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ESTRUTURAS SECRETORAS AULA XIII – PER 2020/BVE 210 ESTRUTURAS SECRETORAS “células isoladas especializadas ou estruturas multicelulares de formato variado eliminando substâncias específicas” Fahn (1979) SECREÇÃO • SÍNTESE • COMPARTIMENTALIZAÇÃO • LIBERAÇÃO/ ARMAZENAMENTO EXCREÇÃO • ONTOGENIA • HISTOQUÍMICA/ QUÍMICA • MORFOLOGIA, ANATOMIA E ULTRA- ESTRUTURA • TAXONOMIA ESTRUTURAS SECRETORAS CARÁTER TAXONÔMICO PARA IDENTIFICAÇÃO → autenticidade de plantas ECONÔMICO → látex → borracha, alcalóide... → óleos essenciais → perfumaria, princípios ativos de medicamentos... → resinas → terebentina, breu... ORIENTAÇÃO DE MÉTODOS DE PROCESSAMENTO DE PLANTAS ABORDAGENS DE ESTUDO IMPORTÂNCIA produtos do metabolismo 1ário CARBOIDRATOS glicose, frutose, sacarose, amido, celulose, pectinas, hemiceluloses etc. PROTEÍNAS proteínas estruturais e enzimas LIPÍDIOS lipídios estruturais e triacilgliceróis produtos do metabolismo 2ário COMPOSTOS FENÓLICOS COMPOSTOS NITROGENADOS (ALCALOIDES) TERPENOIDES produtos não metabolizados SAIS SECREÇÕES VEGETAIS ESTRUTURAS SECRETORAS água água + sais néctar mucilagem óleo essencial resina goma látex enzimas, outras HIDATÓDIOS GLÂNDULAS DE SAL NECTÁRIOS IDIOBLASTOS CAVIDADES CANAIS LATICÍFEROS TRICOMAS GLANDULARES “TRICOMAS” URTICANTES GLÂNDULAS DE PLANTAS CARNÍVORAS COLÉTERES OSMÓFOROS HIDROPÓTIOS CLASSIFICAÇÃO DE ESTRUTURAS SECRETORAS SCHNEPF (1974): TIPO DE MATERIAL substâncias hidrofílicas e lipofílicas ESAU (1977): POSIÇÃO estruturas internas e externas FAHN (1979): GRAU DE MODIFIÇÃO DA SECREÇÃO pouco modificadas modificadas metabolicamente MAUSETH (1988): FUNÇÃO necessidades metabólicas básicas facilidade de interação com outros organismos ÁGUA E SAIS SECREÇÕES NÉCTAR LÁTEX LÁTEX RESINA RESINA MUCILAGEM ÓLEO ESSENCIAL SECREÇÃO INTRACELULAR eliminação de material secretado em compartimentos internos à membrana plasmática MECANISMOS DE SECREÇÃO DE ACORDO COM O LOCAL DE DEPOSIÇÃO DO MATERIAL SECRETADO SECREÇÃO EXTRACELULAR eliminação de material secretado para o exterior da célula ENDÓGENA espaços intercelulares EXÓGENA exterior do órgão ou espaço subcuticular MECANISMOS DE SECREÇÃO DE ACORDO COM O LOCAL DE DEPOSIÇÃO DO MATERIAL SECRETADO HIDATÓDIO • GUTAÇÃO • SECREÇÃO→ água e pequenas quantidades de sais GLÂNDULA DE SAL SECREÇÃO→ água e sais (Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Cl-, SO4 2-, NO3 -, PO4 3- e HCO3 -) Avicenia sp. NECTÁRIO SECREÇÃO: néctar → água, sacarose, glicose e frutose POSIÇÃO→ floral e extra-floral FUNÇÃO→ nupcial e extra-nupcial MORFOLOGIA→ estrutural e não-estrutural Nectários. A-E, I-J, peças inteiras. F, MEV. G, corte transversal. H, corte longitudinal. A-H, nectários extraflorais. I-J, nectários florais. A, D-H, nectários estruturados. B, I-J. nectários não-estruturados. A-C, I-J, nectários nupciais. D-G, nectários extra-nupciais. A, bico-de-papagaio (Euphorbia splendens – Euphorbiaceae). B-C, Coeloygine lawrenciana (Orchidaceae). D-G, urucum (Bixa orellana – Bixaceae). H, ingá (Inga sp. – Fabacae). I, espada-de-são-jorge (Sansevieria trifasciata – Ruscaceae). J, flor-de-cera (Hoya sp. - Apocynaceae). ep, epiderme; es, epiderme secretora; et, estômato; nc, néctar; ne, nectário; pa, parênquima; pn, parênquima nectarífero; tv, tecido vascular. NECTÁRIO NECTÁRIO Distribution of leaf glands of Banisteriopsis muricata and its visitors. A. General view of a branch. Black arrows indicate the presence of ants. B. Detail of the basal third of the leaf blade. C. Gland of the petiole. D. Ant (Solenopsis sp.) foraging on a gland. White arrows indicate leaf glands. lg: leaf gland; sc: secretion. Scale bars = 100 mm (A), 0.05 mm (B, D), 0.01 mm (C). Nery et al. (2017) Ontogeny of the leaf glands of Banisteriopsis muricata. Photomicrographs of cross sections of leaf primordia and leaves stained with toluidine blue (A-G) and scanning electromicrographs (H-J). A-G, I-J. Leaf blade. H. Petiole. A. Leaf primordium before the emergence of the first gland cells. B. Leaf primordium with the first cellular divisions in the protoderm and ground meristem (black arrows). C-E. Developing leaf glands with progressive increase in number and size of cells. F-J. Differentiated leaf glands. G, J. Differentiated leaf glands with the cuticle dilated by the accumulation of secretion (white arrow). H-J. Note that there are no stomata or pores in the secretory epidermis and trichomes only surround the glands. cu: cuticle; dr: druse; ep: epidermis; gm: ground meristem; np: nectariferous parenchyma; pc: phenolic cell; pd: protoderm; sc: secretion; se: secretory epidermis; sp: subnectariferous parenchyma; ss: subcuticular space; tr: trichome; vt: vascular tissue. Scale bars = 25 μm (A-D), 100 μm (E-J). Banisteriopsis muricata (Malpighiaceae) ONTOGENIA DISTRIBUIÇÃO doi: 10.1590/0102-33062017abb0108 IDIOBLASTO SECRETOR OU CÉLULA SECRETORA CÉLULAS ISOLADAS que se diferenciam do tecido adjacente pela forma, conteúdo e função SECREÇÃO→ óleo essencial, resina, mucilagem, compostos fenólicos etc Idioblastos. Cortes transversais (A-B) e paradérmico (C); folha de pariparoba (Piper umbellatum – Piperaceae). bf, bainha do feixe vascular; cm, célula de mucilagem; id, idioblasto; eb, epiderme da face abaxial; ed, epiderme da face adaxial; fi, fibra; fl, floema; fv, feixe vascualar; hi, hipoderme; pc, parênquima clorofiliano; pe, parênquima esponjoso; pp, parênquima paliçádico; se, secreção; xi, xilema. Piper umbellatum (Piperaceae) IDIOBLASTO SECRETOR OU CÉLULA SECRETORA ONTOGENIA - ML Marinho et al. (2011) doi:10.1016/j.flora.2011.07.011 IDIOBLASTO SECRETOR OU CÉLULA SECRETORA Idioblastos. Cortes transversais. D, folha de aguapé (Eichhornia crassipes – Pontederiaceae). E, folha de amendoim-forrageiro (Arachis pintoii – Fabaceae). F, rizoma de gengibre (Zingiber officinaruum – Zingiberaceae). G, rizoma de cará-roxo (Dioscorea sp. - Dioscoriaceae). am, amiloplasto; bf, bainha do feixe vascular; cm, célula de mucilagem; id, idioblasto; eb, epiderme da face abaxial; ed, epiderme da face adaxial; fi, fibra; fl, floema; hi, hipoderme; pc, parênquima clorofiliano; pe, parênquima esponjoso; pp, parênquima paliçádico; pr, parênquima de reserva; se, secreção; xi, xilema. LATICÍFERO SECREÇÃO → LÁTEX (suspensão ou emulsão; cores variadas) hidrocarbonetos poliisoprenos (ex. borracha), triterpenóis, esteróis, ácidos graxos, carotenos, amido, alcalóides, fosfolipídeos, proteínas, constituintes inorgânicos etc. corte transversal corte longitudinal LATICÍFERO isopreno (borracha) Papaver somniferum – Papaveraceae enzima (papaína) Carica papaya – Caricaceae alcalóides (morfina) Hevea brasiliensis – Euphorbiaceae - desenvolvimento multicelular: - fusão dos protoplastos - dissoluão total ou parcial de paredes terminais - desenvolvimento unicelular: - cariocinese sem citocinese - crescimento intrusivo Laticíferos não- articulados Laticíferos articulados Não-ramificados Ramificados Laticíferos não-articulados Anastomosados Não anastomosados Laticíferos articulados Ápice caulinar; figueira (Ficus sp. – Moraceae). Cortes longitudinais (A-D) e transversal no detalhe de D. Setas indicam as primeiras células a formarem os laticíferos. ci, células iniciais; la, laticíferos; fl, floema; mf, meristema fundamental; pc, procâmbio; pd, protoderme; pf, primórdio foliar; xi, xilema. LATICÍFEROS NÃO-ARTICULADOS Caule de seringueira (Hevea brasiliensis – Euphorbiaceae); região próxima ao câmbio vascular. Cortes longitudinais (A-E) e transversal no detalhe de E. Setas indicam pontos de dissolução da parede celular entrecélulas contíguas do parênquima axial. if, inicial fusiforme; ir, inicial radial; la, laticífero; nu, núcleo; pa, parênquima axial; pr, parênquima radial. LATICÍFEROS ARTICULADOS CAVIDADE SECRETORA E CANAL SECRETOR SECREÇÃO → óleo essencial, resina, mucilagem, compostos fenólicos etc ORIGEM: esquizógena/ lisígena/ esquizolisígena corte longitudinal corte transversal CANAL corte transversal corte longitudinal CAVIDADE CAVIDADE SECRETORA Cavidades secretoras. Cortes transversais (A-B, D) e paradérmico (C). A-C, folha de eucalipto (Corymbia sp – Myrtaceae). D, folha de ora-pro-nobis (Pereskia aculeata - Cactaceae). bf, bainha do feixe vascular; cs, cavidade secretora; eb, epiderme abaxial; ed, epiderme adaxial; es, epitélio secretor; ex, extensão da bainha do feixe vascular; fi, fibra; fl, floema; pc, parênquima clorofiliano; pe, parênquima esponjoso; pp, parênquima paliçádico; tv, tecido vascular; xi, xilema. Cavidades secretoras. Cortes transversais (A-C) e paradérmico (D). E, MEV. Folha de limão (Citrus sp. - Rutaceae). cs, cavidade secretora; eb, epiderme abaxial; ed, epiderme adaxial; ic, idioblasto cristalífero; es, epitélio secretor; fi, fibra; fl, floema; lu, lume; pe, parênquima esponjoso; pp, parênquima paliçádico; pq, parênquima de preenchimento; xi, xilema. CANAL OU DUCTO SECRETOR Canais (ductos) secretores. Cortes longitudinal (A) e transversais (B-D). A-B, caule de urucum (Bixa orellana – Bixaceae). C-D, folha de pinheiro-do-paraná (Araucaria angustifolia - Araucariaceae). bf, bainha do feixe vascular; ca, canal secretor; cc, célula com compostos fenólicos; cg, célula guarda; eb, epiderme abaxial; ec, esclereide; ed, epiderme adaxial; ep, epiderme; es, epitélio secretor; fi, fibra; fl, floema; mu, mucilagem; pc, parênquima clorofiliano; pf, parênquima fundamental; lu, lume; pp, parênquima paliçádico; tt, tecido de transfusão; xi, xilema. folha de pinheiro (Pinus sp. – Pinaceae) TRICOMA SECRETOR OU TRICOMA GLANDULAR SECREÇÃO→ óleo essencial, resina, mucilagem, alcalóide, proteína etc. CAPITADO PELTADO CÉLULA BASAL – PEDICELO - CABEÇA SECRETORA capitado/ peltado séssil/ pedunculado TRICOMA SECRETOR OU TRICOMA GLANDULAR Tricomas glandulares. Cortes longitudinais dos tricomas. A, caule de tomate (Solanum lycopersicum – Solanaceae). B, folha de coleus (Plectranthus sp. - Lamiaceae); material fresco. C-D, caule de gerânio (Pelargonium sp. – Geraniaceae). C, corado com sudan; coloração alaranjada indica lipídios. E, caule de calêndula (Calendula officinalis – Asteraceae). an, antocianina; ca, cabeça; cb, célula basal; cl, cloroplasto; cs, célula secretora; ct, cutícula; ep, epiderme; pe, pedúnculo; ps, célula do pescoço; se, secreção. Origanum vulgare (Lamiaceae) Svoboda & Svoboda (2000) TRICOMA SECRETOR OU TRICOMA GLANDULAR TRICOMA GLOBULAR TRICOMA RENIFORME óleo essencial (reagente NADI) compostos fenólicos (cloreto férrico) α-humuleno (princípio ativo) Cordia verbenacea (Boraginaceae) - erva-baleeira TRICOMA SECRETOR OU TRICOMA GLANDULAR Ventrella & Marinho (2008) “TRICOMA” URTICANTE SECREÇÃO→ toxinas EMERGÊNCIAS FOLIARES “Tricomas“ (emergências) urticantes de urtiga (Urtica dioica – Urticaceae). A-D, F, material fresco. E, G-I, MEV. A, aspecto geral do ramo. B-C, detalhes da folha. D- E, ápice da emergência íntegro. F-G, ápice da emergência rompido. H, aspecto geral das emergências e dos tricomas tectores e glandulares associados. I, emergência destacada da superfície foliar. em, emergência; tg, tricoma glandular; tt, tricoma tector. COLÉTER SECREÇÃO→ mucilagem TRICOMAS OU EMERGÊNCIAS ápices vegetativos e florais Cortes longitudinais de ápices caulinares de café (Coffea arabica – Rubiaceae). ac, areia cristalina; co, coléter; ec, eixo central; es, epitélio secretor; pf, primórfio foliar. COLÉTER http://dx.doi.org/10.1016/j.flora.2012.08.005 Coelho et al. (2012) Bathysa cuspidata (Rubiaceae) OSMÓFORO A, peça inteira. B-C, cortes transversais. Aspecto macroscópico dos osmóforos. B, aspecto geral da pétala. C, detalhe de B. D, detalhe dos tricomas. eb, epiderme abaxial; ed, epiderme adaxial; fv, feixe vascular; os, osmóforo; ps, parênquima secretor; tr, tricoma. flor-de-cera (Hoya sp. – Apocynaceae) PERFUMES → terpenos voláteis TECIDOS FLORAIS ESPECIALIZADOS NA SÍNTESE E SECREÇÃO DE FRAGÂNCIAS OSMÓFORO ODORES REPUGNANTES → aminas e amônia (A–H) Morphology and anatomy of B. indica flowers.(A) Flower of B. indica. (B) Unicellular cilium on the corolla lobe margin. (C) Papillae of the corolla lobe. (D) Papillae of the annulus. (E,F) Apex of corolla lobe papilla: subcuticular space with secretor ymaterial (star), endoplasmic reticulum (ER). (G) Section through papila base (upper part picture) and subepidermal secretory cells showing well- developed endoplasmic reticulum(ER), plastids(P) and intercelular space (In). (H) Cup-shaped plastid from subepidermal cell. Boucerosia indica (Apocynaceae) ELAIÓFORO A-B, peças inteiras. C-D, MEV. A, botão floral com elaióforos nas sépalas. B, frutos com elaióforos nas sépalas remanescentes. C, detalhe de uma sépala com elaióforos. D, elaióforos seccionados, exibindo espaço subcuticular onde os lipídios são acumulados. A, Malpighia aquifolia (Malpighiaceae). B, acerola (Malpighia sp. - Malpighiaceae). C-D, cipó-rosa (Banisteriopsis muricata - Malpighiaceae). ct, cutícula; ec, espaço subcuticular; el, elaióforo; es, epiderme secretora; pe, pétala; se, sépala. secreção de lipídios GLÂNDULAS DE PLANTAS CARNÍVORAS • ATRAÇÃO, CAPTURA E DIGESTÃO DE PRESAS (insetos) • Adaptação a solos pobres em nutrientes • ARMADILHAS: tipo jaula/mordedoras, adesivas/colantes, tipo jarros/ascídios e sugadoras • SECREÇÃO → terpenos, mucilagem, enzimas digestivas ? GLÂNDULAS DE PLANTAS CARNÍVORAS ARMADILHA TIPO JARRO OU ASCÍDIO A-C, aspecto geral da planta. D, fases do desenvolvimento do jarro. E, conteúdo de apenas um jarro. F, detalhe dos insetos presentes no jarro. G-H, glândulas jovens. I-J, glândulas mais velhas. gl, glândula digestiva. A-B, Sarracenia (Sarracenia sp. – Sarraceniaceae). C-J, nepentes (Nepenthes sp. - Nepenthaceae); GLÂNDULAS DE PLANTAS CARNÍVORAS Pinguicula sp. (Lentiburiaceae) ARMADILHA ADESIVA OU COLANTE pinguícula (Pinguicula sp. – Lentibulariaceae) GLÂNDULAS DE PLANTAS CARNÍVORAS ARMADILHA ADESIVA OU COLANTE drosera (Drosera sp. – Droseraceae) GLÂNDULAS DE PLANTAS CARNÍVORAS Dionaea sp. (Droseraceae) ARMADILHA TIPO JAULA OU MORDEDORA K, aspecto geral da planta. L, epiderme adaxial (em contato com a presa) com glândulas. gl, glândula digestiva. GLÂNDULAS DE PLANTAS CARNÍVORAS Utricularia sp. (Lentibulariaceae) ARMADILHA SUGADORA
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