A cultura do cacaueiro (Theobroma cacao L.) na região sul da Bahia foi dizimada com a introdução do fungo Moniliophthora perniciosa. Novas fontes de resistência têm sido buscadas e alternativas são necessárias para assegurar a produção de cultivares considerando a variabilidade genética do patógeno. A descoberta de genes de resistência e de defesa presumíveis a partir de abordagens genômicas impõe a necessidade de estabelecimento de uma plataforma de análise funcional para comprovar a função dos genes identificados e/ou esclarecimento dos mecanismos envolvidos; isto requer o desenvolvimento de métodos de manipulação e/ou inserção de genes, permitindo a superexpressão ou silenciamento de genes de interesse. Os primeiros cacaueiros transgênicos só foram desenvolvidos a poucos anos, e a eficiência do processo ainda é limitada. Há grande influência genotípica na capacidade embriogênica, que reduz a eficiência de obtenção de transgênicos. Micro-Tom tem sido considerado um modelo para pesquisas em tomateiro, sendo uma cultivar miniatura, ciclo de vida curto, porte reduzido e de fácil transformação. MT pode ser usada no estudo da interação com o fungo M. perniciosa, visto a disponibilidade de isolados do biótipo-S que infectam o tomateiro, assim disponibilizando informações dos mecanismos de defesa do T. cacao a M. perniciosa em um menor tempo, suprindo alguns obstáculos encontrados nas características biológicas do cacaueiro. Considerando que durante a patogênese do cacaueiro, M. perniciosa é capaz de desencadear a morte celular programada no tecido infectado, foi analisada a hipótese de que a expressão de genes anti-apoptóticos diminuiria ou minimizaria os efeitos da infecção, permitindo uma menor susceptibilidade. Para tal, foi clonado o gene da proteína Bax-inhibitor-1, que atua como atenuador basal para a progressão da morte celular, e desenvolvida uma construção. Esse gene havia sido detectado numa biblioteca da interação M. perniciosa x T. cacao e identificado com sequência completa, e foi re-introduzido em tomateiro e cacaueiro sob controle de promotor constitutivo. Para o modelo genético MT, plantas transgênicas contendo Bax-inhibitor-1, SKP1 e Cafeína sintase foram obtidas. Plantas transgênicas de tomateiro contendo o gene Bax-inhibitor-1 foram inoculadas com M. perniciosa e demonstraram redução no número de plantas sintomáticas (40%), quando comparadas as plantas de MT inoculadas com o mesmo patógeno (83%). Esses dados corroboram com resultados das inoculações com os fungos necrotróficos B. cinerea, S. sclerotium e S. rolfsii, sendo que as plantas transgênicas inoculadas também apresentaram contenção dos sintomas dessas doenças, uma redução de 40% da área de infecção em comparação as plantas de MT infectadas. Desse modo, pode-se concluir que o gene Bax-inhibitor-1 em MT agiu de forma basal na atenuação da progressão da morte celular, reduzindo os sintomas da vassoura-de-bruxa, da mesma forma que esse transgene contribuiu na redução dos sintomas do mofo cinza, mofo branco e murcha-de-esclerócio, por conter o crescimento e desenvolvimento dos fungos inoculados em tomateiro. Foi possível otimizar o protocolo de embriogênese somática e de transformação genética de cacaueiro, o que levou a obtenção de plantas transgênicas contendo a construção Bax-inhibitor-1, confirmadas por RTqPCR. Indicando que a abordagem de transformação de cacaueiro está implementada no laboratório, porém a baixa eficiência do processo e o tempo necessário ainda impedem seu uso em larga escala para análise funcional / The cultivation of cocoa (Theobroma cacao L.) in south Bahia was decimated by the introduction of the fungus Moniliophthora perniciosa. New sources of resistance have been sought and alternatives are needed to ensure the production of cultivars considering the genetic variability of the pathogen. The discovery of genes for resistance and defense presumed from genomic approaches makes it necessary the establishment of a platform to verify the function of identified genes and/or the elucidation of the mechanisms involved; this requires the development of methods for manipulating and/or insertion of genes, allowing overexpressing or silencing of genes of interest. The first transgenic cocoa were only developed a few years ago, and the efficiency of the process is still limited. There is an expressive influence of the embryogenic capacity, which reduces the efficiency of obtaining transgenic plants. The cultivar Micro-Tom (MT) is considered a model for research on tomato, since it has a miniature size, short life cycle, and facile genetic transformation. MT can be used to study the interaction with the fungus M. perniciosa, since isolates of biotype-S are able to infect tomato, thus provinding inferences about defense mechanisms of T. cacao to M. perniciosa in a short time, providing some obstacles encountered in biological characteristics of cocoa. Since during the pathogenesis of cocoa, M. perniciosa is able to trigger programmed cell death in infected tissue, it was analyzed the hypothesis that the expression of anti-apoptotic genes diminish or minimize the effects of infection, allowing less susceptibility. To this end, was cloned the protein Bax-inhibitor-1, which acts as a basal attenuator for the progression of cell death, was cloned engineered in a vector for genetic transformation. This gene was detected in a library of interaction M. perniciosa x T. cacao and identified with the complete sequence, and was re-introduced into tomato and cocoa under the control of a constitutive promoter. For the genetic model MT, transgenic plants containing Bax-inhibitor-1, SKP1 and Caffeine synthase were obtained. Transgenic tomato plants containing the gene Bax-inhibitor-1 were inoculated with M. perniciosa and demonstrated a reduction in the number of symptomatic plants (40%) compared MT plants inoculated with the same pathogen (83%). These data corroborate results of inoculations with the necrotroph fungi B. cinerea, S. sclerotium e S. rolfsii. Thus, when transgenic plants were inoculated, it was observed a reduction of 40% in the area of infection, compared to infected MT plants. Taken together, the results indicate that the gene Bax-inhibitor-1 acted in the basal attenuation of progression of cell death in MT, reducing the symptoms of the witches\' broom disease, as well as the symptoms of gray mold, white mold and wilt esclerotia. Moreover it was possible to optimize the protocol for somatic embryogenesis and genetic transformation of cocoa, which led to the production of transgenic plants containing the construct Baxinhibitor- 1, confirmed by RT-qPCR. Although, a protocol for cocoa transformation was implemented in the laboratory, its the low efficiency and the time required still prevent its widespread use for functional analysis

Araucaria angustifolia é a única conífera nativa com importância econômica no Brasil. A espécie está incluída na lista oficial de espécies de plantas ameaçadas de extinção. A embriogênese somática é considerada como uma das ferramentas biotecnológicas mais promissoras na área de biotecnologia de plantas. A identificação de marcadores, que possam ser utilizados, para a seleção de genótipos aptos ao desenvolvimento do embrião somático é altamente desejável, uma vez que o desenvolvimento apropriado do embrião somático é extremamente dependente do genótipo. O presente trabalho teve como objetivo estudar e identificar marcadores bioquímicos e moleculares associados à competência para embriogênese somática em A. angustifolia. Culturas embriogênicas de genótipos com diferentes potenciais embriogênicos apresentaram diferenças nos parâmetros bioquímicos e moleculares avaliados (Poliaminas, expressão dos genes AaSERK1 e AaPP2C, proteoma). O presente trabalho propõe a utilização destes parâmetros como possíveis marcadores do potencial embriogênico no sistema A. angustifolia. / The Araucaria angustifolia is the only native conifer species with economical importance in Brazil. Recently, the species was included in the official list of endangered plant species. Somatic embryogenesis, i.e., in vitro asexual production of embryos is considered one of the most promising biotechnological tools in the area of plant biotechnology. Since the development of somatic embryos is dependent of the genotype, the identification of markers that could be used in the selection of genotypes which can develop somatic embryos is highly desirable. The main objective of the present work is to study and identify biochemical and molecular markers associated with competence for somatic embryogenesis in A. angustifolia. The evaluation of biochemical and molecular aspects (Polyamines, AaSERK1 and AaPP2C gene expression and proteome) indicated differences between embryogenic cultures of genotypes with different embryogenic potential. This work proposes the utilization of these parameters as possible markers of embryogenic potential in the system A. angustifolia.

A teca (Tectona grandis L. f) é uma espécie lenhosa originária da Ásia que possui grande interesse econômico devidos as características nobres de sua madeira. Muito usada para construção de embarcações e móveis de luxo para exposição em ambientes abertos, seu consumo tem aumentado a cada ano, principalmente nos países produtores. Com a pressão das políticas ambientais sobre o uso da madeira de espécies nativas, a teca se mostra uma ótima alternativa para o mercado de madeira serrada. Contudo, a produção comercial desta espécie encontra algumas barreiras, sendo a principal delas, a propagação de matrizes adultas cujas características se adequam ao manejo silvicultural. Para possibilitar a reprodução fiel das árvores selecionadas e, para se realizar o rejuvenescimento do material adulto procedente dessas matrizes, faz-se uso de algumas técnicas, sendo uma delas, o uso da cultura de tecidos. Uma maneira bastante considerada no processo de rejuvenescimento e obtenção de mudas de espécies agrícolas e florestais é a formulação de protocolos de embriogênese somática. A embriogênese somática pode ser descrita como o processo pelo qual células somáticas desenvolvem estruturas semelhantes a embriões zigóticos, por meio de uma sequência ordenada de estágios embriogênicos característicos, sem ocorrência de fusão de gametas. Para tanto, o desenvolvimento de um protocolo eficiente de tal técnica exige muitos estudos preliminares. Com isso, o presente trabalho teve como objetivo estudar a calogênese em diferentes explantes de teca, através de uma sequência de indução utilizando difrentes fitorreguladores visando a obtenção de embriões somáticos. Para avaliar a resposta dos calos a cada etapa da indução foram realizadas análises histológica e histoquímica dos tecidos. Como respostas foram encontrados os balanços auxina/citocinina mais adequado para produção de calos, sendo eles 1,5/1,0 e, 1,5/4,0mgL-1 de picloram e BAP respectivamente. Verificou-se que o pulse com TDZ foi responsivo na obtenção de massas próembriogênicas, e que o uso da zeatina e da glutamina, não favorecem a maturação de tais estruturas, além de ocasionarem a morte celular programada das células da massa calosa. Contudo, os resultados mostram-se positivos e auxiliam na formulação de novos tratamentos e técnicas de indução da embriogênese somática para a espécie estudada. / Teak (Tectona grandis L. f) is a native woody species from Asia that has great economic interest due the noble characteristics of its wood. Widely used for building ships and luxury furniture for display outdoors, their consumption has increased every year, especially in producing countries. With the pressure of environmental policies on the use of native species of wood, teak shown a great alternative to the market for lumber. However, commercial production of this species has some barriers, the main one, being the propagation of mature breeders whose characteristics are suited to forestry management. In order to enable the faithful reproduction of the selected trees, and to perform the rejuvenation of these matrices derived of adult material, some techniques can be used, one of them is the use of tissue culture. Considered in a way quite rejuvenating and seedlings of agricultural and forest species process is the formulation of somatic embryogenesis protocols. Somatic embryogenesis can be described as the process by which somatic cells develop structures similar to zygotic embryos, through an ordered sequence of characteristic embryogenic stages without occurrence of the fusion of gametes. Thus, the development of an efficient protocol for this technique requires a lot of preliminary studies. Thus, the present work aimed to study the callus induction in different explants of teak, through a sequence induction using different growth regulators in order to obtain somatic embryos. To assess the response of each stage during callus induction, histological and histochemical tissue analysis were performed. Responses as the most suitable for callus production auxin / cytokinin balance sheets were found, they 1.5 / 1.0 and 1.5 / 4,0mgL-1 picloram/BAP, respectively. It was found that TDZ pulse was responsive to obtain pro-embryogenic masses, and that the use of zeatin and glutamine, are not conducive to maturation of such structures, and enacting the programmed cell death of the cell calli mass. However, the results show up positive and assist in the formulation of new treatments and techniques for induction of somatic embryogenesis of this species.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-01-04T16:13:07Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2270833 bytes, checksum: 96aab99f6b70bd80954147ae97d70a12 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-04T16:13:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2270833 bytes, checksum: 96aab99f6b70bd80954147ae97d70a12 (MD5) Previous issue date: 2016-09-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo do presente estudo foi determinar o conjunto de fatores que interferem nos estágios iniciais da embriogênese somática de Eucalyptus, tendo por base os seguintes objetivos específicos: 1) verificar o efeito de tipos de explantes, tipos e concentrações de auxinas na indução; tipos de meio de cultura e concentrações de auxina na proliferação de embriões somáticos em explantes juvenis de Eucalyptus grandis x E. urophylla; 2) verificar o efeito de concentrações e fontes de cálcio; concentrações e tempo de efeito de citocinina e poliamina, na indução e desenvolvimento de embriões somáticos em explantes juvenis de Eucalyptus grandis x E . urophylla; 3) verificar o efeito do pulso de auxina em diferentes estágios de desenvolvimento de embriões somáticos em explantes juvenis de Eucalyptus grandis x E . urophylla; 4) estimar a correlação genética entre as características de indução de embriões somáticos, além de estudar o controle genético relacionado às mesmas a fim de averiguar sua utilidade na seleção de genótipos com competência embriogênica de clones híbridos de Eucalyptus. A indução de pró-embriões somáticos de Eucalyptus grandis x E. urophylla pode ser obtida utilizando sementes ou cotilédones como fonte de explantes, e dicamba e picloram como reguladores de crescimento adicionados ao meio de cultura. Para a obtenção de médias mais altas no porcentual de indução de pró-embriões somáticos deve-se utilizar picloram e cotilédones como fontes de explantes. Para a proliferação de pró-embriões somáticos secundários, pode-se utilizar meio de cultura líquido adicionado de picloram. O meio de cultura JADS proporcionou maior calogênese em explantes cotiledonares de Eucalyptus grandis x E. urophylla, quando comparado ao meio de cultura MS. A adição de 28,36 μM de putrescina ao meio de cultura proporcionou maior porcentual de indução de embriogênese somática nesses mesmos explantes. O número de pró-embriões somáticos formados por explante foi superior quando se acrescentou BAP e principalmente putrescina ao meio de cultura se comparado com o meio contendo somente picloram. Acréscimos na concentração de cálcio nos meios MS e JADS não proporcionam melhorias no que se refere à indução de embriogênese somática. Tratamentos com pulso da auxina picloram (207,02 μM) podem ser utilizados como fonte de estresse inicial para aquisição da competência embriogênica em explantes cotiledonares em Eucalyptus grandis x E. urophylla. A indução média de calos embriogênicos foi superior no intervalo de dois dias de pulso de auxina, em relação aos outros dois intervalos testados tanto aos 30 dias, como aos 37 e 44 dias de avaliação. A oxidação dos explantes, quando colocados em meio de indução, pode ser considerada um indício de formação de calos embriogênicos. A presença de pectinas em regiões periféricas de pró-embriões somáticos pode ser vista como marcador de embriogênese somática em explantes cotiledoneres de Eucalyptus gradis x E. urophylla. A característica porcentual de pró-embriões somáticos apresenta controle genético. A correlação genética alta e positiva entre calogênese em média intensidade e indução de pró-embriões somáticos indica que a seleção para a primeira característica resulta em consistentes respostas na segunda. Os híbridos triplos utilizados no presente estudo apresentaram maiores valores genéticos para porcentual de indução de pró- embriões somáticos, quando comparados aos demais híbridos estudados, indicando maior facilidade na indução de embriogênese somática para essa espécie. / The objective of this study was to determine the set of factors that interfere in the early stages of somatic embryogenesis of Eucalyptus, and by the following specific objectives based on: 1) verify the effect of explants types, types and concentrations of auxin in the induction; types of culture media and auxin concentrations on the proliferation of somatic embryos in juvenile explants of Eucalyptus grandis x E. urophylla; 2) verify the effect of concentrations and sources of calcium; and cytokinin and polyamine concentrations and effect of time, in the induction and development of somatic embryos in juvenile explants of Eucalyptus grandis x E. urophylla; 3) verify the effect of auxin pulse at different stages of development of embryos in juvenile explants of Eucalyptus grandis x E. urophylla; 4) estimate the genetic correlation between the somatic embryo induction characteristics, in addition to studying the genetic control related to them to ascertain its usefulness in the selection of genotypes with embryogenic competence of hybrid clones of Eucalyptus. The induction of somatic pro-embryos of Eucalyptus grandis x E. urophylla. can be obtained using cotyledon or seed as a source of explants, dicamba and picloram as growth regulators added to the culture medium. However, to obtain higher means the percentage of somatic pro-embryos induction should be used picloram and cotyledon as source of explants. For the proliferation of secondary somatic pro-embryos may be used a liquid culture medium added picloram. The JADS culture medium showed higher callus formation in cotyledon explants of Eucalyptus grandis x E. urophylla when compared to MS medium. Addition of 28.36 μM of putrescine to the culture medium provided a higher percentage of somatic embryogenesis induction in these same explants. The number of somatic pro-embryos formed per explant was higher when added BAP and mainly putrescine to the culture medium compared to medium containing only picloram. Increases in calcium concentration in the MS and JADS media does not provide improvements with regard to the induction of somatic embryogenesis. Treatments with pulse auxin picloram (207.02 μM) can be used as a source of initial stress for the acquisition of embryogenic competence in cotyledons and Eucalyptus grandis x E. urophylla. The average of embryogenic callus induction was better in the interval of two days auxin pulse of the two other ranges tested both after 30 days and after 37 and 44 days of assessment. Oxidation of the explants, when placed on induction medium, can be considered a sign of formation of embryogenic callus. The presence of pectin in peripheral regions of somatic pro-embryos can be seen as a marker of somatic embryogenesis in cotyledon explants of Eucalyptus grandis x E. urophylla. The characteristic percentage of somatic pro-embryos has genetic control. High and positive genetic correlation between callus formation in average intensity and somatic pro-embryos induction indicates that selection for the first feature should lead to consistent responses in the second. Tree-cross hybrids used in this study showed higher genetic values of somatic pro-embryos induction when compared to other hybrids studied, indicating greater ease in inducing somatic embryogenesis in this species.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-07-12T11:23:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.PDF: 481123 bytes, checksum: d6da385743a9569392c17fb1a9d1e9cc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T11:23:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.PDF: 481123 bytes, checksum: d6da385743a9569392c17fb1a9d1e9cc (MD5) Previous issue date: 2002-02-20 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Avaliou-se o potencial genético de nove cultivares de soja em relação à embriogênese somática utilizando 2,4-D como agente indutor a fim de selecionar os genótipos mais responsivos para serem transformados com o gene que codifica a citrato sintase (CS). Foi verificado um efeito marcante do genótipo nas respostas morfogênicas. Os cultivares Spring, CAC-1 e COODETEC 201 apresentaram as melhores respostas, com médias de produções de embriões por cotilédone de 32,63, 27,60 e 26,80, respectivamente. Cinco cultivares foram utilizados na fase de proliferação. Destes, os cultivares CAC-1 e Spring apresentaram altas freqüências de formação de agregados de embriões secundários, 90,6% e 91,6%, respectivamente. Para avaliar a fidelidade genética das plantas regeneradas por este sistema embriogênico foram utilizados marcadores RAPD. Vinte “primers” foram usados para avaliar 44 regenerantes do cultivar Spring e 28 do cultivar CAC-1. Três “primers” apresentaram bandas polimórficas para dois regenerantes do cultivar Spring, em relação à planta matriz, com uma freqüência de variação somaclonal de 4,5%. Para ‘CAC-1’, quatro “primers” mostraram polimorfismos em um regenerante, com freqüência de variação de 3,5%. Estes resultados mostram que marcadores RAPD podem ser utilizados para assegurar a estabilidade genética de plantas regeneradas via sistema de embriogênese somática em soja, garantindo a fidelidade genética dos regenerantes. A taxa de variação somaclonal, avaliada em nível molecular, foi relativamente baixa para as plantas regeneradas (menor que 5%) quando comparado às relatadas para outras espécies. Portanto, o protocolo de embriogênese somática com 180 μM de 2,4-D foi usado para obter plantas de soja geneticamente modificadas com o gene CS. Após seleção dos cultivares mais responsivos à embriogênese, seguiu-se a transformação genética. Cotilédones dos cultivares Spring e CAC-1 foram utilizados para avaliar o nível de expressão transitória em resposta à transformação mediada por Agrobacterium com o auxílio da sonicação. O tempo de sonicação foi de 2 segundos e os cotilédones foram co-cultivados em meio MSD40 suplementados e não-suplementado com acetossiringona (100 μM). A freqüência relativa da expressão transitória de gene GUS, na face adaxial dos cotilédones, foi de 13,9% e 19,3% para os cultivares CAC-1 e Spring, respectivamente, quando acetossiringona foi empregado. Porém, na ausência de acetossiringona, a freqüência relativa reduziu para 0,37% e 1,46% para CAC-1 e Spring, respectivamente. A avaliação da expressão transitória na otimização de sistemas de transformação serviu como suporte para transformação com o gene CS. Agregados de embriões do cultivar CAC-1 foram transformados com o gene (CS) de Daucus carota e de Escherichia coli. Um total de 26 embriões transformados com o gene CS de D. carota e 31 com o gene CS de E. coli chegaram à fase final para conversão em plantas. Quando colocados no meio de conversão e germinação o processo de conversão foi iniciado com a emissão dos primeiros folíolos. No entanto, logo em seguida iniciava um forte processo de necrose dos folíolos com conseqüente morte das plântulas. Sugere-se que o efeito necrótico observado nos folíolos das plântulas transgênicas poderia estar associado ao nível de expressão do gene CS. Uma superexpressão desse gene levaria ao acúmulo de citrato nas folhas, inibindo a respiração o que acarretaria acúmulo de piruvato. Piruvato em excesso na folha é utilizado na síntese de lactato, causando elevação na acidez. Este fato promoveria a necrose observada nos folíolos das plântulas de soja transformadas com o transgene CS. / The genetic potential of nine soybean cultivars were evaluated in relation to the somatic embryogenesis using 2,4-D as inductor in order to select the most responsive genotypes to be transformed with the gene that codifies citrate synthase (CS). It was observed a strong effect of the genotype in the morphogenic response. Spring, CAC 1 and COODETEC 201 cultivars showed the best answers, with averages of embryo production for cotyledon of 32.6, 27.6 and 26.8, respectively. Five cultivars were used in the proliferation phase. Of these, CAC 1 and Spring showed the highest frequencies in the formation of secondary embryo clusters, 90.6% and 91.6%, respectively. It was concluded that the embryogenic system optimized in this work can be employed for soybean transformation once a responsive cultivar is used. RAPD markers were used to evaluate genetic stability of regenerants of soybean plants obtained via somatic embryogenesis using 180 μM 2,4-D. Twenty primers were used for screening 44 regenerants from cultivar ‘Spring’ and 28 from cultivar ‘CAC 1’. Three primers were polymorphic for two of the Spring-derived regenerants, with a somaclonal frequency of 4.5 %. Four primers were polymorphic for the CAC 1-derived regenerant, with a somaclonal frequency of 3.57%. The present results indicate the usefulness of RAPD markers to detect genetic instability in soybean primary regenerant plants derived from somatic embryogenesis, and as a certification tool for monitoring genetic stability during the regeneration process. Therefore, the somatic embriogenesis protocol with 180 μM 2,4-D was used to obtain genetically modified soybean plants with the CS gene. Cotyledons of the cultivar Spring and CAC-1 were used to evaluate the transient expression level in response to sonication-assisted Agrobacterium- mediated transformation. The time of sonication was of two seconds and the cotyledons were co-cultivated in MSD40 medium supplemented or not with acetosyringone (100 μM). The relative frequency of transient expression of GUS gene, in the adaxial face of the cotyledons, was 13.9% and 19.3% for cultivar CAC-1 and Spring, respectively, when acetosyringone was used. However, in the absence of acetosyringone, the relative frequency reduced to 0.37% and 1.46% for CAC-1 and Spring, respectively. Optimization of the transient expression in transformation systems gave support for transformation with the CS gene. Embryo clusters of cultivar CAC-1 were transformed with CS gene from Daucus carota and from Escherichia coli. A total of 26 transformed embryos with the CS gene from D. carota and 31 with the CS gene from E. coli was obtained for conversion into plants. When these embryos were placed in the conversion and germination medium, the conversion process was initiated by emitting the first leaflets. However, soon after it began a strong necrosis took place of the leaflets with consequent death of the plants. It is suggested that the necrotic effect observed in the leaflets could be associated with the level of expression of the CS gene. Over expression of this gene would lead to citrate accumulation in the leaflets, inhibiting the respiratory process. That would induce piruvate accumulation. Piruvate in excess would be used for lactate synthesis, causing an increase of the acidity. This fact would promote the necrosis observed in the leaflets of the transformed soybean plants with the CS gene. / Tese importada do Alexandria

O experimento foi conduzido com o objetivo de avaliar a influência da interação entre o nitrato de amônio e nitrato de potássio sobre as respostas morfogênicas de embriões somáticos de pupunheiras in vitro a fim de otimizar o protocolo de micropropagação da espécie. As concentrações utilizadas foram 0, 825, 1650, 2475 e 3300 mg L-1 de nitrato e amônio e 0, 950 , 1900, 2850 e 3800 mg L-1 de nitrato de potássio, combinadas entre si, perfazendo um total de 25 tratamentos. Os tratamentos foram preparados a partir da solução completa de Murashige e Skoog, devidamente modificado para as proporções desses íons no suprimento de nitrogênio. Utilizaram-se duzentos e cinqüenta embriões somáticos com características morfológicas homogêneas, isentos de raízes e folhas, obtidos a partir de microplantas mantidas em sala de crescimento com temperatura e luminosidade controladas. Foram aferidos dados do comprimento da parte aérea e da raiz, o número de raízes, brotações e folhas, a porcentagem de ramificação da raiz, a porcentagem de raízes finas, medianas e grossas, em quatro períodos de cultura, a cada 60 dias, totalizando 240 dias de cultivo. Ao final desse período, avaliou-se também o teor de proteínas totais solúveis, o teor de clorofila pelo índice SPAD e os teores de macro e micronutrientes nas microplantas. Utilizou-se delineamento estatístico inteiramente casualizado e os dados foram submetidos ao teste de Bartlett a 5% e análise de variância (ANOVA) a 1% e 5% de probabilidade de erro ou foi elaborada uma matriz de correlação de Pearson a 1% e 5% de probabilidade de erro, conforme o caso. Os resultados permitiram inferir que aos 240 dias de cultivo as microplantas passam a investir mais em formação de parte aérea e aumentam a porcentagem de raízes finas, e funcionais. Os tratamentos que melhor favoreceram a formação de proteínas foram aqueles com concentração de 2475 mg L-1 de NH4NO3 ou com 2850 mg L-1 de KNO3. Os maiores índices SPAD ocorreram nos tratamentos com até 1650 mg L-1 de NH4NO3 combinado com até 1900 mg L-1 de KNO3. Diferentes combinações dos sais de NH4NO3 e KNO3 podem favorecer a absorção de cada nutriente. Conclui-se que os resultados obtidos no trabalho podem contribuir com a melhoria do protocolo de micropropagação de B. gasipaes, na medida em que permitem estabelecer o melhor tratamento para maximização de uma resposta específica desejada para cada momento do processo de cultivo dos embriões somáticos de pupunheiras, como enraizamento, crescimento da parte aérea, formação de proteínas e formação de brotações, facilitando dessa forma a otimização da produção de microplantas com características desejáveis e, conseqüentemente, sua aclimatização e desenvolvimento ex vitro. / This study aimed to evaluate the influence of the interaction between ammonium nitrate and potassium nitrate on the morphogenetic responses of peach palm somatic embryos in vitro cultivated, to optimize the micropropagation protocol for this species. The concentrations used were 0, 825, 1650, 2475 and 3300 mg L-1 of ammonium nitrate and 0, 950 , 1900, 2850 and 3800 mg L-1 of potassium nitrate, in all possible associations, totalizing 25 treatments. The treatments were prepared with the complete solution of Murashige and Skoog, with modified proportions of these ions in relation to the nitrogen supply. Two hundred and fifty somatic embryos with homogeneous morphological characteristics, without roots and leaves, obtained from microplants from a controlled temperature and luminosity room, were used in the experiment. Every 60 days, during 240 days, the length of shoot and root, the number of roots, propagules and leaves and the root architecture were measured. At the end of 240 days of cultivation, it was also analyzed the total soluble proteins, the foliar chlorophyll by a chlorophyll meter equipment (SPAD-502) and the macronutrients and micronutrients concentrations in the microplants. The experiment was conducted in a randomized design. The data were subjected to Bartlett´s test at 5% and variance analysis (ANOVA) at 1% and 5% of probability of error, or it was made a correlation matrix at 1% and 5% of probability of error, according to each analysis. The results showed that at 240 days of cultivation the microplants spent more energy building the shoot part and raised the percentage of thin, functional root. The best treatments for proteins formation were those with 2475 mg L-1 of NH4NO3 or with 2850 mg L-1 of KNO3. The highest SPAD index occurred in the treatments with at most 1650 mg L-1 of NH4NO3 associated with at most 1900 mg L-1 of KNO3. Different associations of NH4NO3 e KNO3 may favor the absorption of each nutrient. We conclude that the results obtained may contribute to the optimization of the B. gasipaes micropropagation protocol, as it is possible to establish the best treatment for maximization of a specific answer for each moment of the somatic embryos cultivations process, such as rooting, shoot growth, propagules and protein formation, and thus increase the optimization of microplants production with wanted characteristics and hence its acclimatization and ex vitro development.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-05T19:27:04Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1771019 bytes, checksum: b262604d234aeca157bb65df2932b25d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T19:27:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1771019 bytes, checksum: b262604d234aeca157bb65df2932b25d (MD5) Previous issue date: 2005-09-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A introdução de características agronomicamente importantes em soja pode ser realizada por transformação genética de plantas como um método alternativo ao melhoramento tradicional. Alterações nas proporções relativas dos ácidos graxos na fração óleo podem ser alcançadas por meio do silenciamento gênico de enzimas dessaturases, responsáveis pela síntese de ácidos graxos polinsaturados. Os objetivos deste trabalho foram: isolar um fragmento do gene da oleoil dessaturase de soja, construir cassete de expressão para a co-supressão deste gene e estabelecer metodologias para a extração e quantificação de ácidos graxos de embriões somáticos. A análise por RT-PCR mostrou que o gene Fad2-1 é expresso em todos os estádios de desenvolvimento da semente. A expressão desse gene aumentou a partir dos estádios iniciais de desenvolvimento e diminuiu em sementes maduras. Um fragmento de cDNA de cerca de 1 kb foi clonado nos vetores binários pCAMBIA 3301 e 1304, cujos T- DNAs apresentam genes para resistência a herbicida e antibiótico, respectivamente. A clonagem foi confirmada por meio de PCR, restrição enzimática e seqüenciamento. A construção clonada no vetor pCAMBIA 3301 foi utilizada para a transformação de soja via Agrobacterium. Embriões somáticos foram originados a partir de cotilédones imaturos cultivados na presença de 40 mg/L de 2,4-D. Agregados de embriões globulares foram transformados com suspensão bacteriana mediante sonicação e adição de acetoseringona e mantidos em meio seletivo com 3 mg/L e 5 mg/L do herbicida Finale → . A maioria dos embriões germinou normalmente em meio sem regulador de crescimento, embora alguns não tenham sido capazes de regenerar plantas. Apenas cinco plantas foram aclimatadas em casa de vegetação, mas não eram transgênicas. As análises moleculares com plântulas e/ou embriões somáticos cotiledonares permitiram a detecção de vários eventos de transformação. O conteúdo de ácidos graxos dos diferentes estádios de desenvolvimento embrionário foi determinado por cromatografia gasosa. Foram observadas mudanças na composição de ácidos graxos no estádio globular, com aumento dos conteúdos de ácido oléico (18:1) e linoléico (18:2) e diminuição de ácido linolênico (18:3). A partir do estádio torpedo, a composição de ácidos graxos não variou significativamente até o final do desenvolvimento, apresentando resultados similares aos de sementes maduras. A análise por RT-PCR mostrou um aumento no acúmulo de transcritos do gene Fad2-1 do estádio globular para torpedo. A expressão desse gene permaneceu relativamente constante até o estádio cotiledonar maduro, com redução da expressão após o processo de dessecação. Os dados quanto aos perfis de ácidos graxos de 138 embriões cotiledonares transformados foram analisados por meio de estatística descritiva para verificar a freqüência dos diferentes eventos de transformação. Oitenta e quatro embriões apresentaram conteúdo de 18:1 semelhante ao controle não transformado (13-21%), 18 apresentaram níveis inferiores (9-13%) e 36 apresentaram níveis aumentados (22-61%), provavelmente como possível conseqüência de silenciamento gênico. Em relação ao conteúdo de 18:2, 88 embriões apresentaram conteúdo semelhante ao controle não transformado (49-59%), 17 apresentaram níveis superiores (59-64%) e 33 apresentaram níveis inferiores de 18:2 (6-49%). Em 101 embriões o conteúdo de 18:3 foi semelhante ao controle não transformado (8-15%), 30 mostraram níveis superiores (15-27%) e 7 mostraram níveis inferiores (4-8%). Os resultados mostraram a existência de modificação na composição de ácidos graxos nos embriões cotiledonares analisados, mas não se pode afirmar que essas alterações sejam causadas por fenômenos de silenciamento gênico. Estes resultados podem ter sofrido a influência de variações somaclonais ou da auxina 2,4-D. / The introduction of agronomically important traits into soybean may be accomplished by genetic transformation of the plants as an alternative method to traditional breeding. Alterations in the relative proportions of the fatty acids in the oil fraction may be reached through gene silencing of desaturase enzymes that are responsible for the synthesis of the polyunsaturated fatty acids. The objectives of this work were: to isolate a fragment of the soybean oleoil desaturase gene; to construct expression cassettes for co-suppression of this gene; and to establish methodologies for the extraction and quantification of fatty acids in soybean somatic embryos. The analysis based on RT-PCR showed that the Fad2-1 gene is expressed in all developmental stages of the seed. The expression of the gene increases after the first stages of development and decreases in the dry seeds. One cDNA fragment around 1 kb was cloned in the binary vectors pCAMBIA 3301 and 1304, in which the T-DNAs harbor genes for resistance to herbicide and antibiotic, respectively. Cloning was confirmed through PCR, enzymatic restriction and sequencing. The constructs cloned in pCAMBIA 3301 were used for the soybean transformation via Agrobacterium. Somatic embryos were obtained from immature cotyledons cultivated in the presence of 2,4-D (40 mg/L). The globular embryo clusters were transformed with bacterial suspension using sonication and addition of acetosyringone and kept in selective medium with 3 mg/L and 5 mg/L of the Finale ® herbicide. Most embryos germinated in medium without growth regulator, however, some of them were not able to regenerate plants. Only five plants were acclimated in the greenhouse, but they were not transgenic. The molecular analyses of seedlings and/or cotyledone somatic embryos allowed the detection of several transformation events. Fatty acid content at different stages of the embryonic development was determined by gas chromatography. Changes in the fatty acid xcompositions at the globular stage were observed. There was an increase on oleic (18:1) and linoleic (18:2) acids contents and a decrease on linolenic acid (18:3) content. From the torpedo stage, the composition of the fatty acids did not vary significantly until the end of the development. The values obtained were similar to those of the dry seeds. The RT-PCR analysis showed an increase on the accumulation of transcripts for the Fad2-1 gene from globular to the torpedo stage. The expression of this gene remained relatively constant until the ripe cotyledonal stage, but there was a reduction on expression after the desiccation process. The data relative to the fatty acid profiles of 138 cotyledonal transformed embryos were analyzed by descriptive statistics in order to verify the frequency of the different transformation events. Eighty-four embryos showed a content of 18:1 similar to the non-transformed control (13-21%), 18 presented lower levels (9- 13%) and 36 presented increased levels (22-61%), probably a possible consequence of gene silencing. In relation to 18:2, 88 embryos presented a content similar to that of the non-transformed control (49-59%), 17 presented higher levels (59-64%) and 33 presented lower levels of 18:2 (6-49%). In 101 embryos, the content of 18:3 was similar to the non-transformed control (8-15%), 30 showed higher levels (15-27%) and 7 showed lower levels (4-8%). The results show that the cotyledonal embryos analyzed had a modified fatty acid composition, but one cannot state that these alterations were caused by the gene silencing phenomenon. These results might have been affected by the influence of either somaclonal variations or the auxin 2,4-D .

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-04-27T08:33:54Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3736622 bytes, checksum: 39fd593857e319e4d9577fd3428a7f25 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T08:33:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3736622 bytes, checksum: 39fd593857e319e4d9577fd3428a7f25 (MD5) Previous issue date: 2015-03-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A aquisição de competência embriogênica por células somáticas é um processo intrigante e necessita da junção de dados genético-moleculares e citológicos para melhor compreensão dos mecanismos e mudanças celulares envolvidas. À vista disso, os objetivos desse trabalho foram isolar e caracterizar o padrão de expressão dos genes SERK e BBM por hibridização in situ durante o processo de embriogênese somática em Passiflora cincinnata, avaliar a responsividade morfogênica in vitro de P. setacea e P. cincinnata submetidas a condições de indução de embriogênese somática, bem como, acompanhar a mobilização de reservas e a expressão dos genes supracitados durante a embriogênese somática. Para tal, a partir de calos embriogênicos de P. cincinnata, com 20 dias em meio de indução (MI), extraiu-se o RNA total e obteve-se o cDNA, o qual serviu como molde para amplificação da sequência codante utilizando-se primers degenerados para SERK e BBM. A responsividade de embriões zigóticos maduros de P. setacea e P. cincinnata foi avaliada mediante o cultivo em meio de indução alternativo constituído por sais MS suplementado com 31,06 μM de Picloram + 2,22 μM de BA + 2,27 μM de TDZ (MIP) + 500 mg L -1 de Extrato de Malte (EM) + 13,77 μM de Espermidina (Spd). Após 30 dias as culturas foram transferidas ao meio de maturação (MM) composto de meio MS acrescido de 1,0% de carvão ativado e ausência de reguladores de crescimento. Amostras com 0, 10, 20 e 30 dias foram coletadas para microscopia de luz, microscopia eletrônica de varredura, testes histoquímicos e hibridização in situ, todas seguindo protocolos específicos. Para visualização da expressão dos genes SERK e BBM foi gerada uma sonda de RNA a partir de um clone sequenciado de P. cincinnata. Para P. setacea utilizou-se uma sonda heteróloga sense e antisense de P. cincinnata. O relacionamento filogenético das sequências isoladas de P. cincinnata comparadas às de outras espécies apontou que as funções das proteínas podem ser conservadas na espécie. Em SERK, o Pc contig1 agrupou-se com membros de SERK1 e SERK2, enquanto o Pc contig2 agrupou-se com membros de SERK3/BAK1. Por sua vez, o Pc contig1 de BBM, agrupou-se com membros de BBM1 e BBM2. A expressão do gene SERK foi constatada em embriões zigóticos e gradualmente diminuída até os 20 dias em MI. Aos 30 dias em MI, embriões somáticos globulares foram intensamente marcados, assim como em embriões com 5 e 40 dias em MM. Transcritos do BBM foram observados em embriões zigóticos, no entanto, a expressão foi cessada no decorrer do desenvolvimento dos embriões somáticos. A expressão foi retomada em embriões somáticos cotiledonares após 40 dias em MM, assemelhando-se ao observado no embrião zigótico. Observou-se que em P. setacea, durante o processo embriogênico, houve formação de protuberâncias que deram origem a zonas pró-embriogênicas, as quais se desenvolveram em embriões somáticos. Já em P. cincinnata houve proliferação das células do meristema fundamental e formação de meristemoides, caracterizando regiões organogênicas. Quando transferidos ao meio de maturação não houve regeneração de plantas a partir de embriões somáticos em P. setacea. Em P. cincinnata houve intumescimento das regiões calejadas e, em alguns casos, formação de primórdios foliares. Quanto à expressão gênica, em P. setacea foi constatada expressão de BBM e SERK em todas as fases analisadas, especialmente em protuberâncias e embriões somáticos formados. P. cincinnata, por sua vez, também apresentou transcritos dos genes BBM e SERK em todas as fases analisadas, sendo intensificado o sinal de hibridização na periferia dos explantes e regiões meristemáticas após 20 dias em MI. P. setacea apresentou corpos proteicos com decréscimo gradativo até os 30 dias em meio de indução. Houve presença de carboidratos e amido no explante e seu decréscimo após 10 dias, e verificou-se a síntese de novo de amido aos 30 dias de indução, quando há formação de embriões somáticos. Não foi verificada a presença de corpos lipídicos durante o processo embriogênico. Já em P. cincinnata, constatou-se corpos proteicos e amido de forma moderada em todas as etapas de desenvolvimento e a presença de carboidratos totais e corpos lipídicos foi averiguada nas fases iniciais de indução. Após 20 dias, houve mobilização dessas substâncias de reserva concomitantemente com a formação e desenvolvimento de meristemoides. Deste modo, sugere-se que a expressão desses genes está associada aos processos de aquisição de competência embriogênica e podem servir como marcadores moleculares desse processo. Os resultados do isolamento e expressão dos genes SERK e BBM em P. cincinnata são inéditos e contribuem para o melhor entendimento dos processos que envolvem a embriogênese somática na espécie. Nosso trabalho apresenta dados inéditos da indução de embriões somáticos em P. setacea e como as espécies estudadas apresentam respostas morfogênicas divergentes quando submetidas ao mesmo meio de indução. E ainda, relatamos à expressão dos genes BBM e SERK e a mobilização de compostos de reserva no decorrer dos eventos morfogênicos in vitro em P. setacea e P. cincinnata. / The acquisition of embryogenic competence in somatic cells is intriguing process and requires both molecular-genetic and cytological knowledge to better understand the mechanisms and cellular changes involved. Based on this, the aim of this study was to isolate and characterize the expression of SERK and BBM genes in somatic embryos of Passiflora cincinnata, as well as to evaluate the morphogenic in vitro response of Passiflora setacea and P. cincinnata somatic embryogenesis inducted and monitoring the reserve mobilization and expression of the these genes during embryogenesis. For this, RNA was extracted and cDNA was obtained from embryogenic calli of P. cincinnata after 20 days in induction medium (IM), which was used as template for the coding sequence amplification with degenerate primers of SERK and BBM. Mature zygotic embryos of P. setacea and P. cincinnata were inoculated on MS medium supplemented with 31.06 μM of picloram + 2.22 μM of benzyladenine + 2.27 μM of thidizuron + 500mg L -1 of malt extract + 13.77 μM of spermidine. After 30 days, the cultures were transferred to the maturation medium (MM), composed of MS medium supplemented with 1 % of activated charcoal without growth regulators. Samples with 0, 10, 20 and 30 days were collected for light microscopy, scanning electron microscopy, histochemical analyzes and in situ hybridization, following specific protocols. A RNA probe from P. cincinnata cDNA was generated to figure out the expression of SERK and BBM genes, whereas to P. setacea a heterologous sense and antisense probe of P. cincinnata was used. The phylogenetic relationship of P. cincinnata isolated sequences compared with other species suggests that the functions of the proteins are preserved. In SERK, the Pc contig1 grouped up with SERK1 and SERK2 members, while the Pc contig2 grouped with SERK3/BAK1 members. On the other hand, the BBM Pc contig1 was grouped with BBM1 and BBM2 members. The expression of SERK gene was found in zygotic embryos and gradually decreased until 20 days in the IM. After 30 days in the IM, globular somatic embryos were intensely marked with the hybridization signal, as well as embryos with 5 and 40 days in the MM. BBM transcripts were observed in zygotic embryos, but the expression was stopped during the somatic embryos development. The expression was resumed in somatic globular embryos after 40 days in the MM, similar to that observed in zygotic embryos. In the second chapter, in P. setacea embryogenesis process, it was observed the formation of lumps that originate pro-embryogenic zones, which developed into somatic embryos. In P. cincinnata a proliferation of the ground meristem cells and meristemoids formation occurred, emphasizing organogenic regions. When transferred to MM, there was no plant regeneration from somatic embryos of P. setacea. In P. cincinnata, swelling of callus regions and, in some cases, formation of leaf primordia was observed. Regarding the gene expression, in P. setacea there was BBM and SERK expression in all stages, especially in lumps and somatic embryos. Also P. cincinnata showed transcripts of BBM and SERK genes in all stages, with intensification of the hybridization signal at the explants edges and meristematic regions after 20 days in the IM. Protein bodies were found in P. setacea, decreasing gradually until 30 days in the IM. Carbohydrate and starch levels decreased after 10 days, but there was de novo synthesis of starch at 30 days of induction, coupled with the somatic embryos formation. No lipid bodies during the embryogenic process were verified. In P. cincinnata protein bodies and starch were moderately present in all development stages whereas carbohydrates and lipid bodies were present only at the early stages of induction. After 20 days, these reserve substances were mobilized, along with the meristemoids formation and development. Therefore, it is suggested that the expression of these genes is associated with embryogenic competence acquisition process and can be a molecular marker of this process. These results of isolation and expression of SERK and BBM genes in P. cincinnata are original and contribute to a better understanding of the processes involving somatic embryogenesis in this species. This work brings a new approach for somatic embryogenesis induction in P. setacea and highlights how these two species show different responses when submitted to the IM. In addition, the expression of the genes BBM and SERK as well as the mobilization of reserve compounds during in vitro morphogenic events in P. setacea and P. cincinnata were related.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-04-28T10:57:56Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8375227 bytes, checksum: 55dfde271f45ab327a73b5c840bc894d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-28T10:57:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 8375227 bytes, checksum: 55dfde271f45ab327a73b5c840bc894d (MD5) Previous issue date: 2014-02-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O uso da biotecnologia, especialmente com a utilização de técnicas da cultura de tecidos, proporciona uma forma alternativa de propagação das plantas, além de ser importante ferramenta para o melhoramento e conservação dos recursos genéticos. As espécies desse estudo, bastão-do-imperador [Etlingera elatior cv. Porcelana (Zingiberaceae)] e antúrio [Anthurium andraeanum cv. Eidibel (Araceae)] têm elevada importância econômica na floricultura tropical mundial, sendo fundamentais o domínio e o aprimoramento de técnicas biotecnológicas aplicadas à propagação in vitro. Nesse tipo de propagação, de modo especial aplicada às ornamentais, prima-se pela otimização dos sistemas de propagação em larga escala. Na propagação in vitro convencional, o sistema de vedação dos frascos restringe, entre outros fatores, as trocas gasosas, além de dificultar a absorção de água e nutrientes, aumentando as perdas do material vegetal durante a aclimatização. No presente trabalho, para bastão-do-imperador, realizou-se a propagação fotoautotrófica associada ao enriquecimento da atmosfera dos frascos com CO2, com o intuito de rustificar as vitroplantas ainda em condições in vitro, com grandes benefícios à sobrevivência, com o aumento da tolerância aos estresses impostos às plantas na fase de aclimatização, aproximando-as daquelas produzidas em condições de campo. Para o antúrio, o desenvolvimento de técnicas eficientes de propagação in vitro proporcionou perspectivas novas e promissoras para o melhoramento do antúrio, capazes de ampliar a produção comercial e o abastecimento do mercado brasileiro e mundial. Dentre essas técnicas destaca-se a embriogênese somática, pois pode ser aplicada com sucesso na produção de plantas em larga escala, além de ser um modelo para estudos anatômicos, estruturais e moleculares envolvidos na aquisição de competência embriogênica e de grupos de genes especificamente expressos durante a embriogênese somática. O presente trabalho contribuiu para a geração de conhecimentos a cerca da propagação in vitro das espécies a partir das técnicas de propagação fotoautotrófica, em bastão-do-imperador, caracterizando as respostas morfofisiológicas das plantas submetidas a condições de crescimento heterotrófico, fotomixotrófico e fotoautotrófico; e da propagação in vitro do antúrio via embriogênse somática, abordando alterações estruturais e o acúmulo de reservas envolvidas durante a ontogênese dos calos embriogênicos, além de caracterizar e analisar a expressão do gene SERK nessa espécie. / The use of biotechnology, particularly with the use of tissue culture techniques, provides an alternative way of plant propagation, as well as being an important tool for breeding and genetic resources conservation. The species of this study, torch ginger [Etlingera elatior cv. Porcelana (Zingiberaceae)] and anthurium [Anthurium andraeanum cv. Eidibel (Araceae)] present a high economic importance in the global tropical floriculture, being fundamental the domain and enhancement of biotechnological techniques applied to in vitro propagation. This kind of propagation, especially applied to ornamentals, stands out for the optimization of large-scale propagation. In conventional in vitro propagation, the flasks sealing system restricts, among other things, gas exchange, and hinders water and nutrients absorption, increasing losses in the plant material during acclimatization. In the present study, with torch ginger, the photoautotrophic propagation was performed associated with CO2- enriched atmosphere flasks, with the aim of hardening the plantlets even in vitro, with great benefits to survival and increase tolerance to stresses imposed on plants during the acclimatization phase, approaching those produced in the field. To anthurium, the development of efficient in vitro propagation techniques provided new and promising perspectives for the breeding of this specie, able to expand commercial production and supply Brazilian and worldwide market. Among these techniques highlights the somatic embryogenesis, which can be successfully applied in plant production system for large- scale, besides being an ideal system for anatomical, structural and molecular studies involved in the acquisition of embryogenic competence and clusters of genes specifically expressed during somatic embryogenesis. This work contributed to the generation of knowledge about in vitro propagation of the species from photoautotrophic propagation techniques, in torch ginger, characterizing the morphophysiological responses of plants submitted to heterotrophic, photomixotrophic and photoautotrophic growth conditions; and in vitro propagation of anthurium via somatic embryogenesis, addressing structural changes and the accumulation of reserves involved during ontogeny of embryogenic callus, besides characterizing and analyze the expression of SERK gene in this species.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2024686 bytes, checksum: 927a0cecb4bcec1327a0e0c20f95445e (MD5) Previous issue date: 2011-07-08 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Somatic embryogenesis is the process of development of embryos from somatic cells. The aim of this study was to evaluate the efficiency of growth regulators at different stages of somatic embryogenesis of three cultivars of sugarcane, RB 867515, RB928064 e RB925345, and characterize the effects of in vitro treatments of the anatomical development of somatic embryos. Embryogenic calluses were obtained after inoculation of immature leaves arising from lateral buds on MS medium plus 30g.L sucrose, 2.5 g.L agar and different concentrations of 2,4-D, Dicamba and CPA (5,10,15 and 20 mM). After 30 days of induction it showed that the dose of 20μM 2, 4-D was the concentration that induced the highest percentage of callus, 36.95%, and callus were compact and whitish. The calluses were subcultured in the same medium for 30 days and after this period, the callus were transferred to medium with low concentration of 2,4-D (0.5 mg.L-1) to obtain globular pro-embryos. The globular pro-embryos were transferred to multiplication medium and after 30 days were transferred to maturation medium. osmotic regulators were tested, mannitol and sucrose (30, 60 and 90 gL) and ABA (0 and 5 mM). The embryos were transferred to regeneration medium containing 1 mg. L-1 BAP and GA3. The embryos that were in the medium with 30g. L-1, with ABA when transferred to regeneration medium formed healthy and vigorous plants. The histochemical Blue Evans test and Carmine Acetic confirmed the embryogenic of the material. The anatomical study of the process of somatic embryogenesis in leaf explants of sugar cane showed the emergence of callus from the epidermis, which in more advanced stages (globular embryos) easily detached from the explant. It was evident the presence of a well-defined protoderms, isodiametric cells with prominent nuclei and nucleoli and high nucleus / cytoplasm ratio. In the later stages were observed the basal and apical meristem well defined, bounded by a protoderm and immersed in a mass of vacuolated cells, assuming one is in the process of somatic embryo formation. At the end of 30 days in maturation, it was observed a bipolar structure, consisting of stem and root apices, which had a closed vascular system, without connection to the adjacent tissue, confirming the presence of the somatic embryo. / A embriogênese somática é o processo de desenvolvimento de embriões a partir de células somáticas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de reguladores de crescimento nas diferentes fases da embriogênese somática de três cultivares de cana-de- açúcar, RB 867515, RB928064 e RB925345, e caracterizar os efeitos dos tratamentos in vitro no desenvolvimento anatômico dos embriões somáticos. Foram obtidos calos embriogênicos após inoculação de folhas imaturas advindas de gemas laterais em meio MS acrescido de 30g.L de sacarose, 2,5g.L de ágar e diferentes concentrações de 2,4-D, Dicamba e CPA (5,10,15 e 20 μM). Aos 30 dias após indução verificou-se que a dose de 20μM de 2,4-D foi a dose que induziu maior porcentagem de calos embriogênicos, 36,95%, sendo que estes calos tinham aspecto compacto e eram de coloração esbranquiçada. Os calos foram subcultivados no mesmo meio por mais 30 dias e após esse período, os calos embriogênicos obtidos foram transferidos para meio com baixa concentração de 2,4-D (2,26μM) para obtenção de embriões globulares. Os embriões globulares foram transferidos para meio de multiplicação composto do memso meio de indução, acrescido de três diferentes doses de AIA (6, 12 e 24 μL/placa) e foi observada diferença significativa entre as variedades testadas, sendo que na maior dose ocorreu maior multiplicação de calos embriogênicos. Após 30 dias foram transferidos para meio de maturação, onde foram testados os reguladores osmóticos, manitol e sacarose (30, 60 e 90 g.L) e o ABA (0 e 5 μM). Os embriões viáveis foram transferidos para meio de regeneração, contendo 1mg. L-1 de BAP e GA3. Os embriões somáticos que estavam em meio com 30g. L-1, com ABA quando transferidos para meio de regeneração formaram plântulas sadias e vigorosas. O teste histoquímico azul de Evans e carmim acético confirmaram a natureza embriogênica do material. O estudo anatômico do processo de embriogênese somática em explantes foliares de cana-de-açúcar evidenciou o surgimento de calos embriogênicos a partir da epiderme, que em estágios mais avançados (embriões globulares) se desprendiam facilmente do explante. Era evidente a presença de uma protoderme bem definida, células isodiamétricas, com núcleo e nucléolo proeminentes e alta relação núcleo/citoplasma. Nos estágios posteriores foi possível observar uma estrutura apresentando meristema apical e basal bem definido, delimitada por uma protoderme e imersa em uma massa de células vacuolizadas, supondo ser um embrião somático em processo de formação. Ao final dos 30 dias em meio de maturação foi observada uma estrutura bipolar, constituída de ápices caulinar e radicular, que apresentava um sistema vascular fechado, sem conexão com os tecidos adjacentes, confirmando ser um embrião somático.