Angiospermas reprodução: o que acontece de verdade
Reprodução em angiospermas é um processo duplo e redundante para quem não presta atenção. O grão de pólen aterrissa no estigma, cresce um tubo polínico pelo estilo, e quando chega ao óvulo duas células espermáticas são liberadas. Uma fecunda o óvulo e forma o zigoto. A outra se une aos dois núcleos polares do saco embrionário e forma o endosperma triploide. Isso se chama dupla fecundação e é exclusivo das angiospermas. Nenhuma outra grupo vegetal faz isso da mesma forma.
Angiospermas reprodução: o passo a passo que funciona
O processo começa com a polinização. Ela pode ser abiótica, pelo vento, ou biótica, por insetos, aves, morcegos. Se você está trabalhando com plantas em condições controladas, como fazemos aqui no laboratório, a polinização manual é mais confiável porque você elimina variáveis desconhecidas. Coletar o pólen da antera e aplicar diretamente no estigma leva cerca de 30 segundos por flor. O tubo polínico leva de 12 horas a vários dias para percorrer o estilo, dependendo da espécie. Em Brassica, por exemplo, é rápido. Em espécies com estilo longo, pode levar semana e meia. Depois da dupla fecundação, o fruto começa a se desenvolver. O ovário se transforma em fruto e os óvulos fecundados viram sementes. O endosperma triploide serve como reserva nutricional para o embrião. Em milho, você vê isso claramente porque o endosperma é abundante e amiláceo. Em leguminosas, o endosperma é absorvido durante o desenvolvimento da semente e as reservas ficam nos cotilédones. Se você não sabe a diferença entre os dois tipos de endosperma (nuclear e albuminoso), já vai travar na hora de interpretar resultados de cruzamentos.
O que muita gente não considera é a incompatibilidade auto. Muitas angiospermas têm mecanismos genéticos que impedem a fecundação quando o pólen vem da mesma planta ou de genótipos muito similares. O sistema mais comum é baseado em alelos S no locus de incompatibilidade. Se o pólen e o estigma compartilham o mesmo alelo S, o tubo polínico para de crescer no estilo. Isso é uma vantagem evolutiva enorme, mas um pesadelo para quem quer fazer cruzamentos Controlados sem emasculação prévia. Eu passei três meses tentando realizar cruzamentos em uma linhagem de feijão que parecia auto compatível, só pra descobrir que tinha um sistema gametofítico de incompatibilidade mal anotado na literatura. A solução foi fazercross-pollination entre plantas geneticamente distantes, usando marcadores SSR para confirmar parentesco antes de qualquer cruzamento. Outro ponto que ninguém explica direito: apomixis. Algumas angiospermas se reproduzem assexuadamente produzindo sementes sem fecundação. O embrião é clonal da mãe. Isso acontece em gêneros como Panicum e Hieracium. Se você está fazendo programa de melhoramento e não percebeu que sua linhagem é apomítica, vai gastar anos selecionando características que na verdade são fixas por clonagem via semente. O diagnóstico é simples: compare o genótipo da progenie com o da mãe em loci marcadores. Se forem idênticos em todos os loci, desconfie de apomixis.
Para praticar o básico de angiospermas reprodução em casa ou no laboratório, o protocolo padrão é: 1. Identificar a floração e o estágio de abertura floral. Flores imaturas são emasculadas retirando as anteras antes da dehiscência, usando pinça de precisão. Isso evita autofecundação acidental.
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2. Coletar pólen de uma planta diferente no momento ideal, geralmente quando as anteras estão abertas e o pólen se desprende facilmente. Em muitas espécies, o pólen perde viabilidade em poucas horas fora da antera. Trabalhe rápido. 3. Aplicar o pólen no estigma da flor emasculada. Em espécies com estigma pegajoso, o pólen adere naturalmente. Em espécies com estigma seco, ajuda umedeçer levemente com água destilada ou soluções nutritivas diluídas.
4. Isolar a flor polinizada com saquinhos de tnil ou papel alumínio para evitar contaminação por pólen indesejado. A etiqueta com data e combinação de cruzamento é obrigatória. Eu já perdi cruzamentos inteiros por falta de rotulagem adequada. 5. Aguardar o desenvolvimento do fruto e amadurecimento das sementes. O tempo varia muito. Em Arabidopsis, cerca de 30 dias. Em espécies perenes, pode ser meses.
Dicas práticas que vêm da prática: a viabilidade do pólen pode ser testada com coloração com acetocarmim ou solução de TTC (cloreto de 2,3,5-trifeniltetratzolio). Pólen viável cora vermelho com TTC. Isso economiza tempo porque você descarta amostras dead antes de perder tempo com a polinização. Em minha experiência, testar 20 grãos por amostra dá uma boa estimativa de viabilidade em 15 minutos. Outro problema comum é a poliembrionia, onde mais de um embrião se desenvolve no mesmo óvulo. Isso é frequente em citros e pode ser vantajoso para enxertia, mas atrapalha análises genéticas se você não separar os embriões corretamente. A solução é dissecar a semente com microscopia estereoscópica e selecionar um único embrião por semente.
O endosperma haploide ou diploide que surge de fecundações abortivas ou de poli-,spermia falha pode gerar sementes inválias. Isso é comum em cruzamentos interespecíficos com barreiras pós-zigóticas. Se você notar que a semente murch antes de completar o desenvolvimento, provavelmente há incompatibilidade genômica entre os pais. Nesses casos, o cultivo de embrião in vitro em meio de cultura MS suplementado com sacarose e hormônios vegetais pode resgatar a semente. O protocolo leva de 4 a 8 semanas para obter plântulas viáveis. Para visualizar todo o processo com mais detalhe, incluindo animações da trajetória do tubo polínico e da dupla fecundação em tempo real, recomendo consultar materiais didáticos de anatomia vegetal avançada ou entrar em contato com bancos de imagens de pesquisas publicadas nas revistas Plant Physiology e New Phytologist. Os dados estão disponíveis abertamente na maioria das vezes.
