Foliar secretory cavities in neotropical species of Myrtaceae : a histochemical and ontogenetic approach

Abstract

Cavidades secretoras são uma característica marcante de Myrtaceae e são conhecidas há muito tempo como produtoras de óleo essencial (OE). O modo de desenvolvimento dos reservatórios secretores intercelulares tem sido uma questão desafiadora desde o século 19, quando começaram as investigações ontogenéticas. A partir de então, muitos relatos conflitantes foram feitos e o consenso sobre como as cavidades se desenvolvem não foi alcançado. Além da controvérsia sobre o desenvolvimento das cavidades, algumas evidências recentes sugerem que as glândulas em Myrtaceae não são apenas depósitos de óleo como se acreditava anteriormente. No entanto, esses achados ainda estão limitados a algumas espécies de Eucalyptus. Para abordar essas questões, o desenvolvimento da glândula deve ser cuidadosamente investigado e os metabólitos da glândula devem ser explorados em outras espécies. Nesta dissertação, uma investigação ontogenética é realizada em Myrtaceae Neotropical, comparando tecido fixado em aldeído e cortes frescos montados em óleo mineral, ambos sob microscopia de luz. A estrutura geral das glândulas maduras também é explorada. O conteúdo de cavidades de nove espécies neotropicais foi investigado por meio de testes histoquímicos clássicos, utilizando o teste NADI para terpenos; Teste de acetato de cobre para resinas (diterpenóides); teste de 2,4-DNPH para detecção de grupos carbonila (Aldeídos e Cetonas); DPBA para flavonóides; e excitação UV para analisar o comportamento de fluorescência da secreção. Nossos resultados sugerem que as glândulas em Myrtaceae se desenvolvem por esquizogenia, e a aparência lisígena é resultado de artefatos técnicos. A glândula madura é constituída por células epiteliais e células da bainha circundante, que são suberizadas na maturidade. Os testes histoquímicos mostraram que as espécies neotropicais contêm uma mistura complexa de metabólitos nas glândulas, incluindo terpenos, resinas, aldeídos ou cetonas e flavonóides. Algumas variações foram observadas entre as espécies analisadas. Esses achados, juntamente com estudos adicionais, podem elucidar melhor os metabólitos presentes nas glândulas de Myrtaceae e mostrar que o processamento tecidual pode resultar em falsas impressões de lisigenia.

Secretory cavities are a conspicuous characteristic of Myrtaceae and have been known for a long time as essential oil (EO) producers. The mode of development of intercellular secretory reservoirs has been a challenging issue since the 19th century, when ontogenetic investigations began. Henceforth, many conflicting reports were made, and consensus on how the cavities develop has not been reached. Besides the controversy concerning the cavities' development, some recent evidence suggests that glands in Myrtaceae are not only oil repositories as was believed before. However, those findings are still limited to a few Eucalyptus species. To address those questions, gland development must be cautiously investigated, and gland metabolites must be explored in other species. In this dissertation, an ontogenetic investigation is carried out on Neotropical Myrtaceae, comparing aldehyde-fixed tissue and fresh sections mounted in mineral oil, both under light microscopy. The overall structure of mature glands is also explored. The cavities content of nine Neotropical species was investigated through classical histochemical tests, using NADI test for terpenes; Copper Acetate test for resins (diterpenoids); 2,4-DNPH test to detect carbonyl groups (Aldehydes and Ketones); DPBA for flavonoids; and UV excitation to analyze the fluorescence behavior of secretion. Our results suggest that glands in Myrtaceae develop by schizogeny, and lysigenous appearance is the result of technical artifacts. The mature gland is constituted by epithelium cells and surrounding sheath cells, which are suberized at maturity. The histochemical tests showed that Neotropical species contain a complex mixture of metabolites in the glands, including terpenes, resins, aldehydes or ketones, and flavonoids. Some variations were observed among the analyzed species. These findings, along with additional studies, can better elucidate the metabolites present.