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CITOGENÉTICA DE ACESSOS DE Cratylia
sp.(FABACEAE – PAPILIONOIDEAE)
SARAH MARIA VARGAS
2005
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SARAH MARIA VARGAS
CITOGENÉTICA DE ACESSOS DE Cratylia sp.(FABACEAE –
PAPILIONOIDEAE)
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do
Programa de Pós-Graduação em
Agronomia/Genética e Melhoramento de
Plantas, para a obtenção do título de “Mestre”.
Orientadora
Profa. Dra. Giovana Augusta Torres
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2005
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Ficha Catalográfica Preparada pela Divisão de Processos Técnicos
da
Biblioteca Central da UFLA
Vargas, Sarah Maria
Citogenética de acessos de Cratylia sp. (FABACEAE – PAPILIONOIDEAE) /
Sarah Maria Vargas. -- Lavras : UFLA, 2005.
48 p. : il.
Orientadora: Giovana Augusta Torres.
Dissertação (Mestrado) – UFLA.
Bibliografia.
1. Citogenética. 2. Cratylia sp. 3. Cromossomo. I. Universidade Federal de Lavras. II. Título.
CDD-
574.87322
SARAH MARIA VARGAS
CITOGENÉTICA DE ACESSOS DE Cratylia sp.(FABACEAE –
PAPILIONOIDEAE)
Dissertação apresentada à Universidade Federal
de Lavras como parte das exigências do
programa de Pós-Graduação em
Agronomia/Genética e Melhoramento de
Plantas, para a obtenção do título de “Mestre”.
Aprovada em 19 de julho de 2005
Prof. Dr. Lyderson Facio Viccini UFJF
Dr. Fausto Souza Sobrinho Embrapa Gado de Leite
Profa. Dra. Giovana Augusta Torres
UFLA
(Orientadora)
LAVRAS
MINAS GERAIS – BRASIL
2005
Aos meus pais, Suzana e Luciano e irmão Matheus,
pelo amor, pela formação humana, confiança
e total apoio.
DEDICO
AGRADECIMENTOS
A Deus, por tudo.
À professora Giovana Augusta Torres, pela orientação, amizade,
confiança, apoio e valiosos ensinamentos.
Ao Dr. Fausto Souza Sobrinho, pela confiança e imensa colaboração.
Ao professor Lyderson Facio Viccini, por me iniciar nos estudos de
citogenética e pelas sugestões.
À professora Lisete Chamma Davide, por seu grande carinho e
colaboração.
Ao Dr. Antônio Vander Pereira, pela colaboração.
Ao Sr. Martiniano C. de Oliveira, pela doação da exsicata e das
sementes de C. mollis.
Ao professor Eduardo Van den Berg, pelos ensinamentos e
disponibilidade.
Ao Saulo Marçal Sousa, que foi o meu braço direito e sempre esteve
prontamente disponível para me ajudar.
Aos amigos Marcelo, André, Diogo e Matheus, que fizeram nossa
turma sempre unida.
Ao José Marcelo Campos, Patrícia Pierre e Deisy, pela ajuda e
paciência.
Aos colegas do Laboratório de Citogenética, Caio, Soraya, Wilder,
Elisa, Josi, Cássia, Juliane, Rose, Fernanda, Bruno e Lívia, pela ótima
convivência e colaboração.
Aos meus pais, Suzana e Luciano, meu irmão Matheus e ao Paulo,
pelo amor e incentivo.
À Suellen, pela imensa colaboração e dedicação.
Aos colegas da Embrapa Gado de Leite, Cristiane e Raphael, que me
auxiliaram.
Aos colegas, professores e funcionários da Pós-Graduação, pelos
ensinamentos e pela amizade.
A todos os amigos e colegas que são muitos e contribuíram das mais
diversas formas para a conclusão desta caminhada.
SUMÁRIO
Página
RESUMO......................................................................................................
I
ABSTRACT.................................................................................................. Ii
1. INTRODUÇÃO........................................................................................ 1
2. REFERENCIAL TEÓRICO..................................................................... 3
2.1 Taxonomia e filogenia de Cratylia.........................................................
3
2.2 Origem, distribuição e adaptação do gênero Cratylia............................
7
2.3 Importância econômica da Cratylia.......................................................
9
2.3.1 Potencial forrageiro............................................................................. 9
2.3.2 Produção de lectinas.. ..........................................................................
13
2.4 Análise cariotípica...................................................................................
14
3 MATERIAL E MÉTODOS....................................................................... 17
3.1 Material genético..................................................................................... 17
3.2 Análise citogenética................................................................................ 18
3.2.1 Análise cariotípica................................................................................ 18
3.2.2 Análise meiótica...................................................................................
21
3.2.3 Viabilidade do grão de pólen do acesso 28..........................................
22
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO............................................................... 23
4.1 Cariótipo de C. argentea e C. mollis....................................................... 23
4.2 Meiose e viabilidade do grão-de-pólen do acesso 28 de C. argentea..... 39
5 CONCLUSÕES………………………………………...……………..… 41
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ………………………………..… 42
i
RESUMO
VARGAS, Sarah Maria. Citogenética de acessos de Cratylia sp. (FABACEAE
– PAPILIONOIDEAE). 2005. 48 p. Dissertação (Mestrado em Genética e
Melhoramento de Plantas) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, MG.*
As espécies Cratylia argentea e Cratylia mollis são leguminosas
arbustivas nativas do Cerrado e da Caatinga, respectivamente, que apresentam
elevada resistência à seca, além de alto valor nutritivo, podendo assim,
representar boas alternativas como forrageiras. Foram realizados estudos
citogenéticos em 10 acessos de Cratylia argentea e 1 de Cratylia mollis,
pertencentes ao Banco Ativo de Germoplasma da EMBRAPA Gado de Leite -
Juiz de Fora - MG e EMBRAPA Semi-árido - Petrolina PE, respectivamente.
Para cada um desses acessos foi feita a descrição do complemento
cromossômico, considerando as seguintes característica: número cromossômico,
comprimento total dos cromossomos (Cti), relação de braços (RB), comprimento
relativo (CR) e comprimento total do lote haplóide (CTLH). Para obtenção das
metáfases, raízes de sementes das duas espécies foram tratadas com 8-
Hidroxiquinoleína e digeridas Pectinex. A preparação das lâminas foi
realizada submetendo-se as raízes à técnica de dissociação celular com secagem
ao ar. No caso da análise meiótica foram utilizados botões florais em diferentes
tamanhos para montagem de lâminas a partir da técnica de secagem ao ar. As
metáfases mitóticas de todos acessos estudados apresentaram 2n=22
cromossomos e a análise meiótica possibilitou a observação de 11 bivalentes
para C. argentea, sendo estes números relatados pela primeira vez na literatura.
As análises estatísticas relacionadas ao CTLH e CR para os 11 pares
cromossômicos mostraram que não houveram diferenças significativas entre os
acessos de C. argentea e tampouco entre esses e o acesso de C. mollis ]. Quanto
à morfologia dos cromossomos, C. argentea apresentou 5 pares metacêntricos, 4
submetacêntricos e 2 acrocêntricos. No entanto, C. mollis apresentou 6 pares
metacêntricos, 3 submetacêntricos e 2 acrocêntricos. Os dados morfométricos
mostram que as duas espécies possuem características citogenéticas muito
semelhantes. Com exceção da classificação dos cromossomos I, IV e VI que
foram distintas paras ambas, provavelmente por rearranjos cromossômicos, os
dados obtidos neste trabalho trazem subsídios para que seja considerada a
hipótese de se tratar de apenas uma espécie, o que deve ser testado, do ponto de
vista citogenético, com uso de técnicas de maior poder informativo, tais como
bandeamento cromossômico e hibridação in situ.
*Comitê Orientador: Giovana Augusta Torres – UFLA (Orientadora), Fausto Souza
Sobrinho – Embrapa Gado de Leite e Antônio Vander Pereira - Embrapa Gado de Leite.
ii
ABSTRACT
VARGAS, Sarah Maria. Cytogenetics of Cratylia sp. acessions (FABACEAE
– PAPILIONOIDEAE). 2005. 48 p. Dissertation (Master Program in
Agronomy) – Federal Universisty of Lavras, Lavras, Minas Gerais, Brazil.*
Cratylia argentea and Cratylia mollis are legumes shrubs native from
Cerrado and Caatinga respectively. Both show great drought resistance and hight
nutritive value. Cytogenetics and morphological studies were carried out on 10
acessions of Cratylia argentea and 1 of Cratylia mollis, belonging of
EMBRAPA Germplasm Bank of Gado de Leite - Juiz de Fora MG and Semi-
árido - Petrolina PE, respectivly. For each one of these accessions a description
of the cromossomic complement was performed considering the following
features: chromosome number, total chromosome length (Cti), arm ratio (A),
relative length (CR) and total haploid set length (CTLH). Root tips from
germinated seeds were treated with 8-Hidroxiquinolein to provide metaphasic
figures. The cell walls of meristematic cells were softened using Pectinex and
the slides were made using air-dry technique. In meiotic analysis, flower buds
showing distinct sizes were submitted to air-dry technique. Mitotic methaphases
in all acessions showed 2n= 22 chromosomes and meiotic diakinesis resented
11 bivalents for C. argentea. For these species, this is the first report about
chromosome number. Statistical analysis for CTHL and CR features showed that
there is no difference among the accessions of C. argentea nor among them and
C. mollis. In regard to chromosomes morphology, C. argentea presented 5
metacentric pairs, 4 submetacentrics and 2 acrocentrics. On the other hand, C.
mollis presented 6 metacentric pair, 3 submetacentrics and 2 acrocentrics.
Morphometric analysis showed that both species have quite similar karyotypes.
Only morphology of chromosomes I, IV and VI were clearly differente. This
cytogenetic approach suggests us the hypothesis that we are dealing with just
one species.
* Guidance Committee: Giovana Augusta Torres – UFLA (Major Professor), Fausto
Souza Sobrinho – Embrapa Gado de Leite e Antônio Vander Pereira - Embrapa Gado de
Leite.
1
1 INTRODUÇÃO
A extensa área territorial brasileira é composta por diferentes
ecossistemas: cerrado, pantanal, mata atlântica, tropical úmido, caatinga e
pampa gaúcho. Dentro de cada um destes macrossistemas, o número de
ambientes é também extremamente variado, o que faz pressupor a necessidade
da utilização de espécies forrageiras adaptadas às diferentes condições
edafoclimáticas.
A ocupação das terras do cerrado brasileiro tem ocorrido de forma
constante nos últimos anos. A atividade agrícola neste ecossistema, que a cada
ano cresce, não somente em expansão de áreas como também em modernização
de suas técnicas, vem ocupando a maior parte dos solos com melhor qualidade.
Este crescimento conduz a pecuária, cada vez mais, para a ocupação de terras
com solos de baixa qualidade, com problemas de topografia e localizados em
regiões de clima desfavorável.
A fim de solucionar problemas como estes, os pesquisadores podem
recorrer ao melhoramento genético, que tem como principal objetivo superar
fatores limitantes da produção. No caso do melhoramento de forrageiras,
procura-se produzir proteína de boa qualidade a baixo custo. Dentro deste
contexto, algumas leguminosas forrageiras, com sua capacidade de fixar o
nitrogênio e de oferecer forragem de boa qualidade em localidades com secas
prolongadas, têm grande potencial para melhorar os sistemas de produção.
As espécies Cratylia argentea e Cratylia mollis são leguminosas
arbustivas nativas do cerrado e da caatinga, respectivamente (Queiroz &
Coradin, 1995), que apresentam elevada resistência à seca (Pizarro et al., 1995) e
alto valor nutritivo (Lascano, 1995), podendo assim, representar boas
alternativas como forrageiras. Portanto, o uso destas espécies apresenta-se como
2
uma solução economicamente viável para incrementar a produtividade animal
nas regiões tropicais (Rodriguez et al., 1999).
Apesar de estas espécies serem bastante promissoras, são encontrados
poucos estudos sobre as mesmas. Do ponto de vista citogenético, não existe
caracterização de nenhuma espécie do gênero Cratylia. Esse tipo de informação
tem sido uma ferramenta importante para a biossistemática, para o
gerenciamento de bancos de germoplasma e para a condução de programas de
melhoramento genético de plantas.
No caso de espécies cultivadas, é importante conhecer o cariótipo das
espécies alvo, bem como o comportamento meiótico das mesmas, para a busca
de cruzamentos interespecíficos, contribuindo para a incorporação de genes de
interesse para o melhoramento.
Portanto, como instrumento de auxílio à caracterização do banco de
germoplasma, bem como para a implantação do programa de melhoramento
visando o uso de Cratylia como forrageira, a descrição cariotípica das espécies
pode fornecer informações importantes. Além disso, poderá subsidiar a
elucidação de problemas na definição taxonômica do gênero. Assim, o presente
trabalho teve como objetivos descrever e comparar os cariótipos de acessos das
espécies Cratylia argentea e Cratylia mollis.
3
2 REFERENCIAL TEÓRICO
2.1 Taxonomia e filogenia de Cratylia
O gênero Cratylia, conhecido vulgarmente por camaratuba ou copada,
pertence à família Leguminoseae (=Fabaceae), subfamília Papilionoideae, tribo
Phaseoleae e subtribo Diocleinae.
A família Leguminosae (Fabaceae) é a mais extensa família de plantas
com flor, após as gramíneas (Compositae) e Orchidaceae, com três subfamílias
que compreendem 39 tribos (Goldblatt, 1981), 650 gêneros e mais de 18.000
espécies (Polhill & Raven, 1981). A tribo Phaseoleae (Papilionoideae)
compreende o maior número de gêneros e é a que apresenta maior importância
econômica (Varela et al., 2004).
As espécies pertencentes à tribo Papilionoideae devem apresentar as
seguintes características: presença de uma pétala superior posicionada sobre as
pétalas laterais adjacentes; sépalas unidas na base; dez estames, às vezes mais,
raramente menos, podendo ser dez livres ou o superior livre e outros nove
unidos, ou unidos em dois grupos de cinco ou todos unidos. As folhas nunca são
bipinadas, nas espécies da Bahia; as sementes são rígidas e a radícula é
usualmente curva (Lewis, 1987).
Esta tribo é freqüentemente dividida em oito subtribos: Cajaninae,
Phaseolinae, Clitoriinae, Ophrestiinae, Kennediinae, Erythrininae, Diocleinae e
Glycininae (Polhill & Raven, 1981; Polhill, 1994).
A subtribo Diocleinae é representada, na sua maior parte, por plantas do
Novo Mundo e possui algumas características consideradas “primitivas”: o
hábito geralmente lenhoso, flores largas, com discos proeminentes ao redor do
4
ovário, hilo geralmente longo e o aminoácido não-protéico canavanina está
normalmente presente (Lackey, 1981).
Lackey (1981) reconheceu treze gêneros de Diocleinae: Dioclea,
Cymbosema, Cleobulia, Canavalia, Pachyhizus, Macropsychanthus, Luzonia,
Camptosema, Cratylia, Collaea, Galactia, Calopogonium e Herpyza.
Apesar da existência de estudos sobre o uso das espécies do gênero
Cratylia como forrageiras, desenvolvidos desde a década de 1940 no Ministério
da Agricultura (Deodoro,RJ), ainda faltavam, nesta época, informações
confiáveis sobre a distribuição geográfica e a nomenclatura de suas espécies.
Parte deste problema advinha da taxonomia confusa do gênero, que dificultava
associar o material estudado a um determinado táxon. A título de exemplo, pode
ser citado o caso de C. mollis, que foi tratada pelo Ministério da Agricultura
como uma planta que ocorre “em estado espontâneo nas capoeiras e nas matas
desde as Guianas até Minas Gerais e também no Peru” (Otero, 1952). Esta
informação revela que esta planta estaria sendo confundida com outras espécies
de Cratylia e, até mesmo, com espécies de outros gêneros de Leguminosae
(Queiroz & Coradin, 1995).
A taxonomia do gênero Cratylia encontra-se ainda em processo de
definição (Argel & Lascano, 2000). No entanto, alguns trabalhos (Queiroz,
1991, 1994) baseados no estudo de grande coleção de material de herbário e
trabalhos de campo identificaram cinco espécies válidas: C. argentea (Desv.) O.
Kuntze, C. bahiensis L. P. de Queiroz, C. hypargyrea Mart. ex Benth., C.
intermedia (Hassl.) L. P. de Queiroz e R. Monteiro e C. mollis Mart. ex Benth
(Queiroz & Coradin, 1995).
O gênero Cratylia reúne espécies em forma de arbusto perene, que
possui raízes profundas, atingindo entre 1,5 e 3 metros de comprimento ou,
quando associadas com plantas mais altas, pode apresentar hábito volúvel. As
folhas são trifolioladas e estipuladas, os folíolos são ovais, membranosos ou
5
coriáceos com as duas laterais ligeiramente assimétricas. As flores são
arranjadas em um pseudorracemo noduloso alongado (30cm ou mais) com seis a
nove flores por nódulo. O tamanho das flores varia entre 1,5 a 3 centímetros com
pétalas de cor lilás ou, excepcionalmente, branca. O fruto é um legume
deiscente, ereto, achatado, com 20cm ou mais de comprimento e 1 ou 2
centímetros de largura, contendo de quatro a oito sementes de forma tenticular,
circular ou elíptica, com 1,5 centímetro de diâmetro. As sementes possuem a cor
amarela-escura ou marrom e, quando maduras, sob altas condições de umidade,
marrom escuras (Argel et al., 2001; Queiroz & Coradin [19--]).
Adicionalmente, Allen (1981) considerou que, além das características
acima mencionadas, as espécies do gênero possuem a ponta das folhas
aculminadas, as flores pouco espaçadas nos longos, axilares e eretos racemos, e
pétalas afiadas. A pétala estandarte é larga, orbicular, reflexa, sem orelhas ou
calosidade basais. As asas são ovais, livres, reflexas e a quilha das pétalas com
mais ou menos o mesmo tamanho das asas. O cálice é campanulado, com cinco
lobos unidos em um, inteiro ou emarginado. Há a presença de dez estames
férteis, vexilares, dilatados na base e unidos no meio com os outros nove, as
anteras são ovais e uniformes. O ovário é linear poli-ovulado, com um disco
tubular basal, estilete encurvado, glabro ou com pelos dorsais, estigma terminal,
capitado e glabro. O legume é oblongo-linear, comprimido, achatado, com duas
válvulas. As sementes são oblongas, comprimidas, posicionadas
transversalmente, e estreitamente separadas no legume (Bentham & Hooker
1865 e Burkart 1943, citados por Polhill et al., 1981).
Cratylia argentea possui vários sinônimos: Cratylia floribunda, Cratylia
nitens e Dioclea argentea (Pio Corrêa, 1984). É uma espécie de arbusto
sarmentoso (com caule rastejante com um único ponto de fixação) de folhas
largas, pálidas e glabras (desprovida de pêlos) na página superior e seríceo
argênteo brilhante (coberto de pêlos finos, geralmente curtos e aplicados sobre a
6
superfície do órgão que têm brilho de seda) na inferior. As flores são
abundantíssimas, de vexilo (pétala superior ou estandarte larga) glabro ou
apenas seríceo no ápice, reunidas em fascículos (pequeno feixe, pequenos
grupos de flores) numerosos e estes dispostos em racemos (inflorescência
indefinida na qual as flores são pedunculadas e se inserem no eixo à distância
não desprezível umas das outras, o mesmo que cacho) compridos, axilares e
fruto do tipo vagem estipitada. As folhas formam um tufo apical de 10 a 14
centímetros de comprimento (Ferri et al., 1992; Pio Corrêa, 1984).
As características morfológicas consideradas para C. mollis são quase as
mesmas de C. argentea. A única diferença existente entre estas espécies é a
ausência da coloração densa e nitidamente prateada pubescente na face dorsal
dos folíolos, que em C. mollis é levemente branca-tomentosa. Além dessa
diferença morfológica, a distribuição geográfica também é usada para separá-las
e as espécies encontradas na caatinga são consideradas C. mollis (Lewis, 1987).
Os caracteres morfológicos para o agrupamento de espécies, como os
descritos para o gênero Cratylia, são os parâmetros normalmente empregados
pela taxonomia clássica. Mas, hoje, a sistemática filogenética também utiliza
outros padrões para o estudo das relações entre as espécies. A chamada
“sistemática molecular” vem tornando-se cada vez mais acessível e permitindo a
análise detalhada da evolução de seqüências de DNA em diferentes organismos
(Meyer, 1997; Pagel, 1999; Swofford & Olsen, 1990).
Estudos filogenéticos na tribo Phaseoleae, baseados em mapas de
restrição montados com regiões repetitivas invertidas de DNA de cloroplastos
(cpDNA), contribuíram muito para o conhecimento e para mudanças na atual
distribuição dos clados em Diocleinae. Os resultados mostraram que
Calopogonium e Pachyrhizus (duas espécies consideradas tradicionalmente
incluídas na mesma subtribo que Cratylia) estão, na realidade, dentro do clado
Glycininae e, conseqüentemente, fora de Diocleinae (Doyle & Doyle, 1993).
7
Baseando-se nestes resultados, Polhill (1994) transferiu estes dois gêneros da
subtribo Diocleinae para Glycininae.
Adicionalmente, Varela et al. (2004) seqüenciaram a região ITS/5.8S
inteira do DNA ribossomal (nrDNA) de oitos gêneros (Dioclea, Cymbosema,
Canavalia, Pachyhizus, Camptosema, Cratylia, Galactia, e Calopogonium) de
Diocleinae. Com os resultados deste trabalho, o complexo Camptosema-
Cratylia-Galactia foi proposto, sugerindo-se a ele um único ancestral comum.
Kavanagh & Ferguson (1981) mostraram também, com dados
palinológicos, que Camptosema, Cratylia e Galactia representam um complexo,
devido à classificação similar (pequenos, esféricos, com teto reticulado) dos seus
grãos de pólen.
2.2 Origem, distribuição e adaptação do gênero Cratylia
Cratylia é um gênero neotropical, aparentemente de origem recente, com
ampla distribuição na América do Sul, ocorrendo, no sentido norte-sul, do
estado do Pará ao sul dos estados de Mato Grosso e Goiás e, no sentido leste-
oeste, do Peru ao estado de Ceará. A continuidade na distribuição sobre uma
área tão extensa reflete, no entanto, a distribuição atual de apenas uma de suas
espécies (C. argentea) (Queiroz & Coradin, 1995).
A espécie Cratylia argentea é um arbusto nativo da Amazônia e é
encontrada exclusivamente na América do Sul. Sua distribuição geográfica se
estende entre 4° e 18°S do Nordeste ao Centro-Oeste do Brasil, Bolívia e leste
do Peru, nos Andes (extensão longitudinal: 39-77°W). Em comparação com
outras espécies de Cratylia, C. argentea é encontrada em muitos tipos de
hábitats, com altitudes entre 180 e 930 metros e nos principais tipos de
vegetação, ocorrendo da transição cerrados-caatinga a cerrados e florestas
8
sazonais com solos bem drenados e arenosos (Queiroz & Coradin, 1995; Pizarro
et al., 1997).
Esta espécie caracteriza-se por sua ampla adaptação a zonas baixas
tropicais com secas de até seis meses e solos ácidos de baixa fertilidade. Produz
muitas sementes e seu estabelecimento é relativamente rápido quando as
condições são adequadas (Argel & Lascano, 2000).
Apesar de ser aparentemente adaptada também a solos com pH mais
alto, o desenvolvimento inicial de C. argentea nestes tipos de solo é muito lento,
mas as razões são ainda pouco entendidas. C. argentea não é bem adaptada a
altitudes acima de 1.200m e necessita de solos bem drenados (CRAT..., 2005).
Já foram observados diferentes ecótipos para esta espécie. As populações da
serra dos Carajás (PA) ocorrem em solos ricos em minério de ferro e são
caracterizadas por folhas menores, com folíolos proporcionalmente mais
estreitos que os típicos da espécie. Outro possível ecótipo ocorre em áreas da
caatinga-cerrado na Chapada do Araripe (CE). Além dessas, populações da
região de Santa Cruz de la Sierra (Bolívia) merecem ser investigadas, pois
apresentam folhas glabras e mais macias que as do cerrado (Queiroz & Coradin,
1995).
C. mollis é um arbusto com distribuição restrita, principalmente, a áreas
de caatinga do nordeste do Brasil, estendendo-se do centro-norte do estado da
Bahia até a região limítrofe dos estados do Piauí e Ceará, onde são freqüentes as
áreas semi-áridas (Queiroz & Coradin, 1995; Sousa & Oliveira, 1995). É uma
espécie que não apresenta variação morfológica ecotípica em sua área de
distribuição (Queiroz & Coradin, 1995).
9
2.3 Importância econômica da Cratylia
2.3.1 Potencial forrageiro
A América Tropical é o maior centro de diversidade de leguminosas do
mundo. Devido a diferentes combinações de condições edáficas e climáticas, o
Brasil apresenta-se como um dos mais importantes centros de diversificação de
plantas. Muitos grupos de plantas de interesse econômico apresentam elevada
diversificação no Brasil, particularmente leguminosas silvestres. Este é o caso de
inúmeros gêneros com espécies reconhecidamente importantes como plantas
forrageiras (Queiroz & Coradin, 1995).
Dentre as espécies de elevado potencial para melhorar os sistemas de
produção animal estão as leguminosas arbustivas, pois seu rendimento de
forragem normalmente é maior que o das leguminosas herbáceas; podem tolerar
melhor o manejo inadequado e algumas têm a capacidade de rebrotar e oferecer
forragem de boa qualidade em localidades com secas prolongadas (Argel &
Lascano, 1998).
Essas características são especialmente importantes para regiões como o
semi-árido do nordeste brasileiro, com aproximadamente 100 milhões de
hectares, cuja importância econômica reside na caprinocultura e bovinocultura.
Esta pecuária depende basicamente da pastagem nativa (Caatinga) que é
constituída principalmente de espécies arbustivo-arbóreas e apresenta um baixo
desempenho. No entanto, o potencial para o aumento desse desempenho é
amplo, especialmente por meio do uso racional dos recursos forrageiros nativos
existentes na região semi-árida (Sousa & Oliveira, 1995).
As leguminosas arbustivas são utilizadas tradicionalmente em sistemas
de produção, mas só nos últimos 20 anos os pesquisadores têm demonstrado um
crescente interesse no seu emprego em sistemas agrícolas em áreas tropicais. A
10
investigação sobre estas espécies de leguminosas arbustivas em sistemas
agrícolas avançados tem se concentrado em sua utilização como componente
secundário, enquanto que em sistemas tradicionais, especialmente de pequenos
produtores, formam parte integral do sistema de produção (Kerride & Lascano,
1995). Estas espécies proporcionam alimento, lenha, forragem e contribuem para
melhorar o solo mediante a fixação e reciclagem de nitrogênio, o aporte de
matéria orgânica e a prevenção da erosão. Por isso, é comum denominá-las
como árvores e arbustos de usos múltiplos ou multipropósitos.
Algumas espécies arbustivas, como Leucaena leucocephala, Gliricidia
sepium e Sesbania sesban,têm recebido mais atenção que outras, como Cratylia
(Kerride & Lascano, 1995). Apesar de serem mais conhecidas e investigadas,
estas leguminosas arbustivas estão marginalmente adaptadas a solos ácidos e
épocas de secas prolongadas, ao contrário de Cratylia argentea, que pode ser
considerada uma boa alternativa, pois se destacou entre as leguminosas
arbustivas avaliadas nessas condições pelo CIAT (Perdomo, 1991).
Uma notável característica de C. argentea, além da sua capacidade de
adaptação a solos ácidos, é a habilidade de reter as folhas e de rebrotar durante
períodos de secas prolongadas. Esta resistência à seca está associada à
profundidade do seu sistema radicular, que alcança 2 metros ou mais (Pizarro et
al., 1995).
A Embrapa, por meio do Centro Nacional de Pesquisa de Gado de Leite,
tem atuado ativamente na pesquisa de novas soluções para a pecuária leiteria
(Passos, 1997). Muitas espécies forrageiras vêm sendo estudadas e selecionadas
por pesquisadores para a alimentação de bovinos. Dentre as leguminosas
forrageiras estudadas por aquele Centro, Cratylia argentea se destacou na
capacidade de produção na Zona da Mata de Minas Gerais (Xavier & Carvalho,
1995).
11
As cinco espécies do gênero reconhecidas por Queiroz & Coradin (1995)
foram avaliadas em relação ao potencial como forrageira. C. mollis e C.
argentea apresentaram crescimento similar e foram consideradas espécies com
potencial forrageiro, ao contrário de C. bahiensis, C. hypargyrea e C. intermedia
que apresentam baixa disponibilidade de folhagem. No entanto, estas espécies
podem ser fontes valiosas de genes para adaptação em solos salinos (C.
hypargyrea) ou para tolerância a geadas (C. intermedia) (Sousa & Oliveira,
1995).
Do ponto de vista da qualidade nutricional, que no caso de plantas
forrageiras é função da composição química, digestibilidade e consumo
voluntário, a informação disponível sobre C. argentea sugere que esta
leguminosa pode ser uma excelente alternativa para a alimentação de ruminantes
no trópico, particularmente na época da seca (Lascano, 1995).
O valor nutritivo de C. argentea está entre os maiores relatados para
leguminosas arbustivas adaptadas a solos ácidos. O teor de proteína está entre
18% e 30% de matéria seca (Cratylia..., 2005; Schultze-Kraft, 1996), a
digestibilidade in vitro da matéria seca pode alcançar 60%-65% (Cratylia...,
2005) e, em contraste com muitas outras leguminosas arbustivas tropicais, C.
argentea não contém traços de taninos (Cratylia..., 2005; Lascano, 1995).
Resultados de análises químicas realizadas em amostras de leguminosas
arbustivas na estação de Quilichao (Colômbia) do CIAT mostraram que a
folhagem aproveitável para os animais (folhas + talos finos) de C. argentea de 3
meses de rebrote apresentou um conteúdo de proteína bruta (23%) similar ao de
outras espécies conhecidas como Calliandra calothyrsus (24%), Erythrina
poepigiana (27%), Gliricidia sepium (25%) e Leucaena leucocephala (27%)
(Perdomo, 1991).
No entanto, apesar dessas qualidades, a C. argentea tem sido pouco
utilizada e difundida entre os produtores, em decorrência da escassez de
12
informações de pesquisas com esta espécie no Brasil. Em contrapartida, em
outros países como a Costa Rica, mesmo sendo um germoplasma introduzido, C.
argentea está sendo utilizada com sucesso na suplementação de vacas leiteiras
na época da seca (Argel & Lascano, 1998).
Até o momento, uma cultivar, cv. Veraniega foi lançada na Costa Rica,
como resultado de uma coleta inicial no Brasil de onze acessos no início dos
anos 1980. Mais recentemente, coleções têm aumentado a base genética de C.
argêntea e de 40 a 50 acessos estão sob avaliação pelo Centro Internacional de
Agricultura Tropical (CIAT) na Colômbia e Costa Rica. As diferenças
morfológicas entre os acessos são aparentemente limitadas.
C. argentea se multiplica facilmente por sementes, mas não por
material vegetativo (Pizarro et al., 1997). Produz sementes de boa qualidade e
sem marca de latência física (dureza) ou fisiológica; portanto, não necessita de
escarificação (Mass, 1995) e é superficialmente semeada com aproximadamente
2cm de profundidade.
Em estudos reprodutivos conduzidos nas populações de duas espécies
mantidas em bancos ativos de germoplasma verificou-se que Cratylia argentea
e Cratylia mollis apresentaram taxa de autopolinização natural não significativa,
mas apresentaram sucesso na formação de frutos em autopolinizações artificiais
(7,2% para C. argentea e 23% C. mollis), bem como em polinizações cruzadas
(14,9% para C. argentea e 12% para C. mollis) mostrando que as duas espécies
apresentam capacidade de reprodução por autogamia e alogamia (Queiroz et al.,
1997). Essas informações, aliadas ao conhecimento da ecologia da polinização
por abelhas de grande porte, indicam que essas espécies são predominantemente
alógamas e que, para a obtenção ou manutenção por via sexual de genótipos
puros destas espécies, são necessários cruzamentos autogâmicos controlados ou
isolamento reprodutivo (Queiroz et al., 1997).
13
2.3.2 Produção de lectinas
A lectina é uma proteína presente, em sua maioria, nas plantas da família
Fabaceae. Ela pode ser definida como uma proteína animal ou vegetal
(usualmente uma glicoproteína) que se combina especificamente com um
antígeno para produzir um fenômeno tal qual uma reação imunológica. Elas são
partículas receptora-específicas capazes de aglutinar uma variedade de tipos
celulares (Toms, 1981).
A subfamília Papilionoideae é a que possui maior número de espécies
que apresentam hemaglutininas. Dos gêneros mais estudados, 150 pertencem a
esta subfamília (Toms, 1981).
Pesquisas com lectinas extraídas de sementes de C. mollis, para fins
terapêuticos, vêm sendo desenvolvidas. A forma como este tipo de proteína age
no organismo é uma das mais eficazes no tratamento de doenças infecto-
contagiosas e até mesmo o câncer, devido ao fato de ela agir sobre células
específicas do corpo humano, reduzindo, assim, a ocorrência de efeitos
colaterais (UFPE..., 2001).
Outras aplicações biológicas do uso da lectina incluem a inibição do
crescimento de células tumorais (Lin et al., 1970) e localização histoquímica de
resíduos específicos de carboidratos na superfície das células (Thoss & Ross,
1975).
O papel das lectinas nas plantas vivas tem sido motivo de muitas
especulações. Uma possível função destas proteínas nas plantas seria a de
proteção contra o ataque de herbívoros predadores e bactérias patogênicas
(Toms, 1981). Um trabalho utilizando lectina isolada de sementes de C.
argentea mostrou que esta tem atividade inseticida contra Callosobruchus
maccukatus, espécie de larva que ataca sementes de Vigna unguiculata (Oliveira
et al., 2004).
14
2.4 Análise cariotípica
O termo cariótipo aplica-se ao ordenamento sistematizado dos
cromossomos de uma única célula, preparado por fotografia, com a extensão em
significado de que os cromossomos de uma única célula podem tipificar os
cromossomos de um indivíduo ou, inclusive, de uma espécie (Spotorno, 1985).
Um cariótipo é o resumo de todas as características do complemento
cromossômico na metáfase mitótica (Shan et al., 2003) e a análise de cariótipos
de espécies relacionadas pode gerar informações sobre a evolução
cromossômica dentro de um grupo (Dimitrova & Greilhuber, 2000; Gonzaléz-
Aguilera & Fernandez-Peralta, 1984; Stebbins, 1971).
A análise do cariótipo traz também uma grande contribuição a estudos
evolutivos porque os cromossomos constituem o próprio material genético e,
portanto, suas alterações são quase sempre significativas para o rumo evolutivo
das espécies (Guerra, 1988).
O estudo da simetria dos cariótipos também é uma forma de comparar
espécies relacionadas. As espécies que possuem cariótipos simétricos são
consideradas aquelas que possuem cromossomos com tamanhos
aproximadamente iguais e que têm centrômeros nas regiões medianas e
submedianas. Já as espécies com cariótipos assimétricos apresentam
cromossomos com tamanhos variados e cromossomos nas regiões subterminais e
terminais. Em geral, cariótipos simétricos são considerados mais primitivos e
cariótipos assimétricos, mais especializados (Stebbins, 1971).
Há grupos em que seus cariótipos são extremamente semelhantes, de
modo que nem sempre a citotaxonomia traz contribuições significativas a
estudos taxonômicos e evolutivos.
Além do estudo do cariótipo, os estudos meióticos são de grande valia,
uma vez que a meiose é um evento de alta estabilidade evolutiva que culmina na
15
redução, pela metade, do número cromossômico e uma meiose com curso
normal e harmonioso assegura a viabilidade dos gametas (Pagliarini,
2002).
O estudo da estabilidade meiótica, juntamente com a análise da
viabilidade do grão de pólen, permite indicar o potencial para cruzamentos da
planta, fornecendo subsídios para usos futuros em programas de seleção,
cruzamento e produção de sementes viáveis (Vargas et al. 2004).
Números cromossômicos têm comprovado valor nas revisões e na
melhoria da classificação de espécies de Fabaceae, além de auxiliar no
entendimento da evolução da família. Os números cromossômicos são
constantes em muitos gêneros e mesmo dentro de algumas tribos, mas, quando
usados em conjunto com outros dados, têm mostrado maiores evidências nas
relações de parentesco entre determinadas espécies (Goldblatt, 1981).
Para Papilionoideae, a maior dentre as subfamílias de Fabaceae, com 32
tribos, os números cromossômicos variam de n=7 até n=26, em algumas
espécies do gênero Lupinus (Goldblatt, 1981).
O número cromossômico da maioria das espécies já estudadas de
Papilionoideae é 2n=22, que existindo ampla variação para os números básicos
de cromossomos propostos (x= 8, 10, 11, 12, 13, 14, 18 e 20) (Battistin &
Vargas, 1989).
Dentre as espécies com 2n=22 cromossomos estão: Macroptilium sp,
Phaseolus sp, exceto P. peduncularis com 2n=20, Vigna sp, exceto V.
peduncularis, com 2n=18 (Forni-Martins, 1989) e Centrosema sp com números
iguais a 2n=18 e 22 (Battistin & Vargas, 1989).
Foram encontrados, na literatura, dados sobre o número cromossômico
de quatro gêneros atualmente representantes da subtribo Diocleinae: Canavalia,
Camptosema, Dioclea e Galactia.
16
Das cinquenta espécies do gênero Canavalia, seis apresentam n=11
(Goldblatt, 1981). Mais recentemente, em um estudo com duas espécies do
gênero, Canavalia brasiliensis e C. gladiata, o número 2n=22 foi observado
(Alves & Custódio, 1989). Além deste gênero, também em um outro, Dioclea, o
número n=11 foi considerado para cinco espécies do total de trinta do gênero
(Goldblatt, 1981).
No que se refere às espécies do complexo Camptosema-Cratylia-
Galactia, apenas Cratylia não possui registros de números cromossômicos.
Goldblatt (1981) relatou a presença de duas espécies de Camptosema com
2n=22 cromossomos de um total de vinte e três espécies existentes e para o
gênero Galactia, 9 espécies apresentam 2n=22 cromossomos, de um total de
cinquenta existentes (Goldblatt, 1981).
Também são encontrados estudos citogenéticos envolvendo leguminosas
forrageiras mais usadas, como Leucaena, Desmodium e Lathyrus, dentre outras.
O gênero Leucaena é um dos mais estudados. Um trabalho envolvendo a análise
do número cromossômico de seis diferentes espécies do gênero relatou a
presença de quatro espécies diplóides e duas tetraplóides (Palomino et al., 1995).
A espécie do gênero mais difundida como forrageira L. leucocephala, possui
2n=104 cromossomos (Cardoso et al., 2000) e das espécies do gênero
Desmodium utilizadas como forrageira, todas apresentam 2n=22 cromossomos,
segundo Bogdan (1977).
17
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Material genético
Foram avaliados dez acessos (2, 3, 4, 5, 6, 15, 22, 24, 27 e 28) de
Cratylia argentea e um acesso de C. mollis provenientes do Banco de
Germoplasma da Embrapa Gado de Leite, Juiz de Fora, MG e da Embrapa
Semi-Árido, Petrolina, PE, respectivamente.
Foram coletadas partes das plantas para a obtenção de exsicatas dos
acessos no período do início do inverno (abril de 2004), época de florescimento
da espécie. Foram montadas exsicatas dos acessos 2, 3, 4, 5, 6, 15, 22 e 28 de C.
argentea, que foram registradas e mantidas no Herbário ESAL do Departamento
de Biologia da Universidade Federal de Lavras, com os números 20021, 20022,
20023, 20033, 20024, 20026, 20029 e 20031, respectivamente. Não foram
montadas exsicatas dos acessos 24 e 27, por causa da ausência de inflorescências
na época da coleta.
A exsicata de C. mollis, proveniente do Banco de Germoplasma da
Embrapa Semi-Árido, Petrolina, PE, também foi registrada (número 20099) e
mantida no Herbário ESAL.
Após comparação entre as características vegetais das exsicatas com os
dados obtidos na chave de identificação de Phaseoleae (Polhill & Raven, 1981)
para confirmar que se tratava de espécies do gênero Cratylia, a identificação dos
acessos ficou restrita à análise de características das inflorescências e das folhas
e foi feita por meio da chave de identificação de Lewis (1987) e por comparação
com descrições taxonômicas já existentes (Queiroz & Coradin, [200-]).
A chave taxonômica considera as seguintes características para a espécie
C. argentea:
18
1. folíolos discolores, devido ao denso indumento branco ou
prateado na face dorsal;
2. face dorsal do folíolo densamente e nitidamente prateada
pubescente;
3. face externa da pétala estandarte é serícea em mais de 1/3,
cálice com 8 mm de comprimento e corola com mais
de 2,2 cm.
Para C. mollis, a chave taxonômica considera as seguintes
características:
1 folíolos discolores devido ao denso indumento branco ou
prateado na face dorsal;
2 face dorsal do folíolo levemente branca-tomentosa, espécie
da Caatinga. (Lewis, 1987).
3.2 Análise citogenética
As análises citogenéticas foram feitas no Laboratório de Citogenética do
Departamento de Biologia da Universidade Federal de Lavras.
3.2.1 Análise cariotípica
Para o preparo das lâminas, sementes foram colocadas para germinar
sobre papel filtro úmido a 34°C no claro, em placas de petri. Quando as raízes
atingiram aproximadamente meio centímetro, foram cortadas e submetidas a
tratamento com 8-hidroxiquinoleína 3mM por 3 a 4 horas, à temperatura
19
ambiente ou a 4
o
C, dependendo do acesso. As raízes foram lavadas com água
destilada e fixadas em álcool metílico:ácido acético (3:1) por, pelo menos, 24
horas, e armazenadas a -20
o
C até o momento do uso.
Para a montagem das lâminas, foi usada a técnica de secagem ao ar com
maceração enzimática (Carvalho, 1995). Para degradação da parede celular as
raízes fixadas foram lavadas com água destilada e submetidas à maceração
enzimática por três horas com complexo enzimático Pectinex NOVO
NORDISK
TM
,em minitubos a 37
o
C.
As lâminas foram coradas com solução de Giemsa 20% em tampão
fosfato 0,1M pH 6,8 por dez minutos, secas ao ar e analisadas usando
microscópio de luz (Olympus BX60).
Para cada acesso, determinou-se o número cromossômico em, pelo
menos, dez metáfases. As imagens das cinco melhores metáfases foram
digitalizadas a partir de microscópio Olympus BX60, via microcâmera digital
Optronics. A partir das imagens, foram medidos o comprimento do braço curto
(BC), o comprimento do braço longo (BL), com os quais foram calculados:
comprimento total dos cromossomos (Cti), comprimento total do lote haplóide
(CTLH), relação de braços (RB=BL/BC) e comprimento relativo
(CR=CTi/CTLH).
A classificação dos cromossomos, no que diz respeito à morfologia, foi
feita de acordo com Guerra (1988), utilizando como critério o valor da relação
de braços (RB), de forma que valores de 1,00 a 1,49 caracterizam os
cromossomos metacêntricos, 1,50 a 2,99 os submetacêntricos, 3,00 a ∞ os
acrocêntricos e ∞ os telocêntricos.
A montagem do cariograma foi feita usando-se a forma tradicional, com
os cromossomos colocados aos pares, seguindo-se a ordem decrescente de
tamanho. A montagem dos idiogramas foi feita utilizando-se as medidas médias
20
dos cromossomos de três metáfases de cada espécie, que foram ordenados pelo
tamanho do braço curto, do maior para o menor (Guerra & Souza, 2002).
Foram realizadas análises de variância para detectar a existência de
variação para o comprimento relativo (CR) de cada um dos onze cromossomos e
para o comprimento total do lote haplóide (CTLH) entre os dez acessos de C.
argentea e 1 de C. mollis. Estas análises foram feitas em delineamentos
inteiramente casualizados, considerando-se os onze acessos (tratamentos) e três
metáfases (repetições). O modelo estatístico adotado foi:
Y
ij
= m + t
i
+ e
ij
em que:
Y
ij
= é o valor observado referente à repetição j do tratamento i, com i=
1,2, ...., 11 e j = 1,2,3.
m = média geral do experimento
t
i
= tratamentos com i = 1,2,....., 11
e
ij
= erro experimental referente à repetição j do acesso i.
Os cariótipos foram classificados usando-se as categorias propostas por
Stebbins (1971), que sugere doze tipos de cariótipos, de acordo com o
reconhecimento de três categorias relacionadas com a razão entre o maior e o
menor cromossomo do complemento e quatro categorias relacionadas à
proporção de cromossomos acrocêntricos e telocêntricos. Para descobrir a
assimetria dos cariótipos mais precisamente, foi quantificada a assimetria de
acordo com os critérios estabelecidos por Zarco (1986), que leva em conta a
assimetria devido às relações entre os braços cromossômicos ou
21
intracromossomal, dada pelo índice A
1
e devido às relações entre o tamanho dos
diferentes cromossomos, ou intercromossomal, dada pelo índice A
2
, obtidos da
seguinte forma:
n
B
b
A
n
i
i
i
∑
=
−=
1
1
1
x
s
A =
2
em que n é o número de pares de homólogos, b
i
é o comprimento médio
dos braços curtos de cada par de homólogos, B
i
é o comprimento médio dos
braços longos, x é a média do comprimento total dos cromossomos e s o desvio
padrão (Zarco, 1986)
3.2.2 Análise meiótica
Para a análise meiótica, foram coletados botões florais com diferentes
tamanhos do acesso 28, o mais abundante dentre os acessos do Banco de
Germoplasma da Embrapa Gado de Leite. Para a obtenção de células meióticas,
os botões florais foram coletados antes da antese e imediatamente fixados em
metanol: ácido acético (3:1).
Foi utilizada a metodologia de secagem ao ar com maceração enzimática
adaptada para flores de tamanho reduzido, descrita por Praça et al (2000). Para o
preparo da suspensão celular, foram utilizadas aproximadamente 40 anteras
provenientes de 12 botões florais. As anteras foram transferidas para um
microtubo de 0,3 mL adaptado, em sua extremidade, com uma tela de poliéster
(60µm). O material foi lavado em água destilada e, posteriormente, imerso em
solução enzimática concentrada Pectinex, por 20 minutos, a 34ºC.
22
Após a maceração enzimática, as anteras foram novamente lavadas e o
tubo adaptado colocado em outro microtubo contendo água destilada. As
anteras foram fragmentadas mecanicamente com o auxílio de um estilete
adaptado para a retirada das células-mãe do grão de pólen (PMCs).
A suspensão celular resultante foi centrifugada a 2.000 rpm por três
vezes, realizando trocas sucessivas de água destilada. Após a última
centrifugação, a água foi retirada e completou-se o volume com fixador
metanol:ácido acético (3:1) gelado.
A suspensão celular foi ressuspendida e utilizada para a preparação de
cada lâmina (cerca de 5 gotas/lâmina). As lâminas foram secas ao ar e em placa
aquecedora, submersas em ácido acético 45% gelado durante 10 segundos e
coradas em solução de Giemsa 5% em tampão fosfato 0,1M pH 6,8 por 3
minutos.
3.2.3 Viabilidade do grão de pólen do acesso 28
Botões florais foram coletados de plantas do acesso 28 e fixados em
etanol:ácido acético (3:1). Anteras foram seccionadas sobre lâmina, liberando os
grãos de pólen. Em seguida, estes foram corados com Corante de Alexander
(Alexander, 1980) e cobertos com lamínula. Estas foram seladas e armazenadas
em câmara úmida. Após 12 horas, as lâminas foram analisadas em microscópio
Leica DMS. Consideraram-se viáveis os grãos de pólen corados de roxo e
inviáveis os corados de verde. Foram montadas 20 lâminas e analisados 10
campos por lâmina (média de 50 grãos de pólen por campo) para a análise da
viabilidade.
23
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 Cariótipo de C. argentea e C. mollis
Todos os acessos de C. argentea, bem como o acesso de C. mollis,
apresentaram 2n=22 cromossomos (Figuras 1 e 2).
Pertencentes à subtribo Diocleinae, espécies dos gêneros Camptosema e
Galactia, agrupadas juntamente com Cratylia formando um complexo, também
apresentam 2n=22 (Goldblatt, 1981). Para a subtribo Phaseolineae, a maioria das
espécies já estudadas apresenta 2n=22 cromossomos, mas há relatos de gêneros
e de algumas espécies de certos gêneros com números cromossômicos diferentes
de 2n=22, como em Vigna, que tem espécies com 2n=20 (Goldblatt, 1981). Há
também relatos de 2n=24, apesar da maioria possuir 2n=22 cromossomos
(Bandel, 1973; Darlington & Wyle, 1955, citado por Forni-Martins, 1989).
Com relação ao número básico, a maioria dos grupos papilionados
tropicais apresenta números cromossômicos básicos variando de x=10 a 12
(Goldblatt, 1981).
A tribo Phaseoleae, com exceção da subtribo Erytrineae e de alguns
outros gêneros, parece ser um grupo uniforme citologicamente, sendo x=11,
possivelmente, o número cromossômico básico de todas as subtribos e 2n=22 o
número mais freqüentemente encontrado.
24
FIGURA 1 Metáfases dos acessos 2 (A), 3 (B), 4 (C), 5 (D), 15 (F) e
prometáfase do acessos 6 (E), com 2n=22 cromossomos (barra =
10 µm).
25
FIGURA 2 Metáfase dos acessos 22 (G), 24 (H), 28 (J), C. mollis (K) e
prometáfase do acesso 27 (I), com 2n=22 cromossomos (seta
mostrando estruturas semelhantes a satélites) (barra = 10 µm).
26
Em relação ao tamanho dos cromossomos, observou-se relativa
uniformidade entre os acessos aqui estudados (Tabela 1).
Para as medidas de comprimento total do lote haplóide em C. argentea, a
variação encontrada foi de 31,61µm para o acesso 15 a 44,38µm para o acesso 3.
Apesar de essa diferença ser aparentemente grande, 12,77µm, a análise de
variância revelou que não existe diferença significativa entre os acesso de C.
argentea e tampouco entre esses e o acesso de C. mollis, que apresentou CTLH
de 37,85 µm (Tabela 2).
O comprimento relativo (CR) dos cromossomos, por representar a
proporção de cada cromossomo dentro do total do lote haplóide (Cti/CTLH) é
uma medida muito confiável para comparar acessos e até espécies diferentes.
Em termos individuais, o cromossomo mais longo (cromossomo I) dentre os
acessos de C. argentea foi observado no acesso 4, representando 14,23% do
total do genoma e o menor no acesso 28, com 12,34%. Já para o cromossomo
mais curto (cromossomo XI), o valor mais alto encontrado dentre os acessos de
C. argentea foi observado no acesso 28, representando 7,33% do total do
genoma, enquanto que, no extremo oposto, este cromossomo do acesso 24
representa 6,06%.
Para C. mollis, os resultados não diferiram dos encontrados em C.
argentea. O valor médio para o cromossomo I em C. mollis foi de 13,52% do
total do genoma e, para o cromossomo XI, foi de 6,64% e estes valores estão
dentro da amplitude de variação para os mesmos cromossomos da espécie C.
argentea. Estes valores e os valores para os outros nove cromossomos, no caso
do presente trabalho, não revelaram diferenças significativas entre os acessos de
C. argentea, nem mesmo para os de C. mollis comparados com aqueles (Tabela
3).
27
TABELA 1 Valores médios, em micrômetros, das variáveis cromossômicas dos 10 acessos
de C. argentea e 1 de C. mollis (C = cromossomo; Cti = comprimento total do cromossomo;
CR = comprimento relativo; CTLH = comprimento total do lote haplóide; CM =
comprimento médio dos cromossomos).
C. argentea 2 C. argentea 3 C. argentea 4 C. argentea 5 C. argentea 6
C
Cti CR Cti CR Cti CR Cti CR Cti CR
I
5,31 0,1282
6,26 0,1412
5,31 0,1423
5,20 0,1321
4,82 0,1350
II
4,77 0,1152
5,24 0,1181
4,29 0,1154
4,52 0,1152
4,00 0,1129
III
4,15 0,1002
4,63 0,1044
3,89 0,1043
4,06 0,1035
3,77 0,1064
IV
3,96 0,0955
4,08 0,0919
3,53 0,0943
3,82 0,0976
3,37 0,0946
V
3,81 0,0919
3,92 0,0883
3,36 0,0896
3,60 0,0918
3,25 0,0909
VI
3,63 0,0877
3,73 0,0840
3,19 0,0846
3,44 0,0878
3,09 0,0863
VII
3,39 0,0819
3,63 0,0818
3,00 0,0800
3,20 0,0816
2,99 0,0836
VIII
3,33 0,0803
3,54 0,0796
2,92 0,0776
3,09 0,0788
2,88 0,0804
IX
3,20 0,0773
3,29 0,0741
2,80 0,0748
3,01 0,0767
2,75 0,0767
X
3,05 0,0737
3,23 0,0726
2,72 0,0723
2,76 0,0703
2,51 0,0703
XI
2,83 0,0682
2,84 0,0638
2,41 0,0647
2,54 0,0645
2,24 0,0629
CTHL
41,43 1,0000
44,38 1,0000
37,42 1,0000
39,24 1,0000
35,67 1,0000
CM
3,77 4,03 3,40 3,57 3,24
“...continua...”
28
“TABELA 1, Cont.”.
C. argentea 15
C. argentea 22
C. argentea 24
C. argentea 27
C. argentea 28
C. mollis
C
Cti CR Cti CR Cti CR Cti CR Cti CR Cti CR
I
4,26 0,1321
4,89 0,1293
4,56 0,1339
4,83 0,1311
5,35 0,1234
5,12 0,1352
II
3,66 0,1135
4,20 0,1126
4,06 0,1194
3,99 0,1080
4,79 0,1099
4,27 0,1129
III
3,31 0,1040
3,87 0,1031
3,47 0,1015
3,71 0,1005
4,21 0,0985
3,90 0,1029
IV
2,99 0,0937
3,67 0,0975
3,27 0,0956
3,59 0,0974
3,95 0,0940
3,68 0,0971
V
2,76 0,0870
3,41 0,0906
3,12 0,0915
3,45 0,0935
3,81 0,0894
3,48 0,0918
VI
2,72 0,0858
3,23 0,0856
2,95 0,0863
3,29 0,0891
3,73 0,0876
3,36 0,0887
VII
2,63 0,0835
3,13 0,0831
2,90 0,0847
3,13 0,0847
3,64 0,0862
2,98 0,0784
VIII
2,50 0,0800
3,02 0,0800
2,70 0,0790
2,97 0,0803
3,47 0,0814
2,99 0,0790
IX
2,40 0,0771
2,86 0,0764
2,61 0,0765
2,88 0,0778
3,32 0,0789
2,93 0,0774
X
2,30 0,0739
2,73 0,0725
2,44 0,0710
2,72 0,0734
3,21 0,0768
2,65 0,0701
XI
2,14 0,0687
2,59 0,0688
2,08 0,0606
2,39 0,0644
2,96 0,0733
2,51 0,0664
CTHL
31,67
1,0000
37,60
1,0000
34,16
1,0000
36,95
1,0000
42,43
1,0000
37,85
1,0000
CM
2,88 3,42 3,11 3,36 3,86 3,44
29
TABELA 2 Análise de variância de dez acessos de C. argentea e um de C.
mollis para a variável comprimento total do lote haplóide.
FV GL QM F Prob
Tratamentos 10 40,666 1,1648
ns
0,3636
Resíduos 22 34,914
CV(%) 15,52
ns
não significativo, a 5% de probabilidade pelo teste F.
TABELA 3 Análise de variância de dez acessos de C. argentea e um de C.
mollis para a variável comprimento relativo para os onze pares
cromossômicos.
FV
GL
QM
F
Prob
CV(%)
Acesso/cromossomo 1
10
0,0074
1,20
ns
0,3438
5,89
Erro 22 0,0062
Acesso/cromossomo 2 10 0,0028
0,67
ns
1 5,62
Erro 22 0,0041
Acesso/cromossomo 3 10 0,0014
1,25
ns
0,3143 3,28
Erro 22 0,0011
Acesso/cromossomo 4 10 0,0011
2,21
ns
0,0587 2,39
Erro 22 0,0005
Acesso/cromossomo 5 10 0,001
2,77
ns
0,0210 2,10
Erro 22 0,0004
Acesso/cromossomo 6 10 0,0008
1,41
ns
0,2300 2,76
Erro 22 0,0006
Acesso/cromossomo 7 10 0,0014
1,34
ns
0,2690 3,90
Erro 22 0,001
Acesso/cromossomo 8 10 0,0003
0,51
ns
1 3,27
Erro 22 0,0007
Acesso/cromossomo 9 10 0,0005
0,43
ns
1 4,21
Erro 22 0,001
Acesso/cromossomo 10 10 0,001
0,61
ns
1 5,68
Erro 22 0,0017
Acesso/cromossomo 11 10 0,0024
1,10
ns
0,4377 7,29
Erro 22 0,0023
ns
não significativo, a 5% de probabilidade pelo teste F.
30
Comparando-se o tamanho médio dos cromossomos das duas espécies
de Cratylia com os valores para outros gêneros da mesma tribo Papilionoideae
(Phaseolus sp, Vigna sp e Macroptilium sp com valores variando de 1 µm a 3
µm) (Forni-Martins, 1989), observa-se que as duas espécies aqui estudadas
apresentaram cromossomos relativamente grandes. Para C. argentea, estes
valores variaram de 2,88µm (acesso 3) a 4,03µm (acesso 6) e, em C. mollis, o
tamanho médio foi de 3,44µm.
Nas Figuras 3 e 4 estão apresentados, respectivamente, os idiogramas e
cariogramas das duas espécies. Para os acessos de C. argentea, foram
encontrados cinco pares metacêntricos, quatro submetacêntricos e dois
acrocêntricos e para C. mollis, seis metacêntricos, três submetacêntrios e dois
acrocêntricos (Tabela 4).
31
FIGURA 3 Cariogramas de C. argentea (A) e C. mollis (B). Números de 1 a 11
representam cada par cromossômico, do maior (1) para o menor
(11) (seta mostrando estrutura semelhante a satélite) (barra = 10
µm).
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11
A
1
2
3
4
5
6
7 8
9
10
11
B
32
FIGURA 4 Idiogramas de C. argentea 2n=22 (A) e C. mollis 2n=22 (B)
baseados nos dados morfométricos da Tabela 1 (barra = 10 µm).
A
B
33
TABELA 4 Classificação dos pares cromossômicos de C. argentea e C. mollis,
de acordo com Guerra (1988) (RB = razão entre os braços –
BL/BC - e *cromossomos com presença de estruturas semelhantes
a satélites).
C. argentea
C. mollis
PAR
RB Morfologia RB Morfologia
1 1,85 submetacêntrico 1,14 metacêntrico
2 3,60 acrocêntrico 3,33 acrocêntrico
3 1,19 metacêntrico 1,35 metacêntrico
4 1,07 metacêntrico 1,56 submetacêntrico
5 3,24 acrocêntrico 4,25 acrocêntrico
6 1,75 submetacêntrico 1,09 metacêntrico
7 1,86 submetacêntrico 2,33 submetacêntrico
8 1,08 metacêntrico 1,13 metacêntrico
9 1,22 metacêntrico 1,02 metacêntrico
10 2,01 submetacêntrico 1,89 submetacêntrico
11 1,40 metacêntrico* 1,20 metacêntrico*
Apesar da presença de dois pares de cromossomos acrocêntricos nas
duas espécies estudadas no presente trabalho (os pares 2 e 5 em ambas as
espécies – Tabela 4), existe a idéia de que é incomum a presença deste tipo de
cromossomos em Fabaceae (Kumari & Bir, 1989; Souza & Benko-Iseppon,
2004).
De 118 espécies de leguminosas estudadas por Bairiganjan & Patnaik
(1989), apenas 18 apresentam cromossomos acrocêntricos. Mercado-Ruaro &
Delagado-Salinas (1989) analisaram dez espécies de Phaseolus e encontraram
apenas uma com cromossomos acrocêntricos. Em contraste, este tipo de
cromossomo pode ser freqüente em grupos derivados, tais como o gênero Vicia,
e são comuns em V. faba L. (Kumari & Bir, 1989) e em todas as 19 espécies
deste gênero analisadas por Maxted et al. (1991), compondo a totalidade do
cariótipo no caso de V. cuspidata Boiss.
34
Apesar da presença de cromossomos relativamente grandes, a
observação de satélites ficou pouco evidenciada para a maioria dos acessos.
Foram observados, para os acessos 5, 28 e C. mollis (Figuras 5, 2J e 2K,
respectivamente), alguns pares cromossômicos com estruturas semelhantes a
satélites (mostradas com setas). Os melhores resultados parecem ser obtidos
antes de os cromossomos atingirem seu maior grau de condensação.
FIGURA 5 Prometáfase do acesso 2 (2n=22) com estrutura semelhante a
satélite (seta) (barra 10 µm).
35
Outras técnicas, como a do bandeamento NOR (região organizadora do
nucléolo), por serem altamente específicas e corar cromossomos com constrição
secundária que apresentam produtos da transcrição do rRNA, poderiam
determinar com maior precisão o número de constrições ativas das espécies.
De acordo com a metodologia de Stebbins (1971), as espécies C.
argentea e C. mollis têm cariótipos 2A. Os parâmetros numéricos propostos por
Zarco (1986) evidenciaram o caráter simétrico do complemento cromossômico
das duas espécies estudadas. O valor calculado para o índice A
1
de C. argentea
foi 0,33 e de C. mollis 0,31. Estes valores referem-se ao predomínio de
cromossomos metacêntricos nas espécies e o valor 0,31 encontrado para C.
mollis é menor que de C. argentea porque representa a maior quantidade de
cromossomos metacêntricos (6 pares) presentes em C. mollis comparados aos
encontrados em C. argentea (5 pares).
O valor calculado para o índice A
2
foi de 0,18 para C. argentea e de 0,22
para C. mollis. Estes valores também mostram o caráter simétrico do cariótipo
das duas espécies, mas não se referem à morfologia dos cromossomos e sim aos
comprimentos médios de cada um.
Os resultados de comprimento total do lote haplóide, comprimento
relativo dos onze cromossomos e a simetria dos cariótipos foi muito similare
para C. mollis e C. argentea. Estes dados sugerem a idéia de que as duas
espécies aqui estudadas possam ser, na verdade, apenas uma, sendo a espécie C.
mollis um ecótipo de C. argentea.
A existência de ecótipos no gênero já foi observada (Queiroz & Coradin,
1995) e, para o fato de a separação destas espécies estar baseada em dados
relativamente frágeis, como a coloração da face dorsal da folha e a distribuição
geográfica, que no caso é sobreposta, o argumento de que as duas espécies
possam ser na verdade apenas uma, pode ser levado em consideração.
36
A única diferença encontrada entre as duas espécies foi com relação à
classificação dos cromossomos I, IV e VI. Esta diferença pode ser explicada pela
ocorrência da reorganização do material genético no gênero Cratylia. Um
provável tipo de rearranjo que pode ter ocorrido seria a transposição (Figura 6
A). Para os cromossomos I e VI, pode ter ocorrido uma quebra da região da
extremidade do braço maior dos cromossomos de C. argentea que passou para a
região terminal do braço menor dos mesmos cromossomos, tornando-os
metacêntricos em C. mollis. Para o cromossomo IV, que é classificado como
metacêntrico em C. argentea, pode ter ocorrido também uma transposição da
extremidade de um dos braços para o outro, tornando este último maior e
passando a submetacêntrico em C. mollis.
Também podem ter ocorrido eventos de inversão pericêntrica ou ainda
de translocação do material genético (Figura 6 B e 7).
37
FIGURA 6 Possíveis eventos de rearranjos cromossômicos envolvendo duas
espécies do gênero Cratylia. Evento de transposição (A) e
inversão pericêntrica (B) ocorridos nos cromossomos I, IV e VI
de C. argentea, dando origem a cromossomos morfologicamente
distintos em C. mollis.
1.1) Transposição no par I
SM
I
SM
M
1.2) Transposição no par IV
1) Transposição
M
IV
SM
M
1.3) Transposição no par VI
SM
VI
MSM
SM
I
2.1) Inversão pericêntrica no par I
SM
M
Giro
180°
2) Inversão pericêntrica
2.2) Inversão pericêntrica no par IV
M
IV
VI
M
SM
Giro
180°
2.3) Inversão pericêntrica no par VI
SM
VI
SM
M
Giro
180°
A
B
38
FIGURA 7 Possível evento de translocação ocorrido nos cromossomos I, IV e
VI de C. argentea, dando origem a cromossomos
morfologicamente distintos em C. mollis.
Os eventos citados são os mais prováveis porque neles não há perda nem
ganho de material genético, fato observado nas espécies aqui estudadas, já que
não houve diferença significativa entre elas quanto ao CTHL e ao CR de todos
os cromossomos.
SM
I
M
IV
SM
VI
3)
Transloca
ç
ão
M
SM
M
Reorganização
do material
genético
39
No caso de ser verdadeira a hipótese de que C. argentea e C. mollis
tratarem-se de uma única espécie, provavelmente estes eventos geraram
variabilidade intra-específica na morfologia dos cromossomos. Caso contrário,
os mesmos eventos podem ser uma das causas de variação determinantes da
especiação dentro deste gênero, uma vez que estes tipos de rearranjos, assim
como outros, tais quais as fissões, fusões e disploidias, têm um importante papel
na evolução das espécies de plantas (Togby, 1943; Watanabe et al., 1995).
Estudos mais detalhados dos cromossomos, envolvendo outras espécies
do gênero, com uso de técnicas de bandeamento cromossômico e hibridação in
situ, trariam subsídios importantes para verificar essa hipótese de união das duas
espécies em apenas uma categoria específica.
4.2 Meiose e viabilidade do grão-de-pólen do acesso 28 de C. argentea
A meiose do acesso 28 de C. argentea ocorreu de forma normal em
todas as amostras avaliadas. Na diacinese, em 100% das células foram
identificados onze bivalentes, indicando tratar-se de uma espécie diplóide com
2n=22 cromossomos (Figura 8 A). Foi observada a presença de um nucléolo em
um paquíteno (Figura 8 B) e, além disso, verificou-se que 98% dos grãos de
pólen analisados apresentaram-se viáveis (Figura 9). Estes resultados são
importantes, uma vez que o estudo da estabilidade meiótica, juntamente com a
análise da viabilidade do grão de pólen, permite indicar o potencial para
cruzamentos da planta, fornecendo subsídios para usos futuros em programas de
seleção, cruzamento e produção de sementes viáveis (Vargas et al., 2004).
40
FIGURA 8 Células de Cratylia argentea em diacinese, com onze bivalentes
(A) e em paquíteno, apresentando nucléolo indicado pela seta (B)
(barra = 10 µm).
FIGURA 9 Grãos de pólen de Cratylia argentea corados com corante de
Alexander, sendo os de coloração roxa viáveis e os de coloração
esverdeada inviáveis (barra = 10 µm).
B
A
41
5 CONCLUSÕES
1) O número cromossômico de C. argentea e C. mollis é 2n=22.
2) A espécie C. argentea possui a fórmula cariotípica: 5m* + 4sm + 2a e
para C. mollis, a fórmula cariotípica é: 6m* + 3sm + 2a, ambas apresentando
cariótipos simétricos.
3) A diferença encontrada na morfologia dos cromossomos I, IV e VI
das duas espécies pode ser explicada por eventos de rearranjos cromossômicos.
4) As similaridades encontradas entre os resultados de comprimento total
do lote haplóide, o comprimento relativo dos onze cromossomos e a simetria dos
cariótipos das duas espécies sugerem a idéia de que elas possam ser, na verdade,
apenas uma, podendo ser C. mollis, um ecótipo de C. argentea.
42
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