtico das gemas o processo indutivo pode ser: * Autoinduo (desenvolvimento morfolgico mnimo) * induzida mediante fatores externos adequados (foto e termoperodo, deficincia hdrica) e endgenos (hormnios- expresso gnica) fatores externos so importantes na fase ps- florao
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  • Evocao floral A induo da florao pode ser subdividida em: Aquisio de competncia para florao (sair do estgio juvenil) Induo por sinalizao ambiental ou interna Determinao do destino do meristema Alteraes morfo-anatmicas para o desenvolvimento do boto floral Aquisio de competncia A planta torna-se sensvel a sinais ambientais indutores de florao Florao Transformaes anatmicas dos meristemas resultando na formao de botes florais Determinao Expresso Estado vegetativo Induo Os meristemas desenvolvem-se em botes florais mesmo que a planta no receba mais o sinal indutor Sinais hormonais alteram a expresso gnica nos meristemas
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  • Estrutura floral
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  • Modelo ABC Genes A induzem a produo de spalas, Genes A & B induzem formao de ptalas, Genes B & C functionam para produzir estames Genes C originam apenas carpelos.
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  • Iniciao floral C= ptalap= placenta A= anteraSg= Estigma G= gineceuSy= Estilete K= spala B= brctea b= bractola fa= pice floral Meristema na fase vegetativa
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  • O boto floral
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  • Florao: normal x mutantes O gene Ap 1 determina a transformao do meristema de vegetativo para floral Tipo selvagem Os mutantes apetala (ap) no formam ptalas O mutante agamous (ag) no forma partes masculinas e femininas
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  • Polinizao Tipos de transferncia do plen Crescimento do tubo polnico e fecundao
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  • Auto-incompatibilidade Evita a auto- fecundao H vrios mecanismos geneticamente controlada til em programas de melhoramento
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  • Eventos durante a polinizao Contato do plen com o estigma receptivo Aumento da atividade respiratria Sntese de RNA nos ncleos (vegetativos e germinativos) Emergncia do tubo polnico (rompimento de vesculas pectinase) Fecundao Alongamento do tubo polnico
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  • Padro de florao continuamente em algumas espcies, incluindo Guiera senegalensis, Rhizophora mangle e Trema orientalis; repetidamente, dois a quatro vezes por ano, em algumas espcies, como o Fcus sumatrana; regularmente, mais ou menos na mesma poca todos os anos, por exemplo em Cedrela, Gmelina and teca; intervalos irregulares, muito comum sincronicamente com outros indivduos da mesma espcie a intervalos de 2-10 anos, como nas Dipterocarpceas e Triplochiton scleroxylon.
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  • Desenvolvimento do fruto Em alguns casos depende da presena de sementes em desenvolvimento Aplicao exgena de hormnios substitui a fonte endgena Competio por nutrientes resulta em frutos pequenos (muitos drenos)
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  • Crescimento do fruto tipo baga Modelo Bifsico Modelo Trifsico
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  • Padro de crescimento dos frutos Taxa de crescimento dos frutos geralmente maior noite Alta transpirao diurna de outras partes da planta reduz o movimento de gua para os frutos O desenvolvimento das partes do fruto tem taxas diferentes. Por ex. O desenvolvimento da epiderme continua por mais tempo do que a polpa Difer