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Cotyledon mesophyll cell morphology and lipid and protein synthesis of T. grandiflorum, T. subincanum and T. bicolor were analyzed and compared with T. cacao. These species possess foliar cotyledons folded around the hypocotyl radicle axis, typical of Sterculiaceae. Fruit size, morphology and weight are very distinct amongst the four species and so are the respective seeds. The main axis of the T. grandiflorum and T. bicolor seeds measured about 30 mm, while T. subincanum and T. cacao seeds measured 17 mm and 26 mm respectively. The seed weights of T. grandiflorum, T. bicolor, T. subincanum and T. cacao were 11.6 g, 9.4 g, 2.1 g and 3.0 g, respectively. The cotyledon mesophylls of the four species contained mainly polysaccharides and lipid-protein reserve cells. Theobroma cacao, T. grandiflorum and T. subincanum were composed of greater than 50% lipids. For the four species, lipid globules gradually accumulated adjacent to the cell wall, and these globules measured from 1 to 3 µm. TEM showed low-density proteins inside the central vacuole of the young mesophyll cells of T. cacao. The protein reserves of the mature cells were densely scattered amongst the lipid bodies, and a few starch granules occurred together with the cotyledon mesophyll of the four species. Polyphenolic cells were found throughout the mesophyll cells or aligned with the respective vascular bundles. Immature cells demonstrated the capacity to synthesize all these reserves, but gradually the pre-determined cells produced mainly lipid-protein reserves. Besides the unique characteristics of the T. cacao products, the lipid-protein synthesis capacities of T. grandiflorum, T. subincanum and T. bicolor suggest various possibilities for new industrialized food, pharmaceutical and cosmetic products.As células do mesofilo cotiledonar e respectivas sínteses lípide-protéicas de Theobroma grandiflorum, T. subincanum e T. bicolor são analisadas e comparadas ao T. cacao. As espécies mencionadas possuem os cotilédones foliáceos e redobrados em torno do eixo hipocótilo-radicular, típicos de Sterculiaceae; o tamanho dos frutos e também a morfologia, o peso e as respectivas sementes são distintos entre as quatro espécies. As sementes de T. grandiflorum e T. bicolor medem 30 mm no eixo principal, enquanto em T. subincanum e T. cacao medem 17 mm e 6 mm, respectivamente e nesta mesma ordem pesam 11,6 g, 9,4 g, 2,1 g e 3,0 g. Os mesofilos cotiledonares contêm células com reservas polissacárides e lípide-proteicas. Theobroma cacao, T. grandiflorum e T. subincanum contêm acima de 50% de lipídeos. Nas quatro espécies, os glóbulos lipídicos acumulam-se gradualmente, adjacentes à parede celular e medem entre 1 a 3 µm. A microscopia eletrônica de transmissão mostrou a precipitação pouco densa das proteínas no vacúolo central das células jovens do mesofilo de T. cacao. Nas células maduras, a proteína de reserva está densamente entremeada por glóbulos lipídicos; poucos grãos de amido ocorrem no mesofilo cotiledonar destas quatro espécies. As células polifenólicas estão dispersas no mesofilo cotiledonar ou alinhadas próximas ao feixe vascular. As células imaturas demonstraram capacidade de síntese de todas as reservas, mas gradualmente as células predeterminadas, produzem principalmente reservas lípide-proteicas. Não obstante a característica única dos reconhecidos produtos de T. cacao, a capacidade de síntese lípide-proteica do T. grandiflorum, T. subincanum e T. bicolor sugerem novas possibilidades para a indústria de alimentos, produtos farmacêuticos e cosméticos

revista brasileira de botânica

Localization of the cotyledon reserves of Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) K. Schum., T. subincanum Mart., T. bicolor Bonpl. and their analogies with T. cacao L.