Aspectos morfológicos e fisiológicos do polimorfismo do caule, tronco e ramos da Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze

Orientador: Prof. Dr. Flávio Zanette

Coorientadora: Profa. Dra. Patrícia Soffiatti

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa : Curitiba, 11/05/2018

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: O polimorfismo do caule é uma característica marcante da Araucaria angustifolia. Até pouco tempo acreditava-se que esta diferenciação permanente entre tronco, ramo (ramo primário) e grimpa ou sapé (ramo secundário), estava atrelada ao tropismo que estes caules apresentam (ortotropismo e plagiotropismo). Esta característica, que é comum às demais espécies da família Araucariaceae, impossibilita a formação de uma planta com arquitetura típica da espécie, quando são utilizados propágulos do ramo e da grimpa na propagação vegetativa. Os mecanismos fisiológicos que regulam este polimorfismo permanente são desconhecidos, e os trabalhos disponíveis até o momento concentram-se no ortotropismo e plagiotropismo do caule. Contudo, com A. angustifolia, os estudos nessa área são escassos. Desta forma, o presente trabalho teve por objetivos: comparar a morfologia dos ápices caulinares do tronco, ramo e grimpa; quantificar os principais fitormônios presentes em cada um dos ápices caulinares (GA3, GA4, AIA, ABA, Z, AS, AJ) de plantas normais (enxertos de tronco) e plantas ortotrópicas e plagiotrópicas enxertadas a partir de propágulos do ramo; caracterizar a composição elementar e a composição de aminoácidos-livres das três classes de caules, relacionando estes conteúdos com o polimorfismo e funcionalidade de cada um. A organização interna dos tecidos dos caules e ápices caulinares é semelhante. O meristema apical caulinar de A. angustifolia apresenta organização túnica-corpo, semelhante às angiospermas, e células pluripotentes. Os fitormônios detectados e quantificados nos ápices caulinares foram: GA3, GA4, AIA, ABA, AS e AJ. ABA foi identificado em maior quantidade e AIA em menor quantidade, possivelmente devido à época em que o material vegetal foi coletado (início de outono), pois a espécie apresenta mecanismos de repouso vegetativo no outono/inverno. Não há uma relação clara entre o polimorfismo dos caules e o conteúdo hormonal, porém as giberelinas podem ter alguma influência neste processo. Em relação ao tropismo dos ramos, não foi verificada nenhuma relação com o conteúdo hormonal dos ápices. Com relação ao conteúdo elementar do xilema secundário, o tronco apresentou um maior percentual de Ca, elemento relacionado à formação da madeira, e a grimpa maior percentual de Si, elemento que se acumula em órgãos que apresentam maior transpiração, indicando que cada um destes caules tem função específica na planta, o que também fica evidente pela composição dos aminoácidos-livres de cada um. O conteúdo total de aminoácidos-livres foi semelhante entre tronco e ramo, diferindo no perfil de aminoácidos de cada caule. A grimpa apresentou níveis de aminoácidos mais baixos, com predomínio daqueles relacionados à fotossíntese, indicando que este caule tenha função semelhante às folhas, enquanto no tronco predominaram aminoácidos relacionados à estrutura e sustentação da planta. O polimorfismo do caule é possivelmente um fenômeno regulado internamente e de forma individual por cada um dos caules, e não apresenta relação com o tropismo dos mesmos, sendo, portanto, fenômenos distintos e independentes. Palavras chaves: Aminoácidos-livres. Fitormônios. Morfologia do caule. Tropismo.

Abstract: Stem dimorphism is a striking feature of Araucaria angustifolia. Until recently it was believed that this permanent differentiation between trunk, branches (primary branches) and branchlets (secondary branches) was related to the tropism presented by these stems (orthotropism and plagiotropism). Common to other species of Araucariaceae, this feature prevents the use of branches and branchlets in vegetative propagation techniques, since the plants formed from these propagules will not present the typical architecture of A. angustifolia. The physiological mechanisms that regulate the permanent dimorphism of stem is unknown, and the few studies available focus in trunks's orthotropism and plagiotropism. In A. angustifolia, studies regarding tropism are scarce. Therefore, the present study aims to: describe the anatomy of the stem and apices of trunks, branches and branchlets; characterize the composition of phytohormones in the apex of these stems (GA3, GA4, IAA, ABA, Z, SA, JA) of normal plants (trunk grafts) and orthotropic and plagiotropic plants grafted from branch propagules; characterize the composition of free amino acids and the elemental composition of the three stems, relating these contents with the dimorphism and functionality of each one. The detailed methodology of each analysis is described in the following chapters. The internal organization stems and apices tissues are similar. The apical meristem of A. angustifolia shows a tunica-body organization, similar to angiosperms, and is composed of pluripotent cells. The phytohormones detected and quantified were: GA3, GA4, IAA, ABA, SA and JA. The contents of ABA detected were larger while IAA contents were smaller, possibly due to the time of the year when samplings were carried out (early autumn). This corroborates the fact that the species presents a period of dormancy in autumn/winter. There is not a clear relation between the stem?s dimorphism and hormonal contents, but gibberellins may have some influence in this phenomenon. Regarding the stem?s tropism, no relation was verified with the hormonal content of the apical buds. The trunk had a higher percentage of Ca, an element related to the formation of wood. On the other hand, banchlets presented a greater percentage of Si, an element that accumulates in organs that have a higher transpiration. These results indicate that each of these stems has a specific function in the plant, which also is evident by the amino acid composition. The total content of free amino acids was similar between trunk and branch, differing in the amino acid profile of each stem. Branchlets presented lower levels of amino acids, with a predominance of amino acids related to photosynthesis, indicating that this stem has a similar function to leaves. In the trunk predominated amino acids related to the support of plant. The stem?s dimorphism in A. angustifolia is possibly a phenomenon regulated internally by each of the stems, by their own distinct mechanisms and is not related to their tropism, being, therefore, distinct and independent phenomena. Key words: Free amino acid. Phytohormones. Stem?s morfology. Tropism.