Identificação Morfológica de Acessos de Lycopersicon

Identificação Morfológica de Acessos de Lycopersicon. Isane Vera Karsburg1; Derly José Henriques da Silva2; Carlos Roberto de Carvalho1 1

Universidade Federal de Viçosa – Departamento de Biologia Geral – Citogenética Vegetal – Viçosa- 36.571-

000. MG; 2 Universidade Federal de Viçosa – Departamento de Fitotecnia.

RESUMO O tomateiro (Lycopersicon esculentum) pertence a família Solanaceae, cultivado principalmente para o consumo dos seus frutos nas mais diversas formas, sucos, extratos ou in natura. Os estudos morfológicos foram realizados em três acessos de L. esculentum: Santa Clara, BGH 160 e BGH 7192. A análises foram realizadas a partir de avaliações métricas e cortes anatômicos. Os dados das áreas foliares e altura dos acessos foram feitas pelas comparações de médias entre as populações dentro de cada acesso pelo Teste do 2 com P0,05. Os dados foram analisados com o programa estatístico SAS (1996).

As repetições dos três acessos de Lycopersicon analisados apresentaram

características distintas tanto de ordem morfológica quanto morfométrica. Palavras chaves: Lycopersicon esculentum, caracterização, morfometria. SUMMARY The tomato tree (Lycopersicon esculentum) belongs to the family Solanaceae, mainly grown for the consumption of its fruits in a variety of ways, such as juices, extracts or in natura. The morphological studies were done in three accesses of L. esculentum: Santa Clara, BGH 160 and BCH 7192. The analyses were done according to metrical evaluations and anatomical cuts. The data on leaf areas and height of the accesses were determined by comparisons among the mean values of the populations inside each access, by the 2 Test, with P0,05. The data were analyzed by the statistical program SAS (1996). The repetitions of the three analyzed accesses of Lycopersicon showed both morphological and morphometric distinct characteristics. Key Words: Lycopersicon esculentum, characterization, morphometry. INTRODUÇÃO A família Solanaceae apresenta vários gêneros economicamente importantes, entre estes, o gênero Lycopersicon, composto por nove espécies, originárias das regiões montanhosas dos Andes, no Peru, Equador e Bolívia (Muller, 1940; Quiros, 1991). O tomateiro (Lycopersicon esculentum) é uma planta cultivada pelos homens desde 1550 (Smith, 1968). Atualmente, é um dos vegetais mais conhecidos e consumidos no

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mundo. Sendo cultivado em regiões tropicais, subtropicais e temperadas (Artherton & Rudich, 1986). Segundo Rick & Butler (1956), o tomate cultivado (Lycopersicon esculentum Mill.) é uma planta autógama, dicotiledônea que possui nove espécies bastante relacionadas quanto a sua morfologia,

às reações ao meio ambiente, à citologia e às relações de

compatibilidade. As folhas do tomateiro são alternadas, compostas de número ímpar de folíolos e cobertas com pêlos, na maioria glandulares, que emitem um cheiro característico das Solanaceas ao serem esmagadas. As flores em cachos, são pequenas e amarelas. O cálice possui cinco sépalas e as pétalas são lanceoladas e largas. O número de estames é de cinco, os quais são soldados formando um cone. As anteras são curtas e largas. As flores são hermafroditas e a polinização é por autofecundação, sendo a freqüência de cruzamentos muito baixa (Rick, 1956). Considerando a importância da caracterização morfológica de espécies por auxiliar na identificação de espécies que vem auxiliando no processo de entendimento dos aspectos biológicos da adaptabilidade da espécie. Contudo, o objetivo deste trabalho foi caracterizar morfo-anatomicamente três acessos de L. esculentum desenvolvidos em ambiente protegido e imune de patógenos. MATERIAL E MÉTODOS Os estudos morfológicos de Lycopersicon esculentum foram realizados em acessos de Santa Clara, BGH 160, BGH 7192 em 10 plantas por acesso. As sementes dos acessos foram postas a germinar em placas de Petri com papel filtro e umedecidos com água destilada, as mesmas foram transferidas das placas para vasos de capacidade para dois litros de solo, quando atingiram os primeiros cotilédones. Os dados métricos foram obtidos com a utilização de régua e metro. Os cortes anatômicos foram realizados com micrótomo de mesa. Os botões florais foram incisados longitudinal e transversalmente na altura do ovário e conservados em água e glicerina na proporção de 1:1, posteriormente os cortes foram estendidos sobre a lâmina, cobertos com lamínula para em seguida ser analisada em microscópio. As observações foram feitas com uso de microscópio Olympus BX 60, sob iluminação de campo claro, usando objetiva de 4 x. As imagens foram capturadas diretamente, por meio de microcâmera acoplada ao microscópio e a um microcomputador Macintosh

TM

(modelo G3)

equipado com placa digitalizadora. Tais imagens foram analisadas por meio dos seguintes programas: NIH Image, versão 1.6, de domínio público, escrito por Wayne Rasband, do U.S. National Institutes of Health, acessado via internet, pelo código anonymous ftp from zippy.nihm.ninh.gov; Image SXM, versão 1.61, de domínio público, derivado do NIH Image,

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cujas informações foram fornecidas por Steve Barret, do Surface Science Research Centre, University of Liverpool; e IPLab Spectrum TM, versão 3.9, da Signal Analytics Corporation (1995). Nos dados de áreas folhar e altura dos acessos, foram feitas comparações de médias entre as populações dentro de cada acesso com a utilização do Teste do 2 com P 0,05. Os dados foram analisados com o programa estatístico SAS (1996). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os acessos Sta. Clara e BGH 160 levaram em média quatro dias para germinação e BGH7192 levou em torno de nove dias para ocorrer a germinação. Segundo a Tabela 1,em relação à área folhar da primeira folha emitida com sete dias de desenvolvimento pósgerminação, o acesso Sta. Clara apresentou área equivalente a 2,10 cm, a mesma destacou-se também em relação à altura frete aos demais acessos. Esta proporção manteve-se ao longo do desenvolvimento folhar da primeira folha nesses acessos, bem como a altura. A emissão da segunda folha ocorreu no intervalo do décimo oitavo ao vigésimo dia de desenvolvimento das plântulas. A maior área folhar da segunda folha foi observada no acesso Sta. Clara (3,56 cm), assim como a altura destes acessos também foi maior (15,90 cm) em relação aos outros dois acessos. Aos 28 dias de desenvolvimento das plântulas destes três acessos foi observada a ordem proporcional de Sta. Clara > BGH 160 > BGH 7192 quanto à área folhar da primeira e da segunda folha. Mas quanto à altura destes acessos ocorreu um maior desenvolvimento em BGH 160 com 19,75 cm de altura seguido de Sta. Clara e BGH 7192. Fator que pode estar relacionado com a adaptação da espécie. Nas observações morfológicas dos acessos em relação às folhas, foram levados em consideração as formas, recorte nas folhas e o número de folíolos por folha. O acesso Sta. Clara apresentou em média 7 folíolos o acesso BGH160 com 5 folíolos em média em ambos acessos mostraram folíolos moderadamente recortados. O acesso BGH 160 mutante apresentaram 6 folíolos grandes e 4 folíolos menores em relação aos anteriores com recortes nos folíolos. Em relação ao acesso BGH 7192 foram observados 4 folíolos médios, 2 folíolos menores e 1 folíolo grande com poucos recortes nos folíolos comparando-se com os outros acessos (Figura 1-A; B; C; D). A variação morfológica observada nas folhas pode estar relacionada a variabilidade da expressão dos genes para esta característica. Em L. esculentum, a expressão dos genes da classe Knox 1 produz efeitos na morfologia da folha, desenvolvendo excessiva proliferação de folhas e órgão reprodutivos anormais (Hareven et al., 1996; Janssen et al., 1998). Tabela 1 – Média da área folhar da primeira e segunda folha e altura de acessos em Lycopersicon.

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dias/acesso 7 dias de desenvolvimento Sta. Clara BGH160 BGH7192 14 dias de desenvolvimento Sta. Clara BGH160 BGH7192 21 dias de desenvolvimento Sta. Clara BGH160 BGH7192 28 dias de desenvolvimento Sta. Clara BGH160 BGH7192

Área folhar 1 (cm)

Área folhar 2 Altura de planta (cm) (cm)

2,10a 1,64a 1,16a

-

4,30a 4,00a 3,80a

4,88a 2,43b 1,83b

-

7,80a 7,60a 7,40a

6,66a 5,42a 3,60b

3,56a 1,80a 2,90a

15,90a 13,00b 12,22b

16,40a 15,45a 10,44b

9,70b 13,35a 9,05b

18,90a 19,75a 15,22b

Nas colunas, as porcentagens seguidas de letras diferentes diferem entre si pelo Teste 2 (P 0,05).

As repetições do acesso Sta. Clara apresentou as primeiras flores abertas aos 42 dias de desenvolvimento. O acesso BGH160 com 46 dias e BGH 7192 com 55 dias de desenvolvimento. Quanto ao número de pétalas o acesso de Sta. Clara (Fig. 1-E) apresentaram 5 pétalas com tamanho médio de 2,5 cm. BGH 160 (Fig. 1-F) com flores consideradas normais por apresentarem antera e estames, apresentaram 5 pétalas com 1,4 cm de tamanho. Ambos acessos relacionados anteriormente possuem 5 sépalas. O acesso BGH 160 mutante, apresentou em média 42 pétalas de 1,2 cm de tamanho e 6 sépalas (Fig. 1-G).O acesso BGH 7192 apresentou entre 7-8 sépalas e pétalas de 1,8 cm (Fig. 1-H). Segundo Avivi et al., (2000), em plantas mutantes de tomate, as flores são parcialmente cleistogâmicas, as pétalas e sépalas não possuem estruturas semelhantes às espécies selvagens. Nos três acessos foram observados 5 estames soldados com exceção do acesso BGH 160 mutante que não apresentou estames por estar expressando a mixoploidia. O número de inflorescências por cacho foi variável, de 4 - 5 em Sta. Clara , de 6 - 7 em BGH 160 e de 8 - 9 inflorescências em BGH 7192. Nos casos de espécies mutantes, os estames são fusionados e formam um cone cilíndrico, que prejudica na reprodução da espécie (Hayward, 1938). O tamanho dos frutos foi variável nos acessos analisados. Em Sta. Clara apresentaram frutos redondos alongados com diâmetro de 6,5 cm. BGH 160 normal apresentou frutos alongados com 2,00 cm de diâmetro. Em BGH 160 mutante os frutos apresentaram em média 8 cm de diâmetro. No acesso BGH7192 foram observados frutos com diâmetro de 5,00 cm.

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De acordo a Figura 1 (I-M), observou-se um número de lóculos variável entre os acessos. Sta. Clara e o acesso BGH 160 apresentaram dois lóculos, BGH 160 mutante apresentou multi lóculos unidos e o acesso BGH 7192 apresentaram frutos triloculares. Em plantas mutantes, os frutos são constituídos de pericarpo derivado da parede do ovário com tecidos da placenta envolvendo as sementes (Hayward, 1938). Estes frutos apresentam poucos lóculos e sementes ou não apresentam tais estruturas (Avivi, et al., 2000). De acordo com a figura 1 (N-Q), com os cortes histológicos longitudinais e transversais dos ovários nos três acessos foi possível diferencia-los quanto ao número de óvulos e lóculos entre um acesso e outro. A diferenciação do número de lóculos dos corte dos frutos para os cortes dos ovários foi considerada como uma característica normal, já que alguns frutos de Sta. Clara e BGH7192 apresentaram frutos com 2, 3 e 4 lóculos, a mesma diferenciação não foi constatada nos outros acessos analisados. A ausência de lóculos e sementes (Fig. 1-Q), é uma característica semelhante observada pó Avivi et al., (2000) em frutos mutantes para o gene Clau:shl , neste ora formavam sementes ora não. Isto indica que os genes responsáveis pela expressão da semente e lóculos são recessivos para a característica, podendo ainda ocorrer em intensidade variadas. As repetições dos três acessos de Lycopersicon analisados apresentaram características distintas tanto de ordem morfológica quanto morfométrica.

FIGURA 1 – Folhas dos acessos de Lycopersicon. A) Sta. Clara B) BGH 160 C) BGH 160 mutante. D) BGH 7192. Flores dos acessos. E) Sta. Clara F) BGH 7192 G) BGH 160 H) BGH 160 mutante. Corte transversal dos Frutos. I) Sta. Clara J) BGH 7192 L) BGH 160 M)

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BGH 160 mutante. Cortes anatômicos longitudinais e transversais de: N) Sta. Clara O) BGH 7192 P) BGH 160 Q) BGH 160 mutante. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o apoio financeiro do CNPq e da FAPEMIG para este trabalho. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS AVIVI, Y.; LEV-YADUN, S.; MOROZOVA, N.; LIBS, L.; WILLIAMS, L.; ZHAO, J.; VARGHESE, G.; GRAFI, G. Clausa, a tomato mutant with a wide range of phenotypic perturbations, displays a cell type-dependent expression of the homeobox gene LeT6/TKn21 . Plant Physiology. 124: 541551p. 2000. ARTHERTON, J. G.;RUDICH, J. The tomato crop. London: Chapman & Hall, 1986. 661p. HAREVEN, D.; GUTFINGER, T.; PARNIS, A.; ESHED, Y.; LIFSCHITZ, E. The making of a compound leaf: genetic manipulation of leaf architecture in tomato. Cell. 84: 735-744p. 1996. HAYWARD, H. E. Solanaceae: Lycopersicon esculentum. In: The struture of economic plants. Macmillan, New York. 1938.550-579p. JANSSEN, B. J.; LUND, L.; SINHA, N. Overexpression of a homeobox gene Let6 reveals indeterminate features in the tomato compound leaf. Plant Physiology. 117: 771-786p. 1998. MULLER, C. H. A revision of the genus Lycopersicon. Miscellaneous Publication. USA. Washington, D.C. 1940.382p. QUIROS, C. F. Lycopersicon cytogenetics. Plant Chromosome. CRC Press, Florida. 1991. 119137. RICK, C. M. & BUTLER, L. Cytogenetics of the tomato. Advances Genetics. 8:267-402. 1956. SAS. SAS/STAT user’s guide. Version 6.5. North Caroline, Cary, SAS Institute, v.3, 1996. SMITH, J. R. The new world

centers of origin of cultivated plants and the archaeological

evidence. Economic Botany. 12(4):253-266. 1968.

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