Estudos em híbridos F1 artificiais de orquídeas (Orchidaceae) com vistas à esterilidade

• Ano de defesa: 1970
• Autor(a) principal: Stort, Maria Neysa Silva
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ESTERILIDADE; HIBRIDAÇÃO VEGETAL; ORQUÍDEA
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/11/0/tde-20240301-144732/

7.1. No presente trabalho foram estudados os híbridos artificiais F1 inter-genéricos e inter-específicos de orquídeas. Cruzamentos inter-específicos também foram feitos para se poder estimar a esterilidade nos referidos híbridos. 7.2. Foram usados vinte e quatro híbridos artificiais. Desses, seis foram híbridos inter-específicos de Cattleya; seis foram entre Cattleya e Laelia; cinco foram entre Brassavola e Cattleya e os sete restantes foram híbridos inter-genéricos envolvendo outros gêneros de orquídeas. 7.3. Procuramos verificar, através de cruzamentos entre plantas F1, irmãs entre si, o grau de fertilidade dos híbridos. 7.4. Análises feitas em amostras de sementes F2 provenientes desses cruzamentos nos mostraram três tipos de sementes: com embrião morfologicamente bem formado, sem embrião, e com embrião pouco desenvolvido, mal formado. 7.5. A frequência dos três tipos de sementes mostrou-se variável de híbrido para híbrido. 7.6. Encontramos também variações nas frequências das três classes de sementes produzidas por um mesmo híbrido, dependendo das plantas envolvidas nos cruzamentos. 7.7. Como em geral ocorre em outras plantas cruzamentos entre grupos taxonomicamente mais próximos nos deram menor porcentagem de esterilidade do que entre grupos taxonomicamente mais distantes. 7.8. Os híbridos inter-específicos da Cattleya foram os que deram, em média, as menores frequências de sementes sem embrião. Depois seguiram os híbridos em que estão envolvidos Laelia e Cattleya e depois os híbridos entre Brassavola e Cattleya e Cattleya e Schomburgkia. Os híbridos que apresentam os valores médios mais baixos de sementes sem embrião foram aqueles entre gêneros taxonomicamente mais distantes ou seja: entre Laelia e Brassavola; Sophronites e Schomburgkia e Schomburgkia Epidendrum e Brassavola e entre Brassavola e Schomburgkia. 7.9. Comparamos os resultados de sementes F2 sem embrião com as frequências obtidas em sementes provenientes ele cruzamentos intra-específicos. Excluindo-se o híbrido 442, todos os outros mostraram valores médios de sementes sem embrião, superiores aos encontrados em sementes provenientes de cruzamentos intra-específicos. 7.10. Podemos concluir que em orquídeas a hibridação leva à produção de indivíduos estéreis ou parcialmente estéreis. Esporadicamente, em condições artificiais, conseguimos híbridos férteis quando as plantas cruzadas apresentam grande afinidade. 7.11. Nos híbridos que se mostraram estéreis procuramos verificar a causa da esterilidade. Fizemos análise da microsporogênese, germinação de pólen, macrosporogênese, fertilização, formação de embrião germinação das sementes. 7.12. A macrosporogênese e microsporogênese mostraram-se irregulares. Ao lado de alguns gametas normais encontramos, em frequências variadas nos híbridos, gametas defectivos. 7.13. A microsporogênese levou à produção de tétrades sem micronúcleos; tétrades com um e até oito micronúcleos; díades sem micronúcleos; díades com 1, 2 e 3 micronúcleos; tríades sem micronúcleo; tríades com 1, 2 e 3 micronúcleos e nômades. Em todos os híbridos as tétrades sem micronúcleos apareceram em maior frequência. As nômades ocorreram em baixa frequência. 7.14. Em geral as tétrades sem micronúcleos mostraram aspectos normal. Pelas técnicas usuais não se distinguiram uma tétrade normal de uma anormal. 7.15. Através das contagens de número de cromossomos nos microsporócitos haplóides, verificamos que a distribuição dos cromossomos, durante a meiose, mostrou-se irregular mesmo quando houve formação de tétrades. Meiose muito irregular levou à degeneração dos microsporócitos. 7.16. A macrosporogênese irregular manifestou-se principalmente pela não formação de saco embrionário nos óvulos. Igualmente manifestou-se pela formação de óvulos não funcionais. 7.17. Em alguns híbridos microsporogênese irregular afetou a germinação de grãos de pólen (polínias). Polínias com muitos grãos de pólen degenerados não germinaram (híbrido 497) e algumas plantas de outros híbridos. Essas polínias mostraram coloração amarelo-ferrugem e apresentaram-se fortemente aderidas às paredes da antera. Nos híbridos 365 e 368, e em algumas plantas dos outros híbridos, os tubos polínicos formados não chegaram a penetrar no ovário. Na maioria dos cruzamentos feitos os tubos polínicos cresceram por todo o comprimento do ovário. 7.18. Em todos os casos de não germinação de pólen e nos casos onde os tubos polínicos não chegaram a penetrar no ovário os cruzamentos não levaram à formação de frutas. Estes fatos provam a necessidade de uma auxina liberada pelos tubos polínicos no ovário para que este se desenvolva fato já conhecido na literatura de orquídeas (LENZ e WIMBER, 1959). 7.19. A frequência do sucesso nas polinizações mostrou-se variável de híbrido para hibrido. No híbrido 7 (=C. guttata x C. bicolor) todos os cruzamentos levaram à formação de frutos. Nos híbridos 365 (= Brassavola perrinii x Epidendrum ciliare) e 368 (=L. flava x Schomburgkia crispa), apesar de grande número de cruzamentos feitos, não obtivemos frutos após os cruzamentos de plantas F1 irmãs entre si. 7.20. A fertilidade dos gometas masculinos e femininos foi testada também através de retrocruzamentos. Quando usamos o hibrido como fêmea, de um modo geral, as frequências de sem embrião não diferiram muito das frequências encontradas nos cruzamentos de plantas F1 irmãs entre si. Isto seria de se esperar se as espécies fossem normais na sua microsporogênese. De modo geral quando os híbridos F1 foram usados como polinizadores as frequências de sementes sem embrião foram relativamente menores que nos cruzamentos recíprocos. Provavelmente os híbridos de orquídeas mostrem uma maior esterilidade feminina do que masculina. 7.21. Na maioria dos híbridos apesar do ovário apresentar óvulos com saco embrionário formado e ao lado deles muitos tubos polínicos, a polinização não se processou. Não houve formação do zigoto e o saco embrionário se degenerou. 7.22. Na época da fertilização encontramos em muitos óvulos no trajeto a ser percorrido pelos tubos polínicos, uma formação granular, de composição mucosa. Nos casos essa formação se mostrou bastante acentuada a fertilização não ocorreu. O saco embrionário se degenerou. Não conseguimos saber qual papel dessa formação. Pensamos que esteja relacionado à funcionalidade anormal de um dos gametas do hibrido, ligada provavelmente à sua formação irregular. 7.23. Os zigotos formados levaram à produção de embrião. Não encontramos, nos híbridos estudados, casos degeneração dos zigotos. Este fato, corrobora as ideias de LENZ e WIMBEH (1959) ele que orquídeas não ocorrem barreiras que funcionam por degeneração do zigoto. 7.24. Nem todos os embriões formados mostraram aspectos e tamanhos normais. Em todos os híbridos encontramos, em frequências variadas, ao lado de sementes com embrião morfologicamente bem formado, sementes com embriões pequenos, mal formados. Esses embriões ocorrem sempre em baixas frequências. 7.25. Sementes com embriões pequenos não germinaram. Também não germinaram muitas sementes com embrião de aspecto normal. Por simples análise microscópica não podemos distinguir ente essas ultimas sementes as que tem capacidade de germinação das que não possuem. 7.26. A frequência de germinação das sementes em geral foi baixa. 7.27. A maioria dos híbridos apresentou vários tipos de barreiras de isolamento relacionadas à esterilidade. Com base na maior ou menor afinidade taxonômica existente entre as plantas cruzadas achamos conveniente distribui-las em grupos a saber: grupo O que reúne as plantas cruzadas a fim de podermos avaliar a esterilidade existente nos híbridos; A que reúne os híbridos inter-genéricos entre Laelia e Cattleya; C1 que reúne os híbridos entre Cattleya e Schomburgkia; C2 que reúne os hibrido entre Cattleya e Brassavola; D que reúne os outros híbridos inter-genéricos estudados. 7.28. Embora a maioria dos grupos apresente as várias barreiras de isolamento que encontramos nos híbridos estudados, ficou evidenciado que estas barreiras se tornam mais pronunciadas e mais frequentes à medida que as plantas cruzadas se afastam do grupo O. Realmente, o grupo O (testemunho) apresentou algumas barreiras incipientes que se manifestaram principalmente na microsporogênese, macrosporogênese e na formação do embrião. O grupo A, apresentou estas mesmas barreiras em frequências mais pronunciadas quando comparadas ao grupo O. Em alguns híbridos desse grupo (híbridos 7, 404 e 442) barreiras já começaram a se evidenciar no momento da fertilização. Nos outros híbridos do mesmo grupo (híbridos 516, 501 e 487) essas barreiras já mostraram bastante características. Manifestou-se pelo aparecimento de formação mucosa bem evidente nos óvulos. No grupo B (híbridos entre Laelia e Cattleya) encontramos os mesmos tipos de barreiras de isolamento apresentadas pelo grupo A, porem com microsporogênese mais irregular. A barreira de isolamento que se manifestou no momento da fertilização abrangeu praticamente todos os híbridos desse grupo, com exceção de hibrido 508, diferentemente do grupo A, no qual apenas poucos híbridos apresentaram essa barreira. O grupo B1 (híbridos entre Cattleya e Schomburgkia) mostrou microsporogênese ainda mais irregular que o grupo B e todos os seus híbridos apresentaram barreiras de isolamento no momento da fertilização, o que ocorreu com parte dos híbridos de B. O grupo C2 (híbridos entre Cattleya e Brassavola) mostrou microsporogênese mais irregular que o grupo precedente. O hibrido 497 foi o que mostrou microsporogênese mais irregular de todos os híbridos desse grupo. Também foi a que apresentou a menor frequência de sucesso nas polinizações. Todos os híbridos mostraram formação mucosa bastante acentuada nos óvulos no momento da fertilização. Finalmente o grupo D apresentou todas as barreiras de isolamento detectadas nos híbridos de maneira bastante acentuada o que fez diferir acentuadamente dos grupos anteriores. Nos híbridos 365, 368 e 497 as barreiras de isolamento manifestaram-se principalmente na germinação das polínias. 7.29. Como conclusões parece-nos ilícito considerar pelos resultados alcançados: a) as orquídeas, embora sejam de origem recente, já apresentam mecanismos que impedem ou limitam o fluxo gênico de uma espécie para outra; b) no tocante à esterilidade dos híbridos, esses mecanismos são evidente em níveis que se acentuam à medida que as plantas cruzadas se afastam taxonomicamente; c) com base no material utilizado, nos foi possível estabelecer cinco níveis crescentes de isolamento; com diferenças progressivamente acentuadas na microsporogênese e na fertilização, menos acentuadas na macrosporogênese e germinação das polínias e não se evidenciando nítida na embriogênese, na qual, ao que parece, desde que sejam vencidas as barreiras anteriores, a reprodução se completa sem grandes embaraços.