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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.59.2015.tde-20042015-222512
Document
Author
Full name
Guaraci Duran Cordeiro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2015
Supervisor
Committee
Santos, Isabel Alves dos (President)
Maués, Márcia Motta
Morellato, Leonor Patrícia Cerdeira
Schlindwein, Clemens Peter
Silva, Cláudia Inês da
Title in Portuguese
Fenologia reprodutiva, polinização e voláteis florais do cambuci (Campomanesia phaea - Myrtaceae)
Keywords in Portuguese
1-Octanol
abelhas noturnas
antese noturna
Mata Atlântica
polinizadores
Abstract in Portuguese
A família Myrtaceae tem muitas espécies frutíferas, algumas são utilizadas comercialmente, entre elas o cambuci (Campomanesia phaea). Os objetivos deste trabalho foram descrever a fenologia reprodutiva, a biologia floral, o sistema reprodutivo e identificar os polinizadores do cambuci para gerar novos conhecimentos que possam contribuir com a produtividade desta espécie. O estudo de fenologia reprodutiva foi conduzido por dois anos, em área de ocorrência natural e área de cultivo comercial. As fenofases (floração e frutificação) foram monitoradas com duas métricas: Índice de atividade (sincronia) e Índice de intensidade (intensidade - Fournier) e correlacionadas com fatores abióticos (temperatura, pluviosidade e comprimento do dia). Os resultados mostraram que a floração e frutificação na área de ocorrência natural e cultivo foram diferentes, mesmo sob mesmas condições climáticas. A floração e frutificação foram mais intensas e sincrônicas na área de cultivo. Os fatores abióticos não explicaram estas diferenças nas fenofases entre as áreas de estudo, porém a adubação do solo e diversidade de polinizadores tiveram papel importante. No estudo de polinização de C. phaea foram observados a duração de antese, recursos florais, receptividade do estigma e viabilidade polínica. O sistema reprodutivo de C. phaea foi investigado baseado na razão P:O e pelos experimentos de polinização manual. Os visitantes florais foram capturados e os polinizadores mais eficientes foram determinados, conforme número de pólen depositado no estigma e número de frutos produzidos. As flores de C. phaea duram dois dias, são hermafroditas e têm o pólen como o único recurso disponível para os visitantes florais. A antese é noturna e começa em torno das 5 h. O sistema reprodutivo de C. phaea é o autoincompatível. Foram coletadas 52 espécies de visitantes florais e entre elas as mais eficientes na polinização foram as abelhas noturnas e crepusculares (Megalopta sodalis, Megommation insigne, Ptiloglossa latecalcarata e Zikanapis seabrai). Além destas abelhas, as flores de C. phaea também foram visitadas e polinizadas por Apis mellifera nos períodos crepusculares e diurnos. Para entender como as abelhas noturnas/crepusculares encontram as flores do cambuci no escuro foram coletadas amostras dos voláteis florais (a noite e durante o dia), pelo método de dynamic headspace e posteriormente analisados por GC-MS. Experimentos eletroantenográficos (GC-EAD) e biotestes foram realizados para testar se os compostos identificados das flores do cambuci são capazes de estimular respostas eletrofisiológicas e comportamentais nas abelhas noturnas/crepusculares. Foram encontrados 14 compostos voláteis nas flores de C. phaea, os mesmos nas amostras da noite e do dia, embora a composição relativa do odor tenha diferido entre os dois períodos. A emissão dos voláteis é maior a noite durante a atividade das abelhas noturnas/crepusculares, e alguns compostos são mais eminentes durante a noite (ex, 1-Octanol) e outros ao dia (ex, 2-Phenylethanol). As abelhas noturnas foram atraídas para os odores sintéticos da flor do cambuci. Apis mellifera também respondeu positivamente ao teste eletroantenográfico e biotestes. Os resultados mostraram que os voláteis emitidos a noite pelas flores de C. phaea tem função atrativa para as abelhas noturnas/crepusculares, e sugere que 1-Octanol possa ser o composto chave nesta atração.
Title in English
Reproductive phenology, pollination and flower volatiles of the cambuci (Campomanesia phaea - Myrtaceae)
Keywords in English
1-Octanol
Atlantic Forest
nocturnal antese
nocturnal bees
pollinators
Abstract in English
The family Myrtaceae has many fruiting species, some are commercially explored. Among those species is the cambuci (Campomanesia phaea). The objectives this work were to describe the reproductive phenology, the floral biology, the reproductive system, and to identify the pollinators of cambuci in order to generate new knowledge that may help increase the productivity of this species. The study about reproductive phenology was conducted for two years, in an area of natural occurrence and in a commercial crop. The phenophases (flowering and fruit set) were monitored with Activity index (synchrony) and Intensity index (Fournier intensity) and correlated with abiotic factors (temperature, rainfall, and day length). The results showed that flowering and fruit set of C. phaea in natural area and crop were different even under same climatic conditions. The flowering and fruit set were more intense and synchrony in the crop. The abioctic factors do not explain these differences in the phenophases between the study areas, but other variables, such as soil fertilization and pollinator diversity, play an important role. In the pollination study of C. phaea were observed the anthesis duration, floral resources, stigma receptivity, and pollen viability. The reproductive system of C. phaea was investigated based on the P:O ratio and by carrying out manual pollination tests. The flower visitors were captured and determined the most efficient pollinators, according to effectiveness by number of pollen grains deposited in the stigma and number of fruit set. The flowers of C. phaea last two days, are hermaphrodite, and have pollen as the only resource offered to flower visitors. Its anthesis is nocturnal and begins around 5 h. The reproductive system of C. phaea is self-incompatible. Were collected 52 species of flower visitors and among them the most efficient in pollination were nocturnal and crepuscular bees (Megalopta sodalis, Megommation insigne, Ptiloglossa latecalcarata e Zikanapis seabrai). Besides these bees, the flowers of C. phaea flowers were also visited and pollinated by Apis mellifera in crepuscular and diurnal periods. In order to understand how the nocturnal/crepuscular bees find cambuci flowers in darkness flower volatiles were collected (at night and during the day) by dynamic headspace method and after analyzed by GC-MS. In addition, electroantennographic (GC-EAD) and behavioural experiments (bioassays) were performed to test if compounds identified from cambuci flowers are capable in eliciting electrophysiological and behavioural responses in nocturnal/crepuscular bees. In total 14 volatiles compounds were found in C. phaea flowers, the same in the night and day samples. Although, the relative scent composition differed between these two periods. The volatile emission is higher during the activity of nocturnal/crepuscular bees, and some compounds are more eminent during the night (e.g., 1-Octanol) and some during the day (e.g., 2-Phenylethanol). The nocturnal/crepuscular were attracted by synthetic scent of the cambuci flowers. Apis mellifera also showed positive responds towards for electroantennographic and behavioural bioassays. The results showed that volatiles emitted at night by C. phaea flowers have attractive function to nocturnal/crepuscular bees, and suggest that 1-Octanol can be the key compound for this attraction.
 
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Publishing Date
2015-07-15
 
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