ABSTRACT This study aimed to evaluate changes in germination and in the amount of carbohydrates, starch, proteins, and lipids of A. angustifolia seeds at different stages of development. Seeds were collected in the Cotyledonary Stage and Stages I, II, III and IV. Germination, moisture content, dry matter amount, and levels of carbohydrates, starch, proteins, lipids and fatty acids were determined. Both embryo and megagametophyte contained the starch as the large reserve content, while proteins and mainly lipids represented only a small proportion. During seed development, the highest values for germination, starch and soluble carbohydrate content were observed at stage IV. Although, soluble protein content had decreased from Cotyledonary Stage to Stage III, an increase at Stage IV was observed in the embryo. No difference was observed in lipid content. Linoleic acid was more abundant in fatty acids. Thus, A. angustifolia embryo showed an increase soluble protein content, an accumulation of dry matter and soluble carbohydrate content at Stage IV. It seems that these compounds collaborate to faster and higher germination.

Resumo: Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi é uma espécie nativa amplamente distribuída no Brasil. Tem características ornamentais, frutos comestíveis e folhas com propriedades medicinais. No entanto, seu potencial ainda não é explorado. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho fisiológico das sementes devido à dormência, dessecação e tolerância ao armazenamento. Apenas sementes sem tegumento germinaram. As sementes apresentaram um conteúdo inicial de água de 1,07 g H2O.g-1 dw e germinação final de 95%. Ambos, dessecação para 0,67 g H2O.g-1 dw e armazenamento a 25 ºC por noventa dias, resultaram em decréscimo na germinação, 43 e 41%, respectivamente. Dessecação abaixo de 0,25 g H2O.g-1 dw e armazenamento por noventa dias a 5 ºC foram letais. Uma rápida diminuição na proteção enzimática pela superóxido dismutase e ascorbato peroxidase foi correlacionada à intolerância à dessecação. O conteúdo total de poliaminas foi maior nas sementes frescas e diminuiu com a dessecação. A diminuição da atividade enzimática e do conteúdo de poliaminas está associada à perda de viabilidade de sementes. Em suma, as sementes de G. gardneriana têm baixa tolerância à dessecação e são sensíveis à refrigeração. Portanto, as sementes podem ser categorizadas como recalcitrantes e dormentes, uma combinação rara em termos de biologia de sementes.

Abstract: Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi is a native species widely distributed in Brazil. It has ornamental features, edible fruits, and its leaves have medicinal properties; however, its potential has not been explored. The aim of this study was to evaluate seed physiological performance due to dormancy, desiccation and storage tolerance. Only decoated seeds germinated. Seeds had an initial water content of 1.07 g H2O.g-1 dw and final germination of 95%. Both desiccation to 0.67 g H2O.g-1 dw and storage at 25 ºC for ninety days resulted in decreased germination, 43 and 41%, respectively. Desiccation below 0.25 g H2O.g-1 dw and storage for ninety days at 5 ºC were lethal. A rapid decrease in enzymic protection by superoxide dismutase and ascorbate peroxidase was correlated to desiccation sensitivity. Total polyamines content was higher in fresh seeds and markedly decreased with desiccation. The decrease in enzyme activity and polyamines content seems to be associated with seed viability loss. In sum, G. gardneriana seeds have a low tolerance to desiccation and are sensitive to chilling. Therefore, the seeds can be categorized as recalcitrant and dormant, a rare combination in terms of seed biology.

ABSTRACT Aquatic macrophytes are important components of freshwater ecosystems, of which Cyperaceae is the most diverse family. Many species of Cyperaceae form dense populations along lake margins of the southern coast of Brazil, but little is known about their sexual reproductive strategies. We characterized the reproductive life cycle of Eleocharis laeviglumis, an abundant emergent macrophyte of coastal wetlands in southern Brazil, by assessing its reproductive phenophases and estimating the number of its flowers and potentially viable fruits per inflorescence in a natural population. We also tested seed germinability and vigor for a period of four months during a single reproductive season. The species possesses dichogamous and protogynous spikelets with an average duration of 34 days (pre-anthesis, 1.7 d; anthesis, 6.9 d; fruit maturation, 22.3 d; fruit dispersion, 3.2 d). More than half of the flowers (62.2 %) developed into fruits, while only 5.5 % of the seeds germinated. Germinability and vigor decreased during the reproductive season. Some culms probably originate from asexual reproduction or sexual reproduction of clones. For restoration purposes, we suggest that E. laeviglumis should be propagated by sowing seeds collected at the beginning of the reproductive season, along with the transplantation of rhizomes.

Este estudo objetivou estabelecer um protocolo de criopreservação para culturas embriogênicas de A. angustifolia, possibilitando a conservação ex situ da espécie. Culturas embriogênicas foram estabelecidas a partir de sementes imaturas e tratadas com variações das soluções crioprotetoras SuDG, SoD e PVS2 antes da imersão em nitrogênio líquido. A viabilidade celular foi avaliada após 30, 60 e 90 dias de recrescimento. O maior recrescimento sem alterações morfológicas e composição bioquímica normal foi obtido com a solução PVS2 com 40 min de imersão em etanol (-20 °C). Este procedimento abre novos horizontes para a conservação ex situ dos recursos genéticos da espécie.

This study aimed to establish a cryopreservation protocol for embryogenic cultures of A. angustifolia, enabling the ex situ conservation of the species. Embryogenic cultures were established from immature seeds and treated with variations of the cryoprotectant solutions SuDG, SoD and PVS2 prior to immersion in liquid nitrogen. Cell viability was evaluated after 30, 60 and 90 days of re-growth. The highest re-growth without morphological alterations and with normal biochemical composition was obtained with the PVS2 solution with 40 min immersion in ethanol (-20 °C). This procedure opens new horizons for the ex situ conservation of the species genetic.

Culturas embriogênicas de Araucaria angustifolia foram estabelecidas em meio de cultura líquido BM suplementado com 2 µM Ácido 2,4 Diclorofenoxiacético, 1 µM 6-Benzilaminopurina e 1 µM Cinetina (BM2) e em meio BM isento de reguladores de crescimento (BM0). Durante 42 dias de cultivo, o padrão de crescimento celular em ambas as culturas foi similar. O pH do meio de cultura BM0 e BM2 sofreu uma progressiva redução durante o período de cultivo. Em ambas as culturas embriogênicas foram observadas um consumo preferencial de glicose no período final da curva de crescimento celular. O nível de proteínas extracelulares foi similar para ambas as culturas embriogênicas. A dupla coloração com carmin acético e azul de Evans revelou diferenças na organização das linhagens celulares embriogênicas, sendo que a presença de proembriões somáticos bipolares foi apenas evidenciada nas culturas embriogênicas mantidas em meio de cultura líquido sem reguladores de crescimento.

Embryogenic cultures of Araucaria angustifolia were established in a BM liquid medium supplemented with 2 µM 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, 1 µM 6-benzylaminopurine and 1 µM kinetin (BM2) and in a BM medium free of growth regulators (BM0). During 42 days in culture, the cell growth pattern of both cultures was similar. The pH of the culture medium of both BM0 and BM2 underwent progressive reduction during culture time. For both the embryogenic cultures a preferential uptake of glucose in the late stages of cell growth kinetics was observed. The extracellular protein content was similar for both the embryogenic cultures. Acetocarmine and Evan's blue double stain showed major differences for early somatic embryo organisation, in which only the embryogenic culture grown in a liquid culture medium free of plant growth regulators showed the presence of bipolar somatic pro-embryos.

O objetivo deste trabalho foi quantificar os teores de proteína, amido e açúcares totais durante a histodiferenciação e desenvolvimento dos embriões somáticos em Acca sellowiana Berg. Para as observações histológicas, as amostras foram desidratadas em uma bateria de etanol, emblocadas em historesina e coradas com azul de toluidina (morfologia), azul de coomassie (corpos proteicos) e reativo ácido periódico de Schiff (amido). As proteínas foram extraídas usando uma solução tampão, precipitadas usando etanol e quantificadas por meio do reativo de Bradford. Os açúcares totais foram extraídos usando uma solução metanol-clorofórmioágua (12:5:3) e quantificados pela reação com antrona a 0,2%. O amido foi extraído usando uma solução de ácido perclórico a 30% e quantificado pela reação com antrona a 0,2%. Durante a diferenciação e morfogênese in vitro da embriogênese somática, os teores de proteínas totais decresceram e os açúcares solúveis aumentaram durante os 30 primeiros dias em cultura e permaneceram constantes até os 120 dias. Por outro lado, os teores das proteínas totais apresentaram incremento de acordo com a progressão nos estádios de desenvolvimento dos embriões somáticos. Os teores de açúcares totais e de amido aumentaram nos estádios cordiforme e cotiledonar e diminuíram nos estádios torpedo e pré-cotiledonar. Esses compostos exercem papel central no desenvolvimento de embriões somáticos de Acca sellowiana.

The aim of this work was to quantify the protein, starch and total sugars levels during histodifferentiation and development of somatic embryos of Acca sellowiana Berg. For histological observations, the samples were dehydrated in a battery of ethanol, embedded in historesin and stained with toluidine blue (morphology), coomassie blue (protein bodies) and periodic acid-Schiff (starch). Proteins were extracted using a buffer solution, precipitated using ethanol and quantified using the Bradford reagent. Total sugars were extracted using a methanol-chloroform-water (12:5:3) solution and quantified by a reaction with anthrone at 0.2%. Starch was extracted using a 30% perchloric acid solution and quantified by a reaction with anthrone at 0.2%. During the somatic embryogenesis' in vitro morphogenesis and differentiation processes, the total protein levels decreased and the soluble sugars levels increased during the first 30 days in culture and remained stable until the 120th day. On the other hand, total protein levels increased according to the progression in the developmental stages of the somatic embryos. The levels of total sugars and starch increased in the heart and cotyledonary stages, and decreased in the torpedo and pre-cotyledonary stages. These compounds play a central role in the development of somatic embryos of Acca sellowiana.

No presente trabalho foram investigadas as condições para a indução, estabilização e proliferação de culturas embriogênicas de A. angustifolia. Foram também descritos os padrões de morfogênese e histodiferenciação de culturas embriogênicas e embriões somáticos desta espécie em resposta a diferentes fontes e concentrações de carboidratos. Embriões zigóticos no estágio pré-cotiledonar, inoculados em meio de cultura BM, suplementados com 5 µM de 2,4-D, 2 µM de BAP e Kin e 3% de maltose ou sacarose resultaram em uma taxa de indução de 66,7%. A fonte de carbono afetou a taxa de indução, a multiplicação e a morfologia das culturas. Culturas embriogênicas mantidas em meio de cultura BM suplementado com maltose apresentaram morfologia bipolar. Embriões somáticos globulares foram obtidos em meio de cultura BM suplementado com PEG e maltose. Os resultados obtidos permitirão avançar na direção de um protocolo regenerativo in vitro visando à conservação e o melhoramento genético desta espécie.

The aim of the present work was to establish in vitro conditions for the induction, stabilization and proliferation of embryogenic cultures of A. angustifolia. Pre-cotyledonary staged zygotic embryos inoculated BM medium supplemented with 5 µM 2,4- D, 2 µM BAP and Kin, and 3% maltose or sucrose resulted in 66.7% induction rate. The rate of induction of embryogenic cultures was affected by the carbon source, as well the multiplication and morphology of the embryogenic cultures. Embryogenic cultures maintained in BM medium with maltose presented bipolar morphology. Globular somatic embryos were obtained BM medium with 9% (PEG) and (9%) maltose. These results could establish an in vitro regenerative protocol towards the conservation and improvement of this important species.

Culturas embriogênicas de A. angustifolia foram induzidas a partir de embriões zigóticos dominantes e não-dominantes excisados de sementes imaturas provenientes de três diferentes genótipos, em cinco datas de coleta. Os embriões zigóticos foram inoculados em meio de cultura LP e BM suplementados ou não com 2,4-D (5 µM), BA (2 µM) e Kin (2 µM). O genótipo da planta doadora e o estádio de desenvolvimento do explante influenciaram significativamente a freqüência de indução. Na fase de manutenção, as culturas embriogênicas foram mantidas em ciclos contínuos de subcultivo a cada 20 dias em meios semi-sólidos ou líquidos. Na fase de maturação, foram testados fontes e níveis de fitorreguladores, agentes osmóticos, carboidratos e derivados. Meios de cultura suplementados com PEG 3350 (6 e 9%), maltose (6 e 9%), BA e Kin (1 µM cada) foram efetivos no desenvolvimento de embriões somáticos nos estádios globular e torpedo.

Embryogenic cultures of Araucaria angustifolia were induced from dominant and non-dominant zygotic embryos excised from immature seeds proceeding from three different genotypes and five harvest dates. Zygotic embryos were inoculated in inductive culture medium LP and BM supplemented with or without plant growth regulators 2,4-D (5 µM), BA (2 µM) and Kin (2 µM). The genotype of the mother tree and the developmental explant stage affected the induction frequency. In the maintenance phase, embryogenic cultures were maintained at continuous repetitive cell cycles every 20 days in semi-solid or liquid medium. In the maturation phase the culture medium was supplemented with different types and levels of growth regulators, osmotic agents, carbohydrates and derived. Embryogenic cultures inoculated in culture medium supplemented with PEG 3350 (6 and 9%), maltose (6 and 9%), plus BA and Kin (1 µM each) resulted in the progression of somatic embryos to globular and torpedo developmental stages.