O objetivo deste trabalho foi detectar diferenças entre duas espécies de pimenta-longa por meio de análise de cariótipos. Foram analisados cinco acessos de Piper hispidinervum (Piperaceae) C. DC. e Piper aduncum L. (Piperaceae) pertencentes à coleção de germoplasma da Embrapa Acre, utilizando-se o método de esmagamento e coloração de Feulgen. As duas espécies apresentaram número cromossômico 2n = 24 e cromossomos pequenos e metacêntricos com comprimento médio de 1,38 mm em P. hispidinervum e 1,32 mm em P. aduncum. Pelos descritores citogenéticos obtidos não há diferença entre as duas espécies.The aim of this work was to detect differences between two species of long pepper by karyotypic analysis. Five acessions of Piper hispidinervum C. DC. (Piperaceae) and Piper aduncum L. (Piperaceae), belonging to germplasm collection of Embrapa Acre, were analysed using squashing technique and Feulgen staining. The chromosome number observed for both species was 2n = 24 and karyotype presented small metacentric chromossomes, with average length of 1.38 mm in P. hispidinervum and 1.32 mm in P. aduncum. Karyotypic descriptions pointed out that the species are not different

Davide, Lisete Chamma

Nunes, Juliane Dornellas

Salgado, Caio Césio

Torres, Giovana Augusta

The aim of this work was to detect differences between two species of long pepper by karyotypic analysis. Five acessions of Piper hispidinervum C. DC. (Piperaceae) and Piper aduncum L. (Piperaceae), belonging to germplasm collection of Embrapa Acre, were analysed using squashing technique and Feulgen staining. The chromosome number observed for both species was 2n = 24 and karyotype presented small metacentric chromossomes, with average length of 1.38 mm in P. hispidinervum and 1.32 mm in P. aduncum. Karyotypic descriptions pointed out that the species are not different.O objetivo deste trabalho foi detectar diferenças entre duas espécies de pimenta-longa por meio de análise de cariótipos. Foram analisados cinco acessos de Piper hispidinervum (Piperaceae) C. DC. e Piper aduncum L. (Piperaceae) pertencentes à coleção de germoplasma da Embrapa Acre, utilizando-se o método de esmagamento e coloração de Feulgen. As duas espécies apresentaram número cromossômico 2n = 24 e cromossomos pequenos e metacêntricos com comprimento médio de 1,38 mm em P. hispidinervum e 1,32 mm em P. aduncum. Pelos descritores citogenéticos obtidos não há diferença entre as duas espécies

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Pesq. agropec. bras., Brasília, v.42, n.7, p.1049-1052, jul. 2007Citogenética de Piper hispidinervum e Piper aduncum 1049Notas CientíficasCitogenética de Piper hispidinervum e Piper aduncumJuliane Dornellas Nunes(1), Giovana Augusta Torres(1), Lisete Chamma Davide(1) e Caio Césio Salgado(1)(1)Universidade Federal de Lavras, Dep. de Biologia, Caixa Postal 3037, CEP 37200-000 Lavras, MG. E-mail: judornellas@bol.com.br,gatorres@ufla.br, lcdavide@ufla.br, caiocesio@yahoo.com.brResumo – O objetivo deste trabalho foi detectar diferenças entre duas espécies de pimenta-longa por meio deanálise de cariótipos. Foram analisados cinco acessos de Piper hispidinervum (Piperaceae) C. DC. e Piperaduncum L. (Piperaceae) pertencentes à coleção de germoplasma da Embrapa Acre, utilizando-se o método deesmagamento e coloração de Feulgen. As duas espécies apresentaram número cromossômico 2n = 24 ecromossomos pequenos e metacêntricos com comprimento médio de 1,38 µm em P. hispidinervum e 1,32 µm emP. aduncum. Pelos descritores citogenéticos obtidos não há diferença entre as duas espécies.Termos para indexação: citologia, diferença biológica, cariótipo, Piperaceae, número de cromossomos.Cytogenetics of Piper hispidinervum and Piper aduncumAbstract – The aim of this work was to detect differences between two species of long pepper by karyotypicanalysis. Five acessions of Piper hispidinervum C. DC. (Piperaceae) and Piper aduncum L. (Piperaceae), belongingto germplasm collection of Embrapa Acre, were analysed using squashing technique and Feulgen staining. Thechromosome number observed for both species was 2n = 24 and karyotype presented small metacentricchromossomes, with average length of 1.38 µm in P. hispidinervum and 1.32 µm in P. aduncum. Karyotypicdescriptions pointed out that the species are not different.Index terms: cytology, biological differences, karyotypes, Piperaceae, chromosome number.O gênero Piper é um dos maiores da família Piperaceae,com pelo menos 1.000 espécies distribuídas nas regiõestropicais e subtropicais, especialmente da Ásia e do NovoMundo. É um gênero com boa representatividade comerciale destaque no cenário econômico, sendo a espécie indianaP. nigrum, produtora da pimenta-do-reino, a mais difundidano mundo. Piper hispidinervum, uma espécie nativa daAmazônia Brasileira, conhecida como pimenta-longa, temdespertado grande interesse como fonte para extração desafrol e sua comercialização.O safrol, um fenil-éter, é precursor de compostosorgânicos com emprego comercial na indústriafarmacêutica, na produção de perfumes e cosméticos, nafabricação de inseticidas piretróides e ainda com potencialpara uso na indústria de química fina (Rocha & Ming, 1999).A coleção de germoplasma de Piper da Embrapa Acreconta com três espécies: P. hispidinervum, com teor desafrol suficiente para exploração comercial, ou seja, 87 a97% do óleo essencial; P. aduncum, com teor de safrolentre 0,10 e 3,24% e P. hispidum, com menos de 1% (Silva& Oliveira, 2000).Apesar da diferença no teor de safrol, P. hispidinervume P. aduncum são morfologicamente muito similares.Portanto, a definição taxonômica de P. hispidinervum aindaé controversa e existe a hipótese de que seja uma variedadede P. aduncum (Silva, 1993). Em um estudo sobre adiversidade genética da coleção de germoplasma daEmbrapa Acre, que usou marcador molecular do tipoRAPD, os autores defendem a hipótese de que se trata dedois grupos distintos. No entanto, o número de acessos deP. aduncum, nessa coleção, foi muito restrito e a conclusãosobre a relação genética entre essas duas espécies deveser fundamentada em estudos adicionais de sua diversidade,bem como na melhor caracterização biológica dogermoplasma (Wadt et al., 2004).Informações citogenéticas têm sido reconhecidas comouma relevante ferramenta para a elucidação de problemastaxonômicos e filogenéticos de plantas, como osidentificados na família Piperaceae, que é consideradaum grupo taxonômico confuso (Mathew et al., 1999).Apenas 34 espécies do gênero Piper, todas asiáticas,apresentaram o complemento cromossômicoPesq. agropec. bras., Brasília, v.42, n.7, p.1049-1052, jul. 2007J.D. Nunes et al.1050caracterizado de alguma forma, mostrando amplavariação de número cromossômico entre espéciese até mesmo dentro de espécies (Dasgupta &Datta, 1976; Samuel & Bavappa, 1981; Jose &Sharma, 1985; Samuel et al., 1986; Joseph et al.,1999; Mathew et al., 1999).A descrição do complemento cromossômico deP. aduncum e  P. hispidinervum trará subsídiosimportantes à sua definição taxonômica e tambémdará suporte ao uso de híbridos interespecíficos paraincorporação de caracteres de interesse agronômico,uma estratégia que já foi usada com sucesso nomelhoramento de P. nigrum (Sasikumar et al., 1999).O objetivo deste trabalho foi  caracterizarcitogeneticamente acessos de P. aduncum e deP. hispidinervum presentes na coleção degermoplasma da Embrapa Acre e acrescentar dadosao estudo da variabilidade entre elas. Para tanto,foram avaliados três acessos de Piperhispidinervum (BAG 16.7, BAG 19, BAG 19.3) edois acessos de P. aduncum  (BAG 203.8 eBAG 207.9). Sementes foram colocadas paragerminar a 28oC, em caixas de germinação contendopapel umedecido com água destilada. As radículasfo ram co le tadas  com cerca  de  0 ,5  cm decomprimento e pré-tratadas com colchicina 0,01%,a 4oC, por 4 horas. Em seguida, as raízes foramfixadas em solução gelada de metanol:ácidoacético (3:1) e armazenadas a -20oC.As metáfases colchicínicas foram avaliadas emlâminas preparadas pelo método de esmagamento.Para isso, as raízes fixadas foram submetidas àdigestão enzimática da parede celular em soluçãode celulase 2% e pectinase 20%, por período médiode 4 horas,  em câmara úmida,  a 37oC.Posteriormente, foi realizada hidrólise em soluçãode HCl 1 N, a 60oC, por 10–12 min. A coloração foiobtida com reativo de Schiff, por um período médiode 4,5 horas. Os meristemas corados foram isoladosem ácido acético 45%, sob microscópioestereoscópio e esmagados sob lamínula, que foiremovida com o uso de nitrogênio líquido.A análise das lâminas foi realizada em microscópiode campo claro Olympus BX 60, equipado commicrocâmera digital  Optronics acoplada amicrocomputador.  Para cada espécie,  foramselecionadas cinco metáfases, nas quais foram feitasa contagem do número cromossômico e a mediçãodos braços cromossômicos, por meio do softwarede análise de imagem Sigma Scan Pro v. 5. Forammedidas as seguintes variáveis: comprimento dobraço longo (BL); comprimento do braço curto (BC);comprimento total do cromossomo (CT = BL + BC);relação de braços (r = BL/BC); comprimento dolote haplóide (CLH = ΣCT); comprimento relativodo cromossomo (CR = 100CT/CLH). A classificaçãomorfológica dos cromossomos foi feita com base narelação de braços, de acordo com Levan et al.(1964), em que cromossomos com r entre 1,0 e 1,7são metacêntricos (m); cromossomos com r entre1,7 e 3,0 são submetacêntricos (sm) e cromossomoscom r entre 3,0 e 7,0 são subtelocêntricos (st).Tanto P. hispidinervum  quanto P. aduncumapresentaram número cromossômico 2n = 24(Figura 1) em todos os acessos avaliados. Das 34espécies de Piper estudadas até então, apenasP. cubeba (Dasgupta & Datta,  1976; Jose &Sharma, 1985), P. subpetulatum (Dasgupta & Datta,1976) e P. futokazura (Dasgupta & Datta, 1976)apresentaram 2n = 24. As demais apresentaramnúmero cromossômico múltiplo de 13 (Samuel &Bavappa, 1981; Jose & Sharma, 1985; Samuel et al.,1986; Joseph et al., 1999; Mathew et al., 1999), oque indica que o conjunto de espécies de Pipercitogeneticamente conhecidas consti tui  umalinhagem única com x = 13 e vários níveis de ploidia(2x, 3x, 4x, 6x, 8x, 10x, 12x e 16x).A determinação do número cromossômico nestetrabalho amplia o grupo de espécies com númerobásico x = 12 que, segundo Jose & Sharma (1985),pode ser um grupo primitivo, a partir do qual alinhagem com x = 13 evoluiu. P. hispidinervume  P.  aduncum são  as  p r ime i ras  e spéc iesbras i l e i ras  a  t e rem seus  c romossomoscaracterizados e, por isso, é importante que outrasvenham a ser estudadas citogeneticamente, paraque se tenha uma discussão mais conclusiva arespeito do número básico de cromossomos dogênero e sobre as relações evolutivas entre suasespécies.Em relação à morfologia, nenhum descritordiscriminador dos complementos cromossômicos dasduas espécies foi observado. Ambas apresentaram12 pares de cromossomos metacêntricos, comtamanhos reduzidos e compreendidos em intervalospróximos (Tabela 1). Nesse intervalo, o decréscimoprogressivo de tamanho foi equivalente nas duas espécies,como pode ser observado nos cariogramas da Figura 1.Pesq. agropec. bras., Brasília, v.42, n.7, p.1049-1052, jul. 2007Citogenética de Piper hispidinervum e Piper aduncum 1051Os valores de comprimento de lote haplóide (CLH)apresentaram quantidade muito próxima de cromatinanas duas espécies (Tabela 1). Os valores decomprimento relativo (CR), que correspondem àcontribuição de cada cromossomo para o comprimentode todo o lote, variaram de 13,79 a 4,89%, do maiorpara o menor cromossomo, em P. hispidinervum, ede 12,95 a 5,07%, em P. aduncum, e a equivalêncianas duas espécies se repetiu nos  outros dezcromossomos. A posição centromérica, determinadapela relação de braços (r), também foi equivalente nasduas espécies, o que indica posição mediana nos12 cromossomos.A avaliação conjunta das informações de CLH ,de CR e de r demonstra a equivalência dos doiscariótipos, sem nenhuma evidência de perda ouadição de cromatina ou ainda de al teraçõescromossômicas estruturais quando se comparaP. aduncum e P. hispidinervum. A semelhançaobservada indica necessidade de maior amostragemda variabilidade entre e dentro de acessos a fim deverificar se as pequenas diferenças entre as duassupostas espécies caracterizam diferenciação intraou interespecífica. A caracterização mais detalhadados cromossomos dessas duas espécies, comdescrição do padrão de distr ibuição deheterocromatina e identificação de seqüências porhibridização in situ, bem como a caracterização deum conjunto maior de espécies de Piper daAmazônia,  deve contr ibuir  para o melhorentendimento da taxonomia dessas duas espécies.Existe a possibilidade de cruzamentos entre as duasespécies, caso seja confirmada a categoria específica deP. hispidinervum. Essa estratégia pode ser importantepara o melhoramento, bem como pode ser usada paraaprofundar a investigação sobre as relações taxonômicae evolutiva existentes entre as duas espécies.A similiaridade cariotípica, apesar de não serconclusiva, contribui para confirmar a hipótese de quese trata de uma única espécie, sendo P. hispidinervumuma variedade de P. aduncum, com distribuiçãogeográfica restrita.AgradecimentosÀ Fundação de Apoio à Pesquisa de Minas Gerais(Fapemig), pela concessão de bolsa; à Embrapa Acre,pela disponibilização das sementes.Tabela 1. Valores médios das medidas cromossômicas dosacessos de Piper aduncum e Piper hispidinervum(1).(1)FC: fórmula cariotípica (m, metacêntrico); ITC: intervalo do tamanhocromossômico; CCM: comprimento cromossômico médio;CLH: comprimento do lote haplóide.Figura 1. Metáfases somáticas e cariogramas das espécies Piper aduncum (A e C) e Piper hispidinervum(B e D), ambas com 2n = 24 cromossomos metacêntricos. Barra = 5 µm.Pesq. agropec. bras., Brasília, v.42, n.7, p.1049-1052, jul. 2007J.D. Nunes et al.1052ReferênciasDASGUPTA, A.; DATTA, P.C. Cytotaxonomy of Piperaceae.Cytologia, v.41, p.697-706, 1976.JOSE, J.; SHARMA, A.K. Structure and behavior of chromosomesin Piper and Peperomia (Family Piperaceae). Cytologia, v.50, p.301-310, 1985.JOSEPH, A.; JOSEPH, R.; JOSE, J. Karyomorphometrical analysis inPiper species using image analysis system. Cytobios, v.97, p.7-11, 1999.LEVAN, A.; FREDGA, K.; SANDBERG, A.A. Nomenclature forcentromeric position on chromosomes. Hereditas, v.52, p.201-220, 1964.MATHEW, P.J.; MATHEW, P.M.; PUSHPANGANDAN, P.Cytology and its bearing on the systematics and phylogeny ofpiperaceae. Cytologia, v.64, p.301-307, 1999.ROCHA, S.F.R.; MING, L.C. Piper hispidinervum: a sustainablesource of safrole. In: JANICK, J. (Ed.). Perspectives on new cropsand new uses. Alexandria: ASHS Press, 1999. p.479-481.SAMUEL, M.R.A.; BAVAPPA, K.V.A. Chromosome numbers inthe genus Piper. Current Science, v.20, p.197-198, 1981.SAMUEL, R.; SMITH, J.B.; BENNETT, M.D. Nuclear DNAvariation in Piper (Piperaceae). Canadian Journal of Geneticsand Cytology, v.28, p.1041-1043, 1986.SASIKUMAR, B.; CHEMPAKAM, B.; GEORGE, J.K.;REMASHREE, A.B.; DEVASAHAYAM, S.; DHAMAYANTHI,K.P.M.; RAVINDRAN, P.N.; PETER, K.V. Characterization oftwo interspecific hybrids of Piper. Journal of HorticulturalScience & Biotechnology, v.74, p.125-131, 1999.SILVA, A.C.P.R. da; OLIVEIRA, M.N. de. Caracterização botânicae química de três espécies do gênero Piper no Acre. Rio Branco:Embrapa Acre, 2000. 13p. (Boletim de Pesquisa, 23).SILVA, M.H.L. Tecnologia de cultivo e produção racional depimenta-longa (Piper hispidinervum C.DC). 1993. Dissertação(Mestrado) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro,Seropédica.WADT, L.H.O. de; EHRINGHAUS, C.; KAGEYAMA, P.Y.Genetic diversity of 'Pimenta Longa' genotypes (Piper spp.,Piperaceae) of Embrapa Acre germplasm collection. Geneticsand Molecular Biology, v.27, p.74-82, 2004.Recebido em 8 de março de 2007 e aprovado em 6 de junho de 2007

Citogenética de Piper hispidinervum e Piper aduncum

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