Floral anatomy of <i>Aechmea distichantha</i> Lem. and <i>Canistropsis billbergioides</i> (Schult. &amp; Schult.f) Leme (Bromeliaceae)

Oliveira, Fernanda Maria Cordeiro de; Souza, André Melo de; Corrêa, Brenda Bogatzky Ribeiro; Maeda, Tatiana Midori; Melo-de-Pinna, Gladys Flavia

doi:10.1590/2236-8906-78/2015

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ARTIGOS • Hoehnea 43 (2) • Apr-Jun 2016 • https://doi.org/10.1590/2236-8906-78/2015 linkcopy

Floral anatomy of Aechmea distichantha Lem. and Canistropsis billbergioides (Schult. & Schult.f) Leme (Bromeliaceae)

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

ABSTRACT

Aechmea Ruiz & Pav. and Canistropsis (Mez) Leme belong to the subfamily Bromelioideae, which has the largest morphological diversity in Bromeliaceae. The flower buds of Aechmea distichantha Lem. and Canistropsis billbergioides (Schult. & Schult. f.) Leme were collected, fixed, and processed according to usual techniques in plant anatomy. The species share characteristics such as the presence of spherical crystals of silica in the epidermal cells of perianth; idioblasts with raphids; endothecium with annular thickening; and inferior ovary with axillary placentation. Nonvascular petal appendages were observed only in A. distichantha, arranged in pairs on each petal. Both species present a septal nectary, which nectar is rich in of proteins and carbohydrates. A placental obturator occurs in both species and histochemical tests revealed that the secretion produced by the obturator contains carbohydrates and proteins, probably related to the pollen tube guidance.

Keywords:
obturator; petal appendages; septal nectary

Authorship

person Fernanda Maria Cordeiro de Oliveira 3

schoolUniversidade de São Paulo, Instituto de Biociências, Departamento de Botânica, Rua do Matão 321 Travessa 14, 05508-090 São Paulo, SP, BrasilUniversidade de São PauloBrazilSão Paulo, SP, BrazilUniversidade de São Paulo, Instituto de Biociências, Departamento de Botânica, Rua do Matão 321 Travessa 14, 05508-090 São Paulo, SP, Brasil

person André Melo de Souza

person Brenda Bogatzky Ribeiro Corrêa

person Tatiana Midori Maeda

person Gladys Flavia Melo-de-Pinna

person3 Autor para correspondência:
fercordeirobio@gmail.com

SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Universidade de São Paulo, Instituto de Biociências, Departamento de Botânica, Rua do Matão 321 Travessa 14, 05508-090 São Paulo, SP, BrasilUniversidade de São PauloBrazilSão Paulo, SP, BrazilUniversidade de São Paulo, Instituto de Biociências, Departamento de Botânica, Rua do Matão 321 Travessa 14, 05508-090 São Paulo, SP, Brasil

Figures

Figures (4)

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Figura 1 Aspectos morfo-anatômicos do perianto das flores de Aechmea distichantha e Canistropsis billbergioides. a. Secção transversal da sépala de A. distichantha. Detalhe das células epidérmicas na face abaxial, onde as cabeças de seta indicam corpos de sílica. b. Secção transversal da sépala de A. distichantha, mostrando a epiderme na face adaxial. c. Secção transversal da região basal da sépala de C. billbergioides. Detalhe das células epidérmicas na face abaxial, onde as cabeças de seta indicam corpos de sílica. d. Secção transversal da região apical da sépala de C. billbergioides. Detalhe das células epidérmicas na face abaxial, onde as cabeças de seta indicam corpos de sílica. e. Secção transversal da pétala de C. billbergioides, epiderme unisseriada na face abaxial. f. Secção transversal do botão floral de A. distichantha, mostrando epidérmicas lignificadas na face abaxial da sépala. g-i. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) da pétala de A. distichantha, evidenciando as células de aparência cônica na região apical da pétala (g) e a superfície plana na região basal da pétala (i). Note em h, detalhe da cutícula estriada e o aspecto cônico das células epidérmicas na região apical da pétala. j. Secção transversal da porção apical da pétala de A. distichantha evidenciando as células da epiderme (cônicas). k. Secção transversal da pétala de C. billbergioides, mostrando tricoma peltado (seta). l. Secção transversal do botão floral de C. billbergioides. Note mesofilo homogêneo nas pétalas (Pe) e na sépala (Se). Tricomas peltados absorventes estão apontados por setas. m. Secção transversal do botão floral de A. distichantha. Escalas: a, b, c, d, e, f, j, k = 50 µm, g, i = 60µm, h = 30 µm, l = 100 µm, m = 200 µm, Ap: apêndices petaloides, Es: estame, Pe: pétalas, Se: sépalas. *: idioblastos contendo ráfides

Figure 1 Morphoanatomical aspects of perianth of flowers of Aechmea distichantha and Canistropsis billbergioides. a. Cross section of A. distichantha sepals. Detail of epidermal cells of abaxial surface where the arrows indicate silica bodies. b. Cross section of A. distichantha sepals showing epidermal cells of adaxial surface. c. Cross section of sepal basal portion of C. billbergioides. Detail of epidermal cells of abaxial surface where arrows indicate silica bodies. d. Cross section of sepal apex portion of C. billbergioides. Detail of epidermal cells of abaxial surface where arrows indicate silica bodies. e. Cross section of C. billbergioides petals, unisseriate epidermis of abaxial surface. f. Cross section of A. distichantha flowers showing lignified epidermal cells in sepal abaxial surface. g-i. Scanning electron microscopy (SEM) of A. distichantha petals, in apical portion, showing conical cells (g) and of petal basal region showing plane portion (i). We can note in h the presence of striated cuticle and the conical epidermal cells of apical petal portion. j. Cross section of A. distichantha petal showing epidermis with conical cells. k. Cross section of C. billbergioides petals showing a peltate trichome (arrow). l. Cross section of C. billbergioides flower. Note See homogeneous mesophyll in petals (Pe) and sepals (Se). The arrow show absorbent peltate trichome. m. Cross section of A. distichantha flower. Scales: a, b, c, d, e, f, j, k = 50 µm, g, i = 60 µm, h = 30 µm, l = 100 µm, m = 200µm, *: idioblasts with raphids, Ap: petal appendages, Es: stamen, Pe: petals, Se: sepals.

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Figura 2 a. Secção transversal do botão floral em Aechmea distichantha, mostrando os apêndices petaloides (Ap). b-c. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) da flor (b) e do botão floral (c) de A. distichantha. Para a elaboração da imagem, foram retirados os estames para a melhor visualização das pétalas. Note em B, ocorre o par de apêndices na base das pétalas. Já no estágio de botão, os apêndices não são observados (c). d. Secção transversal da flor de Canistropsis billbergioides, mostrando o par de calosidades presentes nas pétalas (seta). e-j. Secções transversais do botão floral de C. billbergioides e A. distichantha. e. Visão geral do botão em C. billbergioides. f. Visão geral do botão em A. distichantha. g. Detalhe da pétala em C. billbergioides, evidenciando as calosidades (setas) e o filete (Fi) adnato à pétala (Pe). h. Detalhe do filete achatado em A. distichantha. i. Detalhe da antera em A. distichantha com filete livre. j. Detalhe da antera em C. billbergioides. Escalas: a, i, j = 200 µm, b, c, e, f = 500 µm, d = 300 µm, g, h = 100 µm. * = idioblastos portando ráfides, An: antera, Ap: apêndices petalóides, Es: estigma, Fi: filete, Pe: pétalas, Se: sépalas, St: estames.

Figure 2 a. Cross sections of Aechmea distichantha flower. See the presence of petal appendages in the petal (Ap). b-c. Scanning Electron Microscopy (SEM) of flower (b) and flower bud (c) of A. distichantha. For the picture caption we cut the stamens to better see the petals. Note a pair of petal appendages (Ap) in basal portion of petal. They are not observed in floral bud (c). d. Cross section of Canistropsis billbergioides flower, showing a pair of callosity in the petals (arrow). e-j. Cross section of flower bud of C. billbergioides and A. distichantha. e. General view of C.billbergioides flower bud. f. General view of A. distichantha flower bud. g. Detail of C. billbergioides petal, showing the callosities (arrows) and the adnate filament. h. Detail of the flat filament of A. distichantha. i. Detail of A. distichantha anther with free filament. j. Detail of C. billbergioides anther. Scales: a, i, j = 200 µm, b, c, e, f = 500 µm, d = 300 µm, g, h = 100 µm. *: idioblasts with raphids, An: anther, Ap: petal appendages, Es: stigma, Fi: filament, Pe: petals, Se: sepals, St: stamens.

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Figura 3 Secções transversais do gineceu. a-b. Região do ovário de Aechmea distichantha e Canistropsis billbergioides, respectivamente. c-d. Detalhe das células epidérmicas da parede do ovário em C. billbergioides (c) e A. distichantha (d). Cabeças de setas indicam cristais de sílica. e. Aspecto geral da parede do ovário de A. distichantha, mostrando o mesofilo com células menores na região mais externa (seta). f-g. Região da placenta, mostrando óvulos anátropos e tecido obturador em C. billbergioides (f) e A. distichantha (g). h-i. Detalhe do tecido obturador em C. billbergioides (h) e A. distichantha (i), mostrando células com citoplasma intensamente coradas (setas). Note que em A. distichantha, as células do obturador são mais alongadas, quando comparadas às de C. billbergioides. j. Resultado positivo do teste histoquímico para proteínas (Preto de Amido B) na secreção do tecido obturador de A. distichantha. k. Resultado positivo do teste histoquímico para carboidratos (PAS) na secreção do tecido obturador de A. distichantha. l. Região do nectário septal em e A. distichantha. m. Região do estilete em A. distichantha. n-o. Região do estigma em C. billbergioides (n) e A. distichantha (o). Note disposição espiralconduplicado. Escalas: a, b = 500 µm; c, h, i = 50 µm; d = 25 µm; e = 300 µm; f, g, j, k, n, o = 100 µm; l, m = 200 µm. *: idioblastos portando ráfides, Fv: feixe vascular, Ns: nectário septal, Pl: placenta, Ov: ovário, Ou: óvulo.

Figure 3 Gynoecia cross sections. a-b. Ovary portion of Aechmea distichantha and Canistropsis billbergioides, respectively. c-d. Detail of epidermal cells of the ovary wall of C. billbergioides (c) and A. distichantha (d) respectively. Arrows indicate silica bodies. e. general view of A. distichantha ovary wall, showing the mesophyll with smaller cells in the external region (arrow). f-g. Placentae portion, showing anatropous ovules and the obturator tissue of C. billbergioides (f) and A. distichantha. (g). h-i. Detail of obturator tissue in C. billbergioides (h) and A. distichantha (i), with cells with cytoplasm intensely stained in purple (arrow)). Note that A. distichantha obturator cells are more elongated when compared to C. billbergioides cells. j. Positive result of protein histochemical test (Black starch B) in the secretion of obturator tissue secretion of A. distichantha. k. Positive result of carbohydrates histochemical test (PAS) in the secretion of obturator tissue of A. distichantha. l. Detail of septal nectary of A. distichantha. m. Region of the style of A. distichantha. n-o. Detail of the stigma of C. billbergioides (n) and A. distichantha (o). Note the spiral-conduplicate arrangement. Scales: a, b = 500 µm; c, h, i = 50 µm; d = 25 µm; e = 300 µm; f, g, j, k, n, o = 100 µm; l, m = 200 µm *: idioblasts with raphids; arrow indicates obturator tissue, Fv: vascular bundle, Ns: septal nectary, Pl: placentae, Ov: ovary, Ou: ovule.

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Figura 4 Esquema da vascularização floral. a. Canistropsis billbergioides. b. Aechmea distichantha. Fdc: feixe dorsal carpelar, Fvc: feixe ventral carpelar, Fe: feixe dos estames, Fs: feixe da sépala, Fp: feixe da pétala, Fes: feixe estame-sepalar, Ns: nectário septal.

Figure 4 Scheme of floral vascularization. a. Canistropsis billbergioides. b. Aechmea distichantha. Fdc: carpellary dorsal bundle, Fvc: carpellary ventral bundle, Fe: stamen bundle, Fs: sepal bundle, Fp: petal bundle, Fes: stamen-sepal bundle, Ns: septal nectary.

imageFigura 1 Aspectos morfo-anatômicos do perianto das flores de Aechmea distichantha e Canistropsis billbergioides. a. Secção transversal da sépala de A. distichantha. Detalhe das células epidérmicas na face abaxial, onde as cabeças de seta indicam corpos de sílica. b. Secção transversal da sépala de A. distichantha, mostrando a epiderme na face adaxial. c. Secção transversal da região basal da sépala de C. billbergioides. Detalhe das células epidérmicas na face abaxial, onde as cabeças de seta indicam corpos de sílica. d. Secção transversal da região apical da sépala de C. billbergioides. Detalhe das células epidérmicas na face abaxial, onde as cabeças de seta indicam corpos de sílica. e. Secção transversal da pétala de C. billbergioides, epiderme unisseriada na face abaxial. f. Secção transversal do botão floral de A. distichantha, mostrando epidérmicas lignificadas na face abaxial da sépala. g-i. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) da pétala de A. distichantha, evidenciando as células de aparência cônica na região apical da pétala (g) e a superfície plana na região basal da pétala (i). Note em h, detalhe da cutícula estriada e o aspecto cônico das células epidérmicas na região apical da pétala. j. Secção transversal da porção apical da pétala de A. distichantha evidenciando as células da epiderme (cônicas). k. Secção transversal da pétala de C. billbergioides, mostrando tricoma peltado (seta). l. Secção transversal do botão floral de C. billbergioides. Note mesofilo homogêneo nas pétalas (Pe) e na sépala (Se). Tricomas peltados absorventes estão apontados por setas. m. Secção transversal do botão floral de A. distichantha. Escalas: a, b, c, d, e, f, j, k = 50 µm, g, i = 60µm, h = 30 µm, l = 100 µm, m = 200 µm, Ap: apêndices petaloides, Es: estame, Pe: pétalas, Se: sépalas. : idioblastos contendo ráfides
Figure 1 Morphoanatomical aspects of perianth of flowers of Aechmea distichantha* and Canistropsis billbergioides. a. Cross section of A. distichantha sepals. Detail of epidermal cells of abaxial surface where the arrows indicate silica bodies. b. Cross section of A. distichantha sepals showing epidermal cells of adaxial surface. c. Cross section of sepal basal portion of C. billbergioides. Detail of epidermal cells of abaxial surface where arrows indicate silica bodies. d. Cross section of sepal apex portion of C. billbergioides. Detail of epidermal cells of abaxial surface where arrows indicate silica bodies. e. Cross section of C. billbergioides petals, unisseriate epidermis of abaxial surface. f. Cross section of A. distichantha flowers showing lignified epidermal cells in sepal abaxial surface. g-i. Scanning electron microscopy (SEM) of A. distichantha petals, in apical portion, showing conical cells (g) and of petal basal region showing plane portion (i). We can note in h the presence of striated cuticle and the conical epidermal cells of apical petal portion. j. Cross section of A. distichantha petal showing epidermis with conical cells. k. Cross section of C. billbergioides petals showing a peltate trichome (arrow). l. Cross section of C. billbergioides flower. Note See homogeneous mesophyll in petals (Pe) and sepals (Se). The arrow show absorbent peltate trichome. m. Cross section of A. distichantha flower. Scales: a, b, c, d, e, f, j, k = 50 µm, g, i = 60 µm, h = 30 µm, l = 100 µm, m = 200µm, *: idioblasts with raphids, Ap: petal appendages, Es: stamen, Pe: petals, Se: sepals.

imageFigura 2 a. Secção transversal do botão floral em Aechmea distichantha, mostrando os apêndices petaloides (Ap). b-c. Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) da flor (b) e do botão floral (c) de A. distichantha. Para a elaboração da imagem, foram retirados os estames para a melhor visualização das pétalas. Note em B, ocorre o par de apêndices na base das pétalas. Já no estágio de botão, os apêndices não são observados (c). d. Secção transversal da flor de Canistropsis billbergioides, mostrando o par de calosidades presentes nas pétalas (seta). e-j. Secções transversais do botão floral de C. billbergioides e A. distichantha. e. Visão geral do botão em C. billbergioides. f. Visão geral do botão em A. distichantha. g. Detalhe da pétala em C. billbergioides, evidenciando as calosidades (setas) e o filete (Fi) adnato à pétala (Pe). h. Detalhe do filete achatado em A. distichantha. i. Detalhe da antera em A. distichantha com filete livre. j. Detalhe da antera em C. billbergioides. Escalas: a, i, j = 200 µm, b, c, e, f = 500 µm, d = 300 µm, g, h = 100 µm. * = idioblastos portando ráfides, An: antera, Ap: apêndices petalóides, Es: estigma, Fi: filete, Pe: pétalas, Se: sépalas, St: estames.
Figure 2 a. Cross sections of Aechmea distichantha flower. See the presence of petal appendages in the petal (Ap). b-c. Scanning Electron Microscopy (SEM) of flower (b) and flower bud (c) of A. distichantha. For the picture caption we cut the stamens to better see the petals. Note a pair of petal appendages (Ap) in basal portion of petal. They are not observed in floral bud (c). d. Cross section of Canistropsis billbergioides flower, showing a pair of callosity in the petals (arrow). e-j. Cross section of flower bud of C. billbergioides and A. distichantha. e. General view of C.billbergioides flower bud. f. General view of A. distichantha flower bud. g. Detail of C. billbergioides petal, showing the callosities (arrows) and the adnate filament. h. Detail of the flat filament of A. distichantha. i. Detail of A. distichantha anther with free filament. j. Detail of C. billbergioides anther. Scales: a, i, j = 200 µm, b, c, e, f = 500 µm, d = 300 µm, g, h = 100 µm. *: idioblasts with raphids, An: anther, Ap: petal appendages, Es: stigma, Fi: filament, Pe: petals, Se: sepals, St: stamens.

imageFigura 3 Secções transversais do gineceu. a-b. Região do ovário de Aechmea distichantha e Canistropsis billbergioides, respectivamente. c-d. Detalhe das células epidérmicas da parede do ovário em C. billbergioides (c) e A. distichantha (d). Cabeças de setas indicam cristais de sílica. e. Aspecto geral da parede do ovário de A. distichantha, mostrando o mesofilo com células menores na região mais externa (seta). f-g. Região da placenta, mostrando óvulos anátropos e tecido obturador em C. billbergioides (f) e A. distichantha (g). h-i. Detalhe do tecido obturador em C. billbergioides (h) e A. distichantha (i), mostrando células com citoplasma intensamente coradas (setas). Note que em A. distichantha, as células do obturador são mais alongadas, quando comparadas às de C. billbergioides. j. Resultado positivo do teste histoquímico para proteínas (Preto de Amido B) na secreção do tecido obturador de A. distichantha. k. Resultado positivo do teste histoquímico para carboidratos (PAS) na secreção do tecido obturador de A. distichantha. l. Região do nectário septal em e A. distichantha. m. Região do estilete em A. distichantha. n-o. Região do estigma em C. billbergioides (n) e A. distichantha (o). Note disposição espiralconduplicado. Escalas: a, b = 500 µm; c, h, i = 50 µm; d = 25 µm; e = 300 µm; f, g, j, k, n, o = 100 µm; l, m = 200 µm. : idioblastos portando ráfides, Fv: feixe vascular, Ns: nectário septal, Pl: placenta, Ov: ovário, Ou: óvulo.
Figure 3 Gynoecia cross sections. a-b. Ovary portion of Aechmea distichantha* and Canistropsis billbergioides, respectively. c-d. Detail of epidermal cells of the ovary wall of C. billbergioides (c) and A. distichantha (d) respectively. Arrows indicate silica bodies. e. general view of A. distichantha ovary wall, showing the mesophyll with smaller cells in the external region (arrow). f-g. Placentae portion, showing anatropous ovules and the obturator tissue of C. billbergioides (f) and A. distichantha. (g). h-i. Detail of obturator tissue in C. billbergioides (h) and A. distichantha (i), with cells with cytoplasm intensely stained in purple (arrow)). Note that A. distichantha obturator cells are more elongated when compared to C. billbergioides cells. j. Positive result of protein histochemical test (Black starch B) in the secretion of obturator tissue secretion of A. distichantha. k. Positive result of carbohydrates histochemical test (PAS) in the secretion of obturator tissue of A. distichantha. l. Detail of septal nectary of A. distichantha. m. Region of the style of A. distichantha. n-o. Detail of the stigma of C. billbergioides (n) and A. distichantha (o). Note the spiral-conduplicate arrangement. Scales: a, b = 500 µm; c, h, i = 50 µm; d = 25 µm; e = 300 µm; f, g, j, k, n, o = 100 µm; l, m = 200 µm *: idioblasts with raphids; arrow indicates obturator tissue, Fv: vascular bundle, Ns: septal nectary, Pl: placentae, Ov: ovary, Ou: ovule.

imageFigura 4 Esquema da vascularização floral. a. Canistropsis billbergioides. b. Aechmea distichantha. Fdc: feixe dorsal carpelar, Fvc: feixe ventral carpelar, Fe: feixe dos estames, Fs: feixe da sépala, Fp: feixe da pétala, Fes: feixe estame-sepalar, Ns: nectário septal.
Figure 4 Scheme of floral vascularization. a. Canistropsis billbergioides. b. Aechmea distichantha. Fdc: carpellary dorsal bundle, Fvc: carpellary ventral bundle, Fe: stamen bundle, Fs: sepal bundle, Fp: petal bundle, Fes: stamen-sepal bundle, Ns: septal nectary.

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