Seed germination and seedling morphology of Smilax polyantha (Smilacaceae)

Abstract

Brazilians have been using the underground organs of Smilax species in alternative medicine since the 19th century because of their anti-rheumatic qualities. However, even nowadays, these species are explored only by extractivism. Studies on seed germination and development of these organs could be useful to preserve these plants. After germination, seedling development of Smilax polyantha was analyzed to understand underground stem formation. Furthermore, to analyze the ontogenesis of the underground system, seedlings aged from one to twelve months were sectioned. One of the most striking features of this species is the presence of two stem branching systems. The plumule gives rise to the first stem branching system with negative geotropism. Its first underground axillary bud sprouted into the other caulinar axis with positive geotropism. The horizontal growth and the subsequent thickening of this underground organ depended on the development of axillary buds from basal nodes of the previous branches. The cotyledonary bud did not play a role in the underground formation, as previously described in the literature for this genus, but the buds of the basal cataphylls built the second stem branching system. In this study we discuss the terminology and suggest calling this second stem branching system a rhizophore.

As espécies de Smilax L. são utilizadas na medicina popular brasileira desde o século 19 devido às propriedades anti-reumáticas atribuídas aos órgãos subterrâneos de todas as espécies. No entanto, ainda hoje, essas espécies são exploradas apenas por extrativismo. Estudos sobre a germinação e o desenvolvimento dos órgãos subterrâneos podem ser úteis para preservar essas plantas. Após a germinação, o desenvolvimento de plântulas de Smilax polyantha foi analisado para compreender a formação do sistema subterrâneo. Para a análise da ontogênese do sistema subterrâneo foram seccionadas plantas em diferentes estágios de desenvolvimento entre um e doze meses. Uma das características mais marcantes desta espécie é a presença de dois sistemas de ramificação caulinar. A plúmula dá origem ao primeiro sistema caulinar de ramificações com geotropismo negativo. As gemas axilares subterrâneas desse primeiro eixo caulinar originam o segundo eixo caulinar com geotropismo positivo. O crescimento horizontal e o espessamento do órgão subterrâneo dependem do desenvolvimento de gemas axilares de nós basais dos ramos anteriores. A gema cotiledonar não participa da formação do caule subterrâneo, como descrito anteriormente na literatura para este gênero, mas as gemas axilares basais dos ramos caulinares aéreos originam o segundo eixo de ramificação caulinar subterrâneo. Neste estudo, após ser discutida a terminologia mais adequada, sugere-se chamar o caule subterrâneo dessas espécies de rizóforo.