Estruturas secretoras em Medronheiro (Arbutus unedo L.): caracterização morfológica, estrutural e histoquímica e avaliação da atividade proteásica da secreção

Abstract

Arbutus unedo (medronheiro), da família Ericaceae, apresenta porte arbustivo ou arbóreo, e encontra-se bem adaptado a solos pobres e a condições ambientais extremas. É nativo da bacia do Mediterrâneo e da Europa Ocidental, podendo também ser encontrado na Irlanda. Em Portugal, está espalhado por todo o país, embora seja mais abundante na Região Central e nas Serras do Caldeirão e Monchique (Algarve). Trata-se de uma espécie importante do ponto de vista ecológico, ajudando a manter a diversidade da fauna e evitando a erosão dos solos. Pode ainda ser utilizada em programas de fitorremediação, fitoestabilização e contribui para a regulação do ciclo do azoto. Economicamente, os frutos podem ser consumidos frescos ou transformados em marmeladas, compotas e conservas. No entanto, a principal fonte de rendimento para os agricultores resulta da produção de uma bebida com elevado teor alcoólico, vulgarmente designada por “Medronheira”. Esta planta pode ainda ser utilizada no fabrico de mel e na indústria floral. Na medicina tradicional, as folhas têm sido utilizadas para fazer infusões, aplicadas no tratamento de diversas patologias e, também, no tratamento de algumas doenças. A. unedo tem sido considerada uma espécie NUC, contudo devido a problemas que afetam as principais espécies florestais em Portugal (pinheiros e eucaliptos), o interesse por esta espécie surgiu e, como consequência, muitas áreas em diferentes regiões do país estão agora a ser cultivadas com medronheiro. Neste trabalho, foram aplicados dois tipos de propagação, que consistiram na germinação de sementes e na micropropagação através de cultura in vitro. Verificou-se que, as baixas taxas de germinação convencionais das sementes podem ser ultrapassadas com períodos mínimos de estratificação de 14 dias, a 4ºC, obtendo-se, assim, taxas de germinação mais elevadas, acima dos 50%, dependendo de vários fatores. A multiplicação in vitro, através da proliferação de meristemas, provou ser um método eficaz, tendo permitido obter plantas para análise das estruturas secretoras. Embora a existência de estruturas secretoras tenha sido referida por alguns autores em duas espécies de Arbutus, no medronheiro não existia, até à realização deste trabalho, nenhuma investigação aprofundada destas estruturas. Os estudos de microscopia óptica e eletrónica de varrimento e a análise histoquímica, permitiram concluir que a planta apresenta no caule e nas folhas, especialmente quando jovens, emergências glandulares, que são do mesmo tipo nas plantas crescidas in vivo e in vitro. A análise histoquímica revelou que a secreção produzida por estas emergências é umaoleorresina com propriedades hidrofílicas, sendo constituída maioritariamente por lípidos, flavonóides e terpenóides. Quanto aos terpenóides, ainda residem dúvidas acerca da sua constituição, principalmente no que diz respeito à sua volatilidade. Tendo em conta as características do secretado e o facto de se terem encontrado insetos presos nas emergências do medronheiro, realizaram-se diversos ensaios para avaliar a atividade proteásica da secreção. Verificou-se que esta era residual e que, por isso, as emergências glandulares de A. unedo deverão estar relacionadas com a proteção contra pequenos insetos, os quais se tem visto, muitas vezes, ficarem aderidos aos caules e folhas jovens. O estatuto de protocarnívora desta planta não é, porém, excluído, devendo ser realizados testes adicionais para o comprovar.

Arbutus unedo (Strawberry tree) is a shrub or a small tree belonging to the Ericaceae. The species is well adapted to poor soils and extreme environmental conditions. It is native of the Mediterranean basin and Western Europe and can also be found in Ireland. In Portugal, it is spread all over the country, although most abundant in the Central Region and in the Caldeirão and Monchique mountains (Algarve). Strawberry tree is an important species both from ecological and economic perspectives, helping to maintain the diversity of fauna and preventing soil erosion. It can also be used for phytoremediation and phytostabilization and contributes to the regulation of the nitrogen cycle. Economically, the edible fruits can be consumed fresh or processed as marmalades, jams and preserves. However, the main income for farmers results from the production of a very alcoholic spirit commonly known as “Medronheira”. Honey and fresh cuttings for the floral industry are other uses of the plant. In traditional medicine, the leaves have been used to make infusions, applicable in the treatment of various pathologies and in the treatment of certain diseases, too. A. unedo has been considered a NUC species but due to problems affecting the main forestry species in Portugal (pines and eucalypts) interest in this species has arisen and, as a consequence, many areas in different regions of the country are now being cultivated with strawberry tree. In the present work, propagation of A. unedo was achieved through seed germination and in vitro culture techniques by the proliferation of axillary meristems. The results showed that the low rates of seed germination can be increased following stratification for14 days, at 4°C. On these conditions germination rates, over 50% were obtained. The in vitro multiplication through shoot proliferation proved to be an effective method for obtaining plants. However, the main purposes of these assays were not strawberry tree propagation but plant production for analysis of the secretory structures. Previous works have point out the presence of secretory structures in two species of Arbutus. However, as far as we know, there were no previous studies concerning the characterization of these structures in A. unedo. Light and scanning electron microscopic analyses complemented with histochemical tests, showed the presense of glandular emergencies in both leaves and young stems of plants produced in vitro and in vivo. Histochemical analysis revealed that the secretion produced by these emergencies was an oleoresin with hydrophilic properties being mainly composed by lipids,terpenoids and flavonoids. The composition of the terpenoids remains unclear, in particularly in what concerns the volatile fraction. Assays to verify proteasic activity of the secretion showed that both leaves and stems possessed proteasic activity, although at low levels. Considering these results, it seems plausible to theorize that the secretory structures of A. unedo are likely related to the plant protection against small insects which have been often seen glued to young stems and leaves. The protocarnivorous status of this plant cannot be ruled out, only additional tests can prove it.