Embriogênese e Desenvolvimento Vegetal: Padrões, Diferenciação e Senescência

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CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO (EMBRIOGÊNESE)
Curso: Agronomia
Disciplina: Fisiologia Vegetal

1 EMBRIOGÊNESE

• Embriogênese: processo pelo qual uma única célula é transformada em uma entidade multicelular com organização característica, normalmente rudimentar.
• Células somáticas também podem sofrer embriogênese sob condições especiais.
• Formação de embriões somáticos a partir de células ou tecidos somáticos;
• Onde acontece a embriogênese? No interior do saco embrionário do óvulo e estruturas associadas que se desenvolvem em uma semente.

2 Visão geral do crescimento e do desenvolvimento vegetal

• O desenvolvimento esporofítico pode ser dividido em três estágios:
• Nas angiospermas, como ocorre a fecundação, a formação do endosperma e do embrião?
• O que acontece depois que a sementes está pronta?

3 A dupla fecundação é uma característica das plantas com flores.

• Com a germinação, o embrião quebra seu estado de dormência e, pela mobilização das reservas, começa o crescimento.
• A germinação ocorre em resposta a uma combinação de fatores: como umidade, temperatura e luz.
• Utilizando as reservas, a plântula constrói sua forma rudimentar, mediante a atividade dos meristemas apicais da raiz e do caule.
• Via fotomorfogênese e posterior desenvolvimento da parte aérea, a plântula torna-se fotossinteticamente ativa, possibilitando o crescimento.

4 DESENVOLVIMENTO VEGETATIVO

• Após crescimento vegetativo, as plantas respondem a uma combinação de estímulos internos e externos, incluindo tamanho, temperatura e fotoperíodo, para fazer a transição para o desenvolvimento reprodutivo.

5 DESENVOLVIMENTO REPRODUTIVO

• Em plantas floríferas, essa transição envolve a formação de meristemas florais especializados que formam as flores.

6 A maioria dos estudos envolvendo embriogênese vegetal foi conduzida com Arabidopsis.

• As células se diferenciam de acordo com suas posições no embrião.

A embriogênese estabelece as características essenciais da planta madura

• Padrão axial – tecidos e órgão são ordenados de forma precisa ao longo de um eixo linear ou polarizado.
• O meristema apical (parte aérea) está numa ponta e o radicular na outra.
• Esse padrão de crescimento é estabelecido durante a embriogênese.
• Padrão radial – os tecidos são organizados em um padrão preciso no interior dos órgãos vegetais.
• Em caules e raízes, os tecido são distribuídos em um padrão radial estendendo-se da parte externa em direção ao centro.
• Meristemas primários são estabelecidos durante a embriogênese, mas ativados após a germinação, formando órgãos e tecidos da planta adulta.

A embriogênese estabelece padrões de desenvolvimento:

• A protoderme é o meristema que origina a epiderme;
• O meristema fundamental produz o córtex e endoderme;
• e O Procâmbio é o meristema que dá origem ao tecido vascular primário e o câmbio vascular.

8 O embrião de Arabidopsis passa por 4 estádios de desenvolvimento

• Os estádios mais importantes da embriogênese de Arabidopsis e muitas outras angiospermas são:
• Estádio globular. É a primeira divisão zigótica, gerando um embrião de 8 células.
• Estádio de coração. Rápidas divisões celulares nos ápices.
• Estádio de torpedo. Alongamento celular ao longo do eixo do embrião (futuros cotilédones).
• Estádio de maturação. É o final da embriogênese, o embrião e a semente perdem água e entram em repouso fisiológico.
• Zona de alongamento: rápido alongamento celular.
• Zona de maturação: diferenciação característica
• Raízes laterais ou ramificações surgem a partir de regiões maduras das raízes.
• O meristema apical da raiz possui vários tipos de células-tronco

DIFERENCIAÇÃO CELULAR

• Diferenciação é o processo pelo qual as células adquirem propriedades metabólicas, estruturais e funcionais distintas das células progenitoras;
• Em plantas, a diferenciação é reversível, ou seja, as células têm a capacidade de se desdiferenciar (cultura de tecidos);
• A capacidade de desdiferenciar demonstra que as células diferenciadas retêm a informação genética necessária para formar uma planta completa, processo denominado totipotência.
• A exceção são as células que perderam o núcleo.

SENESCÊNCIA E MORTE CELULAR PROGRAMADA

O que acontece no outono com as árvores decíduas? Senescência é diferente de necrose? • Necrose é a morte provocada por dano físico, veneno, ... • Senescência é um processo natural, dependente de energia, controlado geneticamente pela própria planta; O que acontece na planta durante a senescência das folhas? • Recuperação dos nutrientes depositados nas folhas que estão entrando em senescência; • Decomposição de muitas proteínas, carboidratos e ácidos nucléicos por meio de enzimas hidrolíticas. • Reutilização de açúcares, aminoácidos e nutrientes minerais transportados via floema para novos locais de síntese. 36 31 32 Em órgãos de plantas e plantas inteiras. • Quais são os principais tipos de senescência? • Senescência foliar sazonal (árvores decíduas) • Senescência foliar sequencial (com certa idade) • Senescência de frutos carnosos e secos • Senescência de cotilédones e órgãos florais • Senescência de tipos celulares especializados (tricomas, traqueídes e elementos de vaso) 37 Senescência é uma série ordenada de eventos citológicos e bioquímicos • Por ser codificada geneticamente, a senescência segue um percurso previsível de eventos celulares; • Em nível citológico, algumas organelas são destruídas e outras podem permanecer ativas; • O cloroplasto é a primeira organela a ser destruída, são destruídos componentes proteicos nos tilacóides e enzimas no estroma; • Os núcleos permanecem intactos até estádios mais avançados da senescência, precisam sintetizar novas enzimas para continuar degradando os tecidos de reserva. 38 A morte celular programada é um tipo especializado de senescência Morte celular programada – é o processo pelo qual as células individuais ativam o programa de senescência, que pode ocorrer: • Na planta inteira ao final do ciclo (senescência monocárpica) • Em órgãos e folhas  • Em células atacadas por patógenos – ilha circular de células necróticas.