Resumo: As orquídeas compõem a família botânica com maior riqueza de espécies entre as Angiospermas e, além disso, essas plantas ocupam uma grande variedade de habitats, e tem distribuição cosmopolita. As orquídeas desenvolveram também estratégias ímpares para se estabelecerem no ambiente. Suas flores podem apresentar muitas formas, cores e aromas diferentes atuando para atrair polinizadores. As sementes das orquídeas são microscópicas, geralmente dispersas pelo vento, e necessitam obrigatoriamente de fungos micorrízicos específicos para germinarem, e para que os protocormos, estruturas embrionárias exclusivas, se desenvolvam. As raízes mostram uma estrutura comum a todas as orquídeas, e muito rara em outras plantas, o velame. O velame é uma epiderme diferenciada, multisseriada e sem protoplasto na sua maturidade, e responsável pela absorção de água e nutrientes. Buscando conhecer os parceiros simbiontes da orquídea Cattleya purpurata, espécie ameaçada de extinção, foram realizados testes de germinação, dentre fungos micorrízicos de orquídeas, e foram feitas análises morfológicas das raízes para se conhecer e identificar os principais grupos de microrganismos que se associam à orquídea. Sementes inoculadas com fungos, do gênero Tulasnella, isolados da própria C. purpurata, de raízes e de protocormos na natureza, apresentaram os maiores níveis de desenvolvimento, enquanto outra espécie de fungo micorrízico orquidóide, do gênero Ceratobasidium, não foi capaz de germinar as sementes. Esses achados somados à literatura existente, sugerem que a germinação de orquídeas do gênero Cattleya tenham especificidade por fungos do gênero Tulasnella. Quanto às alterações celulares na ontogênese da germinação simbiótica, após a entrada das hifas do fungo nas células do suspensor e da região adjacente, com células ricas em lipídeos, as hifas se enovelam, e formam pélotons na região mediana e apical do embrião. Com o avanço do desenvolvimento, organelas como mitocôndrias e protoplastos, se tornam mais numerosos, e os protoplastos se diferenciam em amiloplastos, e em seguida em cloroplastos. Após o sucesso do desenvolvimento dos protocormos e plântulas, os fungos micorrízicos ainda desempenham papel importante nas raízes, no processo de nutrição das orquídeas. Estimamos a taxa de micorrização das raízes, em 18%, e descrevemos a ultraestrutura dos pélotons, mostrando que não há parede celular vegetal ao redor das hifas, e que a membrana plasmática vegetal está em contato direto com a parede do fungo. Mitocôndrias e vesículas estão frequentemente associadas à membrana perifúngica. Na raiz, o velame exibe uma estrutura muito complexa, com até seis camadas, contando com paredes celulares espessadas, com muitos poros, sem protoplasto, que forma um microambiente capaz de abrigar uma ampla gama de microrganismos. Imagens de microscopia confocal e eletrônica de transmissão, revelaram que a microbiota do velame é composta por bactérias, fungos, cianobactérias, algas e até animais, como os nematódeos. Este diversificado microbioma pode ter papel fundamental na nutrição e nas respostas da orquídea C. purpurata frente à estresses bióticos e abióticos. Além disso, o microbioma, associado ao potencial complexo ecológico, sugere que as raízes da orquídea atuem como um órgão-ecossistema, termo já usado em um estudo prévio, onde foi descrita a riqueza de algas e cianobactérias nas raízes de orquídeas epífitas da Índia Ver menos

Abstract: Orchids comprise the botanical family with the greatest species richness, in addition, these plants occupy a wide variety of habitats and have a cosmopolitan distribution. Orchids have also developed unique strategies to establish themselves in the environment. Their flowers can have many different shapes, colors and aromas, performing to attract pollinators. Orchid seeds are microscopic, usually dispersed by the wind, and compulsorily need specific mycorrhizal fungi to germinate, and for the development of the protocorms, exclusive embryonic structures. The roots show a structure common to all orchids, and very rare in other plants, the velamen, which is a differentiated epidermis, which is multiseriated and without a protoplast at maturity, and responsible for absorbing water and nutrients. Seeking to know the symbiotic partners of the orchid Cattleya purpurata, an endangered species, germination tests were carried out, among mycorrhizal fungi of orchids, and morphological analyses of the roots were also carried out to know and identify the main groups of microorganisms that are associated with the orchid. Seeds inoculated with fungi, of the genus Tulasnella, isolated from the C. purpurata itself, from roots and also from protocorms in nature, showed the highest levels of development, while another species of orchid mycorrhizal fungus, genus Ceratobasidium, was not able to germinate the seeds. These findings added to the existing literature, suggest that the germination of orchids of the genus Cattleya have specificity for fungi of the genus Tulasnella. As for cellular alterations in the ontogenesis of symbiotic germination, after the fungal hyphae enter the suspensor cells and the adjacent region, with cells rich in lipids, the hyphae become entwined and form pelotons in the median and apical region of the embryo. As development progresses, organelles such as mitochondria and protoplasts become more numerous, and protoplasts differentiate into amyloplasts and then into chloroplasts. After the successful development of protocorms and seedlings, what influences orchid nutrition? In the roots, mycorrhizal fungi still play an important role in the nutrition of orchids, and in the present study, in addition to estimating the root mycorrhization rate of 18%, the ultrastructure of the pelotons was described, showing that the plant cell wall around the hyphae is not present, and that the plant plasma membrane is in direct contact with the fungal wall. Mitochondria and vesicles are often associated with the perifungal membrane. At the root, the velamen exhibits a very complex structure, with up to six layers, with thickened cell walls, with many pores, without protoplast, which forms a microenvironment capable of harboring a wide range of microorganisms. Confocal and transmission electron microscopy images revealed that the microbiota of the velamen is composed of bacteria, fungi, cyanobacteria, algae and even animals, such as nematodes. This diverse microbiome may play a key role in the nutrition and the responses to biotic and abiotic stresses in the orchid C. purpurata. In addition, the microbiome, associated with the ecological complex potential, suggests that the orchid roots act as an organ-ecosystem, a term already used in a previous study, where the richness of algae and cyanobacteria in the roots of epiphytic orchids from India was described Ver menos