O Biociclo Vegetal

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BIOCICLO VEGETAL: definies

desenvolvimento: sucesso de processosordenados 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

O Biociclo vegetal http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:pLU7DHeW8X...

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Senescncia

Fase Embrionria

Perodo compreendido entre a fertilizao ea maturao da semente

Caracterizado por organognese (cresc. ediviso celular; armazenamento de reservasem tecidos do embrio)

ao hormonal e ambiental ambiente desfavorvel: comprometimentodo potencial reprodutivo da espcie


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A expresso gnica tambm apresentavariao ao longo do tempo e o estgio dedesenvolv. da semente

Tambm h dicotiledneas com reservaendosprmica. Ex: mamona


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O cotildone em gramneas especializado natranslocao de nutrientes do endosperma para o eixoembrionrio. denominado escutelo

Localizao:CotildonesEndospermaPerispermaEixo embrionrio

Tipo de reservas:AmidoLipdeosProtenasParede celularAcares solveis

Germinao e Estabelecimento da

Plntula

Definio: Conjunto de processos


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fisiolgicos no embrio, que se iniciam coma embebio e culminam com a protrusoda radcula dos envoltrios da semente.A germinao uma fase sensvel edecisiva para a sobrevivncia eperpetuao da espcieFases da germinao

EmbebioRestabelecimento do metabolismoProtruso da radcula

BotnicoProtruso da radcula

FitotcnicoPlntula normal

Do homem do campoEmergncia de parte area na superfcie dosolo

Vigor da sementesDisponibilidade de gua


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TemperaturaGases (O2, CO2)Luz

Fases da germinao e eventos metablicos

A respirao celular um dos primeiros processoa se restabelecer durante a embebio.A semente em germinao um organismohetertrofo, que se utiliza das reservas para obterenergiaA plntula s se torna auttrofa quando afotossntese se estabeleceSe uma plntula for mantida no escuro, esgotasuas reservas e morre.

Restabelecimento do metabolismo e hidrlise dereservas


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Modelo para uma semente endosprmica O amido hidrolisado no endosperma sob ao deenzimas produzidas na camada de aleurona.Os acares resultantes da hidrlise sotranslocados para o eixo embrionrio atravs docotildone.No eixo, parte desses acares incorporada emnovas molculas para o crescimento das clulas.Outra parte usada na respirao celular paraobteno de energiaA expresso das enzimas de hidrlise depende deestmulo hormonal.

A diminuio da massa das reservas ocorreparalelamente ao aumento da massa do embrio.

Germinao e expresso gnica Algumas enzimas so pr-existentes na sementeno embebida e podem entrar em atividaderapidamenteVrias enzimas so sintetizadas de novo durante asegunda fase da germinao, dependendo dasntese de RNAm (expresso gnica)


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Enzimas hidrolticas Enzimas relacionadas com o alongamento celular(expansinas)

Protruso da radcula e emergncia do epictilo

Germinao epgea X hipgea Cotildones fotossintetizantesX

Cotildones de reserva

Tipos de dormnciaDe acordo com a poca de estabelecimento

Dormncia primriaDormncia secundria

De acordo com a localizao doimpedimento germinao:

EndgenaFisiolgica: inibidores qumicos no embrio


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Morfolgica: embrio imaturoMorfofisiolgica: combinao de embrio imaturocom inibidores

ExgenaFsica: impermeabilidade dos envoltrios gua ougasesQumica: Inibidores nos envoltriosMecnica: envoltrios lenhosos

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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Fatores ambientais e internos envolvidos nasuperao da dormncia

Quiescente

Fase Vegetativa

crescimento rpido e vigoroso em extensoe dimetro


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a planta juvenil outros fatores importantes: rendimentofotossinttico e translocao de assimilados

Depende da atividade dos meristemasAumento do nmero de clulas por mitoseExpanso celular pode ser prejudicada por dficithdricoO crescimento secundrio s ocorre em espcieslenhosas

NPP= produtividade primria lquida

A transio da fase juvenil para a fase adultavegetativa controlada por alguns genesAs folhas da fase adulta so anatmica e


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morfologicamente diferentes da fase juvenil

A durao do perodo juvenil varia entre espcies.Uma planta pode atingir a maturidade e no se tornarreprodutiva imediatamente

Folhagem juvenil Fase de transio Fase reprodutiva Acacia heterophylla

Fase Reprodutiva

alterao no estado meristemtico dasgemas

o processo indutivo pode ser: * Autoinduo (desenvolvimento morfolgicomnimo)

* induzida mediante fatores externos


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adequados (foto e termoperodo, deficinciahdrica) e endgenos (hormnios- expressognica)

fatores externos so importantes na faseps-florao

A induo da florao pode ser subdividida em:Aquisio de competncia para florao (sairdo estgio juvenil)Induo por sinalizao ambiental ou internaDeterminao do destino do meristemaAlteraes morfo-anatmicas para odesenvolvimento 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


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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

Genes A induzem a produo de spalas,Genes A & B induzem formao de ptalas,Genes B & C functionam para produzir estamesGenes C originam apenas carpelos.

C= ptala p= placentaA= antera Sg= EstigmaG= gineceu Sy= Estilete K= spala

B= brctea


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b= bractola

fa= pice floral

Meristema na fase vegetativa

O gene Ap 1 determina a transformao domeristema de vegetativo para floral

Tipo selvagem Os mutantes apetala (ap) no formam ptalasO mutante agamous (ag) no forma partesmasculinas e femininas

Tipos de transferncia do plen Crescimento do tubo polnico e fecundao


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Evita a auto-fecundaoH vrios mecanismos geneticamente controladatil em programas de melhoramento

Contato do plen com o estigma receptivo Aumento da atividade respiratria

Sntese de RNA nos ncleos (vegetativos egerminativos)

Emergncia do tubo polnico(rompimento de vesculas pectinase)

Alongamento do tubo polnico

continuamente em algumas espcies, incluindoGuiera senegalensis, Rhizophora mangle e


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Trema orientalis;repetidamente, dois a quatro vezes por ano, emalgumas espcies, como o Fcus sumatrana;regularmente, mais ou menos na mesma pocatodos os anos, por exemplo em Cedrela, Gmelinaand teca;intervalos irregulares, muito comumsincronicamente com outros indivduos damesma espcie a intervalos de 2-10 anos, comonas Dipterocarpceas e Triplochiton scleroxylon.


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Modelo Bifsico Modelo Trifsico

Taxa de crescimento dos frutos geralmente maior noiteAlta transpirao diurna de outras partes daplanta reduz o movimento de gua para osfrutosO desenvolvimento das partes do fruto temtaxas diferentes. Por ex. O desenvolvimento da epiderme continua por mais tempo do quea polpaDiferentes frutos se desenvolvem em diferentestaxas de crescimento. Ex. 0,01 a 0,02 cm3/diaem azeitona a 35 cm3/dia em melo.Medidas de crescimento:

Dimetro,Volume,Peso fresco,peso seco, etc...


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160 0,2

Pectinas sol. 12 0,7

Pectinas insolv. 120 0,2

Protenas 60 1,0

c. Mlico 99 7,5

Acares solv.


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5 2,0

Amido Contedo frutos maduros (% do cont. na

colheita) Contedona colheita

(% peso fresco) Constituintes

(Segundo Biale, 1964) Fraes comestveis de ma Os frutos so estruturas vivas, que se mantmmetabolicamente ativas aps a colheita.Diversas alteraes so resultantes de atividadeenzimtica.Os frutos respiram e as substncias acumuladasdurante o seu crescimento so consumidas.


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Auxinas;Giberelinas; Citocininas; cido abscsico; Etileno

Frutos climatricosX

no climatricos

Atrao de nutrientes: fenmeno de competio;Desenvolvimento vascular do pednculo;Estimulao metablica;Competio entre frutos e crescimento vegetativo;Regulao de diviso celular;Regulao do aumento de volume celular;Regulao da maturidade das clulas.Competio entre frutos;


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Quanto ao nmero de carpelosMonocrpico ou monocarpadoApocrpico ou apocarpadoSincrpico ou sincarpado

Quanto ao nmero de sementesMonosprmicoDisprmicoTrisprmico


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Polisprmico


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Senescncia

Decrscimo nas atividades metablicas edesarranjos estruturais nos tecidos (quedada Rubisco, clorofilas, aumento dashidrolases e degenerao celular)Tambm pode ser denominadaDIFERENCIAO TERMINAL

processo regulado geneticamente* plantas monocrpicas: sinal dado pelamaturao dos frutos e sementes

* Plantas perenes: sinais do meio ambiente(luz, temperatura e estresses)

* hormnios (ABA, etileno, cido jasmnico)agem em toda planta acelerando sua morte


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um processo ativo, controlado pelo ncleocelular, sendo geneticamente programadaPode ser acelerada ou retardada por sinalizadoresexternos e internos parte integrante do ciclo vitalResulta em perda progressiva de integridade dasmembranas celulares e finalmente a morteA senescncia reversvel dentro de certos limites

Consiste no acmulo passivo de leses com aidade acelerada em condies de stressA seqncia de eventos no pr-determinadaNo depende da disponibilidade de energiaA morte celular aleatria

NecroseMorte provocada por dano fsico, venenos ououtra leso externa.


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Em cada um desses casos ocorre senescncia.Ela pode ser total ou parcial.

Monocrpica (plantas anuais)Caules areos (perenes herbceas)Foliar sazonal (rvores decduas)Foliar seqencial (folhas + velhas)Frutos carnosos e secosCotildones de reserva de rgos floraisTipos celulares especializados (tricomas,taquedeos e elementos de vasos).

Que induzem a senescncia foliar:Frio;Reduo do fotoperodo;Dficit nutricional;Stress hdrico;


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Sombreamento.

Que aceleram a senescncia de frutos:Alta temperaturaBaixa umidade do arPouca ventilaoFerimentosOutros frutos liberando etilenoAlto teor de O2

Sintomas de senescncia: o cloroplasto aprimeira organela a se degradar

Mudana de corReduo do contedo de clorofilaDiminuio do contedo protico


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Genes que codificam para enzimas hidrolticas


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(proteases, nucleases, etc)Genes que codificam para a sntese do etileno

ACC sintaseACC oxidase

Iniciadores da Senescncia

(reguladores de crescimento, ambiente, doenas,

desenvolvimento)

Transduo do Sinal

Ativao ou inativao de genes

1. Fase de Iniciao


Inibidores da Senescncia



2. Fase da Degenerao

Aceleradores da senescncia

Aceleradores da senescncia

MORTE CELULAR

3. Fase Terminal


(reguladores de crescimento, ambiente e desenvolvimento)

FONTE: Noodn et al., (1997).



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Induzida pelo ABA;Acelerada pelo etileno;Retardada pelas citocininas e GAs;Indiretamente induzida pelas auxinas queinduzem a sntese de etileno;Promovida pelo jasmonato.

O ABA promove a sntese de etileno ecomanda a reduo da concentrao decitocininas, giberelinas e auxinasAplicaes exgenas de ABA promovem asenescncia em vrios rgosDiminui a sntese de clorofila, protenas, cidosnuclicos e altera a estrutura das membranas

Acelerando a senescncia: jasmonato


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Estimula a biossntese do etileno atravs do aumentoda ACC oxidase

Acelerando a senescncia: Etileno O Etileno desencadeia a senescncia por estimulara expresso de genes que codificam enzimashidrolticas como as proteases, ribonucleases,lipases e amilaseOs inibidores da sntese de etileno (AVG ouCobalto) e da ao (prata e CO2) retardam asenescnciaAplicaes exgenas de etileno ou de ACCaceleram a senescrncia foliar, enquanto que otratamento com citocininas retarda;O aumento na produo de etileno est associado perda da clorofila e mudana gradual, da corMutantes insensveis ao etileno tem senescnciaretardadaO etileno age como acelerador da senescncia eno iniciador


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Aplicao exgena de Cinetina A folha madura produz pouca ou nenhuma citocinina,ficando dependente da raiz. O regulador chega at asfolhas atravs do xilema. Uma das citocininasnaturais a zeatina. Cinetina

As giberelinas retardam:a queda da concentrao de clorofila nas folhase frutosa degradao de RNA e protenas, retardando asenescncia em pecolos

Envolve eventos bioqumicos e anatmicos


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As clulas da base do pecolo so induzidas mitose formando a camada de abscisoEssas clulas tornam-se progressivamentesensveis ao etileno medida que a folha entraem senescnciaA seguir ocorre produo de enzimas deafrouxamento de paredeA camada de separao uma regio defraqueza no pecolo foliarOcorre suberizao no caule como forma deproteo na cicatriz foliarA absciso corresponde fase final doprocesso de senescncia foliar

A camada de absciso no pecolo foliar O etileno induz a sntese de enzimas de digesto de

parede na camada de absciso

Concentrao de auxina em aqunio de morango

O mximo de auxina coincide com o


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desenvolvimento do embrio

Variaes nos nveis de auxina de estiletes e ovriosde tabaco.

Mudanas nos nveis de acido abscsico durante odesenvolvimento de frutos de algodo.

O pico A coincide com a aquisio da capacidade degerminao das sementes e evita a viviparidade.

Efeitos do etileno em vrios estgios dodesenvolvimento, no crescimento posterior de figos.

A adio de etileno em diferentes fases dodesenvolvimento do fruto altera o seu tamanho.

Relao entre taxa de produo de etileno (b) e taxade respirao (a) e desenvolvimento de cor durante o

amadurecimento de banana. O pico de produo de etileno antecede o pico

climatrio de respirao.


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Porcentagem de flores de Lipinus luteus L.produzindo vagens em cada inflorescncia individual. A = 0 remooB = 4 removidas

C = 5 removidas


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