Meiosis and pollen viability of Brazil Nut Tree (Bertholletia excelsa Bonpl.)

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i8.30545

Keywords:

Meiotic index; Cytochemistry; Pollen germination.

Abstract

The Brazil nut tree (Bertholletia excelsa Bonpl.) is one of the most important tree species in the Amazon Forest. Reproductive phenology studies help in the development of manual and natural pollination strategies. Pollination is one of the ways to ensure the species survival through the ovule fertilization by the pollen grain. This work aimed to characterize the meiotic behavior, estimate pollen viability and determine the pollen grains reserve content in B. excelsa native in Mato Grosso Amazon. Flower buds were collected at various stages of development in a population, and then they were fixed in a acetic acid solution 3:1 and 70% alcohol. For meiotic analysis, acetic carmine dye was used, for pollen viability, acetic carmine and Alexander's reactive dyes and for cytochemistry, lugol and sudan IV dyes. All observations were performed under an optical microscope. It was observed that the species has 2n=2x=26 chromosomes. Meiosis was considered regular, with a meiotic index of 92.4%, with some latent chromosomes being observed in anaphase I, in addition to irregular segregation of chromosomes and cellular dyssynchrony in anaphase II. Pollen viability through dyes was considered high, above 80%, along with viability through pollen tube germination, which was above 50% in the best culture medium. Cytochemical analysis revealed positivity for starches and lipids, with a higher percentage of lipids. The Brazil nut tree has regular meiosis, high pollen viability and a higher percentage of lipids in its pollen grains.

References

Acar, I., Ak, B. E., & Sarpkaya, K. (2010). Effects of boron and gibberellic acid on in vitro pollen germination of pistachio (Pistacia vera L.). African Journal of Biotechnology, 9(32), 5126-5130.

Ayres, M., Ayres Júnior, M., Ayres, D. L., & Santos, A. D. A. (2007). Aplicações estatísticas nas áreas das ciências bio-médicas. Instituto Mamirauá, 364.

Bajer, A. S., & Vantard, M. (1988). Microtubule dynamics determine chromosome lagging and transport of acentric fragments. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 201(2), 271-281.

Baker, H. G., & Baker, I. (1979). Starch in angiosperm pollen grains and its evolutionary significance. American Journal of Botany, 66(5), 591-600.

Bettiol Neto, J. E., Del Nero, M., Kavati, R., & Pinto-Maglio, C. A. F. (2009). Viabilidade e conservação de pólen de três anonas comerciais. Bragantia, 68, 825-837.

Biondo, E., & Battistin, A. (2001). Comparação da eficiência de diferentes corantes na estimativa da viabilidade de grãos de pólen em espécies dos gêneros Eriosema (DC.) G. Don e Rhynchosia Lour (Leguminosae-Faboideae), nativas na região sul do Brasil. Títulos não-correntes, 15(1).

Catenacci, F. S.; Ribeiro, M.; Smith, N. P.; Cabello, N. B. Bertholletia in Flora e Funga do Brasil. Jardim Botânico do Rio de Janeiro. Disponível em: <https://floradobrasil.jbrj.gov.br/FB23424>. Acesso em: 30 mai. 2022.

Chagas, E. A., Pio, R., Chagas, P. C., Pasqual, M., & Bettiol Neto, J. E. (2010). Composição do meio de cultura e condições ambientais para germinação de grãos de pólen de porta-enxertos de pereira. Ciência Rural, 40, 231-236.

Corrêa, D. J. P., Pereira, T. N. S., Neto, M. F., & Pereira, M. G. (2010). Meiotic behavior of Carica papaya and Vasconcellea monoica. Caryologia, 63(3), 229-236.

Costa, R. S., Môro, F. V., & Oliveira, J. C. D. (2009). Influência do momento de coleta sobre a viabilidade de grão de pólen em maracacujá-doce (Passiflora alata Curtis). Revista Brasileira de Fruticultura, 31, 956-961.

Cruz, C. D. (2016). Genes Software-extended and integrated with the R, Matlab and Selegen. Acta Scientiarum. Agronomy, 38, 547-552.

Dafni, A. (1992). Pollination ecology. A practical approach.

Davide, L. C., Techio, V. H., Nunes, J. D., & Pereira, A. V. (2007). Variação cromossômica numérica em Pennisetum. Ciência e Agrotecnologia, 31, 398-405.

Helena, T. V., Davide, L. C., & Pereira, A. V. (2005). Genomic analysis in Pennisetum purpureum x P. glaucum hybrids. Caryologia, 58(1), 28-33.

Horner, H. T., & Palmer, R. G. (1995). Mechanisms of genic male sterility. Crop science, 35(6), 1527-1535.

Love, R. M. (1951). Varietal Differences in Meiotic Chromosome Behavior of Brazilian Wheats 1. Agronomy Journal, 43(2), 72-76.

Morellato, L. P. C. (1995). As estações do ano na floresta. Ecologia e preservação de uma floresta tropical urbana: Reserva de Santa Genebra. Campinas: UNICAMP, 187-192.

Müller, C. H., Rodrigues, I. A., Müller, A. A., & Müller, N. R. M. (1980). Castanha-do-brasil: resultados de pesquisa. Embrapa Amazônia Oriental-Séries anteriores (INFOTECA-E).

Neto, O. D. S., Karsburg, I. V., & Yoshitome, M. Y. (2006). Viabilidade e germinabilidade polínica de populações de Jurubeba (Solanum paniculatum l.). Revista de Ciências Agro-Ambientais, Alta Floresta, 4(1), 67-74.

Orwa, C. (2009). Agroforestree Database: a tree reference and selection guide, version 4.0. http://www. worldagroforestry. org/sites/treedbs/treedatabases.asp.

Pacini, E., & Hesse, M. (2005). Pollenkitt–its composition, forms and functions. Flora-Morphology, Distribution, Functional Ecology of Plants, 200(5), 399-415.

Pagliarini, M. S. (2000). Meiotic behavior of economically important plant species: the relationship between fertility and male sterility. Genetics and Molecular biology, 23(4), 997-1002.

Pagliarini, M. S., & Pozzobon, M. T. (2004). Meiose vegetal: um enfoque para a caracterização de germoplasma. Anais do II curso de citogenética aplicada a recursos genéticos vegetais. EMBRAPA, Brasília, 24-41.

Pozzobon, M. T., de Bem Bianchetti, L., dos Santos, S., de Carvalho, S. I. C., Reifschneider, F. J. B., & da Costa Ribeiro, C. S. (2015). Comportamento meiótico em acessos de Capsicum chinense Jacq. do Banco de Germoplasma da Embrapa, Brasil. Revista Brasileira de Biociências, 13(2).

Rao, X., Zhang, Y., Yi, Q., Hou, H., Xu, B., Chu, L., & Shi, Q. (2008). Multiple origins of spontaneously arising micronuclei in HeLa cells: direct evidence from long-term live cell imaging. Mutation Research/Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 646(1-2), 41-49.

Risso-Pascotto, C., Pagliarini, M. S., & Valle, C. B. D. (2003). A mutation in the spindle checkpoint arresting meiosis II in Brachiaria ruziziensis. Genome, 46(4), 724-728.

Roveda, A. P., Fernandes, J. M., Tiago, A. V., Cavallari, A. A., dos Santos Cardoso, E., Zortéa, K. É. M., & Rossi, A. A. B. (2021). MORFOLOGIA, ÍNDICE MEIÓTICO, VIABILIDADE POLÍNICA E CITOQUÍMICA DE Erythrina poeppigiana (Walp.) OF Cook. Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais, 12(6), 603-614.

Santos, A. C., Maues, M., & Corrêa, F. D. S. (2013). Viabilidade e germinação do pólen de castanheira-do-brasil (Bertholletia excelsa Bonpl. Lecythidaceae) cultivada em Tomé-Açu/PA. In Embrapa Amazônia Oriental-Resumo em anais de congresso (ALICE). In: CONGRESSO NACIONAL DE BOTÂNICA, 64.; ENCONTRO REGIONAL DE BOTÂNICOS MG, BA E ES, 23., 2013, Belo Horizonte. Anais... Belo Horizonte: SBB, 2013.

Santos, T., Tiago, P., Schmitt, K. F., Martins, K., & Rossi, A. A. (2015). Viabilidade polínica em Bertholletia excelsa Bonpl. (Lecythidaceae) baseada em diferentes testes colorimétricos. Enciclopédia Biosfera, 11(22).

Scorza, R. & Sherman, W. B. P. (1995). In: Janik J.; Moore, J. N. (Ed.). New York: John & Sons, Fruit brecding. 325-440.

Sodré, E., & Karsburg, I. V. (2009). Caracterização morfológica dos cromossomos de Bertholletia excelsa HBK.

Souza, M. D., Pereira, T. N. S., & Martins, E. R. (2002). Microsporogênese e microgametogênese associadas ao tamanho do botão floral e da antera e viabilidade polínica em maracujazeiro-amarelo (Passiflora edulis Sims F. Flavicarpa Degener). Ciência e Agrotecnologia, 26(6), 1209-1217.

Weinert, T. (1998). DNA damage checkpoints update: getting molecular. Current opinion in genetics & development, 8(2), 185-193.

Zortéa, K. É. M., Rossi, A. A. B., Cordeiro, A. G. M., Sander, N. L., dos Santos Cardoso, E., & da Silva, C. J. (2022). Pollen morphology, meiotic index and pollen viability in individuals of Vochysia divergens Pohl. native to the Amazon and the Pantanal. Research, Society and Development, 11(4), 1-17.

Published

07/06/2022

How to Cite

ROELIS, B. V.; PAIVA, G. A. de .; ROVEDA, A. P. .; BALDONI, A. B.; BISPO, R. B. .; ROSSI, A. A. B. Meiosis and pollen viability of Brazil Nut Tree (Bertholletia excelsa Bonpl.). Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 8, p. e4111830545, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i8.30545. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/30545. Acesso em: 18 apr. 2024.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences