Meiotic arrest compromises pollen fertility in an interspecific hybrid between Brachiaria ruziziensis x Brachiaria decumbens (Poaceae: paniceae)

• Main Authors: Andréa Beatriz Mendes-Bonato, Maria Suely Pagliarini, Cacilda Borges do Valle
• Format: Article
• Language: English
• Published: Instituto de Tecnologia do Paraná (Tecpar) 2007-09-01
• Series: Brazilian Archives of Biology and Technology
• Subjects: Brachiaria decumbens; Brachiaria ruziziensis; cell fusion; interspecific hybrid; meiosis arrest; pollen sterilitiy
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-89132007000500011
• ISSN: 1516-8913; 1678-4324

Microsporogenesis was analyzed in an interspecific hybrid between an artificially tetraploidized sexual accession of Brachiaria ruziziensis (2n=4x=36) and a natural apomictic tetraploid accession of B. decumbens. Syncytes involving a large number of cells were recorded in 15.4% of meiocytes. Meiosis progressed normally in syncytes during prophase I; in metaphase I, however, several nuclei were found fusioned, showing chromosome stickiness and several chromosome fragments. Meiosis was arrested in metaphase I and pycnotic nuclei and micronuclei were formed. Abnormal cytokinesis fractionated the syncyte into abnormal meiotic products that were covered by the pollen wall. Meiocytes in leptotene were recorded in all the slides prepared for both meiotic divisions, and abnormal "pollen grains" with well-developed pollen wall but containing leptotene nuclei were recorded in 9.18% of grains analyzed. These findings suggested that the meiocytes received the signal to enter meiosis but lacked the signal to proceed beyond leptotene. Despite the absence of the meiotic process, such cells were covered by pollen grain wall. Total pollen sterility resulted from these abnormalities combined with still others observed among meiocytes.<br>A microsporogênese de um híbrido interespecífico entre um acesso sexual tetraploidizado artificialmente de Brachiaria ruziziensis (2n=4x=36) e um acesso apomítico tetraplóide natural de B. decumbens (2n=4x=36) foi analisada. Sincícios envolvendo um grande número de células foram encontrados em 15,40% dos meiócitos. A meiose progrediu normalmente nos sincícios durante a prófase I; em metáfase I, todavia, muitos núcleos fundiram-se, mostrando ainda aderências cromossômicas e inúmeros fragmentos. O processo meiótico foi interrompido na metáfase I, quando a cromatina formou núcleos picnóticos. Citocineses anormais fracionaram os sincícios em produtos meióticos anômalos que foram recobertos pela parede do grão de pólen. Meiócitos em leptóteno também foram observados durante todo o processo meiótico e grãos de pólen anormais com parede de pólen bem desenvolvida, mas contendo núcleos leptotênicos, foram observados em 9,18% dos grãos de pólen analisados. Os resultados sugerem que os meiócitos receberam o sinal para entrar em meiose, mas não receberam o sinal para prosseguir além do leptóteno. Apesar da ausência de processo meiótico completo, os meiócitos foram cobertos pela parede do grão de pólen. Estas anormalidades, combinadas com outras causadas pela poliploidia, resultaram em total esterilidade de pólen.