Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/39057
Type: Tese
Title: The super-host Mimosa gemmulata Barneby (Fabaceae) and the implications of the life cycles of Lopesia spp. (Cecidomyiidae) on gall developmental processes
Authors: Elaine Cotrim Costa
First Advisor: Rosy Mary dos Santos Isaias
First Co-advisor: Denis Coelho de Oliveira
First Referee: Bruno Garcia Ferreira
Second Referee: Geraldo Luiz Gonçalves Soares
Third Referee: Lubia María Guedes
metadata.dc.contributor.referee4: Fernando Henrique Aguiar Vale
Abstract: O gênero Mimosa L. (Fabaceae) tem 21 espécies hospedeiras, nas quais 35 morfoespécies de galhas são reportadas na flora brasileira. Mimosa gemmulata Barneby destaca-se como uma super-hospedeira com seis morfoespécies de galhas, sendo quatro galhas bivalvas: as lenticulares (GL), as lanceoladas marrons (GLM), as lanceoladas verdes (GLV) e as globoides (GG). De modo peculiar, em M. gemmulata, essas quatro galhas bivalvas são induzidas na raquíola por quatro espécies de Lopesia Rübsaamen 1908 (Cecidomyiidae). Os estudos fenológicos, anatômicos, citométricos, histoquímicos e imunocitoquímicos revelam diferenças entre as galhas bivalvas em M. gemmulata. Tais diferenças estão relacionadas à duração dos ciclos de vida de cada espécie de Lopesia e, consequentemente, de sua galha. Mimosa gemmulata tem brotamento foliar contínuo que suporta os ciclos de vida multivoltinos das quatro Lopesia spp., que possuem assincronismo entre os períodos de indução, evitando sobreposição. As GL têm ciclo de vida de dois meses, as GLV e as GLM de três meses e as GG de quatro meses. Essa variação de 1 a 2 meses no ciclo de vida entre as galhas influencia diretamente o maior acúmulo de recursos estruturais e nutricionais nas paredes celulares e no protoplasma dos tecidos da GG em comparação às outras três galhas. Durante o desenvolvimento das galhas bivalvas, os tipos de tricomas foliares de M. gemmulata são conservados, mas seu tamanho, número de células e distribuição são variáveis em cada galha. As células parenquimáticas da raquíola recrutadas para o desenvolvimento das galhas são rediferenciadas em células de armazenamento, esclerenquimáticas e vasculares nas quatro galhas bivalvas, mas o maior potencial de respostas em todas as linhagens celulares é estimulado na GG. Nestas galhas, as células nutritivas típicas têm origem mista, a partir de células epidérmicas e parenquimáticas. Os sítios de detecção temporal e espacial de citocininas e auxinas determinam os padrões de divisão e alongamento de todas as linhagens celulares durante a ontogênese de cada galha bivalva. A maior dinâmica celular e tecidual em resposta ao acúmulo de hormônios também é relacionada ao maior ciclo de vida de Lopesia sp. associada a GG. No sistema M. gemmulata-Lopesia sp. associada a GG, a entrada do ectoparasitoide Torymus sp. e do endoparasitoide Platygastridae impacta o comportamento alimentar da larva indutora, resultando no processo de senescência precoce da galha. Assim, concluímos que as diferenças das galhas bivalvas associadas a M. gemmulata são determinadas pelo tempo que cada espécie de Lopesia estimula o desenvolvimento de sua galha, com maior potencial de respostas na GG, cujo ciclo de vida é mais longo.
Abstract: The genus Mimosa L. (Fabaceae) has 21 host species, in which 35 gall morphospecies are reported for the Brazilian flora. Mimosa gemmulata Barneby stands out as a super-host of six gall morphospecies, of which four are bivalve-shaped: the lenticular (LG), the green lanceolate (GLG), the brown lanceolate (BLG) and the globoid (GG) galls. Peculiarly, on M. gemmulata, the four bivalve-shaped galls are induced on the pinna-rachis by four species of Lopesia Rübsaamen 1908 (Cecidomyiidae). Phenological, anatomical, cytometric, histochemical and immunocytochemical studies reveal that differences among the bivalve-shaped galls associated with M. gemmulata relate to the lifespans of the Lopesia spp., and consequently, to their galls. The constant leaf flushing in M. gemmulata supports the asynchrony of the multivoltine life cycles of Lopesia spp. and the non-overlapping of gall induction periods. The LG life cycle lasts two months, the GLM and the GLV life cycles last three months, and the GG life cycle lasts four months. This variation of 1 to 2 months in the gall lifespans determines the highest structural and nutritional support in the cell walls and protoplasm of the GG tissues, when compared to the other galls. During the development of the bivalve-shaped galls, the types of leaf trichomes of M. gemmulata are conserved, but their size, cell number and distribution are differently altered in each gall. The parenchyma cells recruited from the pinna-rachis redifferentiate into the storage, sclerenchyma cells, and vascular cells of the four bivalveshaped galls, but the highest stimuli-induced responses in all host plant cell lineages occur in the GG. In this gall, the typical nutritive tissue has mixed origin, from epidermal and parenchyma cells. The sites of spatial and temporal detection of auxins and cytokinins determine the patterns of cell division and elongation during the ontogenesis of each bivalve-shaped gall. The highest cell and tissue dynamics in responses to plant hormones is related to the longest life cycle of the Lopesia sp. associated to the GG. The entrance of the ectoparasitoid Torymus sp. and the endoparasitoid Platygastridae in M. gemmulataLopesia GG system impacts the feeding behavior of the gall-inducing Lopesia larvae, resulting in precocious gall senescence. Thus, we conclude that the differences among the bivalve-shaped galls associated with M. gemmulata are determined by the time that each Lopesia sp. stimulates the development of its specific gall, with the highest potential of responses in the GG, which has the longest lifespan.
Subject: Anatomia vegetal
Fabaceae
Mimosa
Mosquitos de galhas
Fenologia vegetal
Senescência celular
language: eng
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - DEPARTAMENTO DE BOTÂNICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
Rights: Acesso Restrito
URI: http://hdl.handle.net/1843/39057
Issue Date: 27-Aug-2021
metadata.dc.description.embargo: 27-Aug-2023
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