Structures related to sprouting potential of two Myrtaceae species of Cerrado: morphoanatomical and chemical analyses

A área de Cerrado escolhida para o estudo está em regeneração na Estação Ecológica de Santa Bárbara, localizada no município de Águas de Santa Bárbara, SP. Nesta área o Pinus, que estava sob cultivo desde os anos 70, foi retirado em 2012 e, em 2014, foi realizada uma queimada. As espécies Eugenia dysenterica (Mart.) DC. e E. punicifolia (Kunth) DC. foram escolhidas devido ao elevado número de indivíduos que rebrotaram na área. O objetivo geral do projeto foi conduzir análises morfoanatômicas e químicas das estruturas relacionadas ao potencial de rebrotamento. Foram realizadas: a contagem das gemas subterrâneas nos primeiros 10 centímetros abaixo do nível do solo, as análises químicas das raízes e análises anatômicas na região terminal de ramos aéreos e no sistema subterrâneo. Nas duas espécies, além da gema apical dos ramos aéreos, nas três regiões nodais subsequentes, acima da gema axilar ocorre uma gema acessória. Em todas as gemas, observam-se estruturas de proteção, pois junto ao meristema apical caulinar (MAC) ocorrem coléteres e cristais. Além disso, o MAC é protegido por primórdios foliares com cavidades de óleo, muitos cristais e tricomas unicelulares não glandulares que possuem espessamento parietal em celulose e podem acumular compostos fenólicos. Nos sistemas subterrâneos, o número de gemas, localizadas preferencialmente nos primeiros cinco centímetros do solo, variou entre os três indivíduos da mesma espécie: E. dysenterica 162, 17 e 253, E. punicifolia 24, 40 e 109. Esta variação deveu-se ao grau de desenvolvimento das estruturas subterrâneas as quais certamente formaram-se antes do período da retirada do Pinus. O sistema subterrâneo das espécies é formado por um eixo lenhoso cuja porção superior é caulinar e emite vários ramos aéreos enquanto a porção inferior é constituída por uma raiz axial espessada que pode atingir até um metro de profundidade em E. dysenterica. Em E. punicifolia o sistema subterrâneo ocupa uma região mais superficial do solo e, assim como o caule, as raízes axial e adventícias são distribuídas num plano mais horizontal. O tecido de revestimento nas raízes de E. punicifolia e no caule e raízes de E. dysenterica, apresenta camadas alternadas de células de paredes suberizadas e de células com espessamentos parietais em pectina; no caule de E. punicifolia há esclereides que se alternam com as células suberizadas. Em E. punicifolia o espessamento resulta de divisões anticlinais e expansão tangencial das células do parênquima floemático. Há floema interno e parênquima medular nos caules subterrâneos de ambas as espécies. Compostos fenólicos e grãos de amido estão presentes nas células parenquimáticas de regiões mais espessadas dos caules e raízes. Os teores de carboidratos totais, hemicelulose, celulose e lignina não diferem significativamente nas duas espécies. No entanto, as concentrações de flavonoides totais e de compostos fenólicos totais foram superiores nas raízes de E. punicifolia. O grau de proteção das gemas aéreas, o elevado número de gemas e o acúmulo de compostos de reserva (amido) e de proteção (fenóis, flavonoides, lignina) nas estruturas subterrâneas podem ter favorecido o seu rebrotamento após a retirada do Pinus e a sua permanência das espécies na área.The Cerrado area studied is under regeneration at the Estação Ecológica de Santa Bárbara, located in Águas de Santa Bárbara (São Paulo, Brazil). In this area, the Pinus, cultivated since the 1970s, was removed in 2012 and then, in 2014, the area was burnt. The species Eugenia dysenterica (Mart.) DC. and E. punicifolia (Kunth) DC. were studied due to their high resprouting after the burnt event. The aim was to carry out morphoanatomical and chemical analyses of the structures related to the resprouting capacity. The number of belowground buds was counted in the first 10 cm below the soil surface. The chemical analyses of the roots and anatomical analyses of the end portion of the aerial branches and the underground system were performed. Besides the apical bud, both species showed an accessory bud above the axillary one at the three subsequent nodal regions. In all studied buds, protection structures were observed, as colleters and crystals occur close to the shoot apical meristem (SAM). Moreover, SAM is protected by leaf primordia with oil cavities, many crystals and non-glandular unicellular trichomes. These trichomes present parietal cellulose thickening and are able to accumulate phenolic compounds. In underground systems, the number of buds, mostly in the first five centimeters below the soil surface, varied between individuals per species: E. dysenterica 162, 17 and 253; E. punicifolia 24, 40 and 109. This variation was caused by the development degree of the underground system, whose structures were certainly developed before Pinus removal. The underground system of the species display a woody axis, whose upper portion is a stem structure and produces several aerial branches. Its lower part is formed by an axial thickened root that can reach one metre deep in E. dysenterica. In E. punicifolia, the subterranean system occupies a more superficial region of the soil and, similar to the stem, the axial and adventitious roots are distributed in a more horizontal plane. The covering tissue of underground systems in E. punicifolia and E. dysenterica displays alternate layers of cells with suberized walls and pectin-thickened walls. In E. punicifolia stem, the covering tissue exhibits sclereids alternate with cells of suberized walls. The thickening in E. punicifolia is a result of anticlinal divisions and tangential expansion of phloematic parenchyma cells. Both species show internal phloem and medullary parenchyma in underground stems. Phenolic compounds and starch grains are present in parenchyma cells of thickened regions in stems and roots. The contents of total carbohydrates, hemicellulose, cellulose and lignin do not differ significantly in the two species. However, concentrations of total flavonoids and total phenolic compounds are higher in roots of E. punicifolia. The protection level of aerial buds, large number of underground buds, and accumulation of storage (starch) and protection (phenols, flavonoids, lignin) compounds in the underground structures may have favoured resprouting of the species after Pinus removal and their maintenance in the area