Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-01-15T11:45:55Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1448345 bytes, checksum: a83f2b152e3e1ed2e0720b2e5c9c54e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-15T11:45:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1448345 bytes, checksum: a83f2b152e3e1ed2e0720b2e5c9c54e9 (MD5) Previous issue date: 2017-05-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A organogênese de brotos a partir de raízes (rootsuckers) permite a propagação vegetativa daArabidopsis lyrata, o parente mais próximo daArabidopsis thaliana. Utilizando um sistema in vitro, o presente estudo objetivou compreender melhor a propagação vegetativa nessa espécie modelo A. lyrata, no que se refere ao desenvolvimento morfológico de suckers, à capacidade de propagação vegetativa em diferentes condições de crescimento in vitro e à identificação de genes potencialmente envolvidos na formação do meristema apical dos brotos.O surgimentodos suckers ocorreu após 30 dias, mais freqüentemente na região axilar das raízes laterais. Os cortes transversais das raízes mostraram uma estrutura primária típica diarca e após cerca de 25 dias, pode-se observar o crescimento secundário da raiz, como indicado pela formação do câmbio. Conclui-se que a emergência do sucker assemelha-se à iniciação das raízes laterais a partir do periciclo, tecido que dá origem ao câmbio vascular durante o crescimento secundário. Em relação às condições de crescimento in vitro, a força total no meio MS induziu o maior número de suckers por planta, seguido por alta concentração de sacarose (3%).Exposição à luz e privação de sacarose não são estritamente necessários para a formação de suckers. Nossos dados também revelaram que a auxina promove a formação dos brotos. Máximas de auxina vascular são necessários para desencadear a iniciação da raiz lateral, sugerindo que a formação de suckers promovida por auxina ocorre provavelmente por mecanismos semelhantes. A avaliação de diferentes genes relacionados a meristema apical, demonstram que o gene STM pode ser um marcador para distinguir as células responsáveis pela formação de suckers. Arabidopsis lyrata provou ser um excelente modelo para estudos de organogênese em raíz e posteriores estudos usando esse sistema de reproduçãopara detectar marcadores epigenéticos através das várias gerações de propagação clonal. / Shoot organogenesis from roots (root suckers) allows vegetative propagation of Arabidopsis lyrata, the closest relative of Arabidopsis thaliana, in addition to sexual propagation and is an important trait associated with the root system. Using an in vitro system, we aimed to better understand the vegetative propagation in the model species A. lyrata, in what regards the morphological development of root suckers, the ability of vegetative propagation in different in vitro growth conditions, and identifying genes potentially involved in the formation of the new shoot apical meristem.Root sucker appearanceoccurred after30 days,most frequently in the axils of lateral roots. Root cross-sections showed a typical diarch primary structure and after 25 days, secondary root growth could be observed, as indicated by formation of the cambium. According to our data,root sucker emergence resembles the initiation of lateral roots from the pericycle, the tissue that gives rise to the vascular cambium during secondary growth. Regarding the in vitro growth conditions, full strength of MS induced the highest number of root suckers per plant, followed 3% of sucrose. However, light exposure and sucrose deprivation are not strictly required for sucker formation. Our data also revealed that auxin promotes root suckering. Vascular auxin response maxima are required to trigger lateral root initiation, suggesting that auxin- promoted sucker formation likely occurs by similar mechanisms. The evaluation of different shoot apical meristem related genes, suggests that the STM gene can be a potential marker to identify cells responsible in driving sucker formation. Arabidopsis lyrata proved to be an excellent model for further studies using root suckers, for example to study epigenetic marks throughout generations of clonal propagation.

LIMA, M. L. B. Organogênese in vitro em Jatropha curcas L. 2013. 81 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Fitotecnia) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-07-24T19:23:27Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_mlblima.pdf: 2070906 bytes, checksum: 6347f9a61364f62036417d36a995ac0d (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-08-06T21:05:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_mlblima.pdf: 2070906 bytes, checksum: 6347f9a61364f62036417d36a995ac0d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-06T21:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_mlblima.pdf: 2070906 bytes, checksum: 6347f9a61364f62036417d36a995ac0d (MD5) Previous issue date: 2013 / The physic nut (Jatropha curcas L.) is considered a potential source for the biofuel production, because of its high productivity and oil quality extracted from the seeds. However, its use is unfeasible for human and animal food due to antinutritional factors like the curcin protein and specially the secondary metabolites – phorbol esters. The application of biotechnological tools, like tissue culture, can be used to overcome these limitations. In this context, the aim of this work was to propagate whole plants in vitro using shoot cultures obtained from physic nut seeds germinated in vitro and in vivo; to determine the reproducibility of a regeneration protocol available in the literature, and to define through histological studies, the origin of the regenerated plant in vitro. For the in vitro propagation, shoots were used as explants sources, which were placed on MS medium supplemented with the cytokinins BAP (6- benzylaminopurine), KIN (kinetin) e 2-iP (2- isopentenyl adenine), 2,0 mg.L-1. BAP showed the best results in the development of the shoots. This regulator was used alone or in association with gyberelins for the elongation of the shoots. The indole-3-butyric-acid was used for the rooting. The supplementation of the medium culture with BAP was efficient in the development of the shoots and the elongation was superior with the use of GA3 alone. The rooting was achieved with AIB. To determine the reproducibility of an organogenesis protocol, cotyledons from physic nut seeds germinated in vitro were placed on MS medium supplemented with BAP and AIB for the promotion of aerial which were elongated with BAP and rooting with AIB. The cotyledonary explants were placed with the abaxial and adaxial face in contact with the medium to establish the best position of it in the in vitro regeneration. Whole plants of J. curcas L. were obtained using the protocol tested. The best position of the cotyledonar segment was the adaxial face in contact with the medium, where 56% of the explants formed shoots. The histological analysis was made with cotyledonary explants collected in sequential intervals of 0, 5, 10, 15 e 25 days of permanency in the regeneration medium. The anatomical study allowed the accompaniment of the organogenesis in physic nut, where parenchymal cells next to the adaxial region of the cotyledonar explants were divided and formed the shoots. The data obtained from this work showed that both protocols used, from shoots tips and cotyledonar explants, were efficient in the regeneration process; the histological analysis suggests that regeneration occurs via direct organogenesis and possibly presents multicellular origin. / O pinhão manso (Jatropha curcas L.) é considerado uma fonte potencial para a produção de biocombustíveis, tendo por base a alta produtividade e qualidade do óleo extraído de suas sementes. Entretanto, seu uso é inviabilizado para alimentação humana e animal devido à presença de fatores antinuticionais como a curcina e, em especial, os ésteres de forbol. A utilização de ferramentas biotecnológicas, como a cultura de tecidos, pode vir a minimizar ou solucionar essas limitações. Nesse contexto, o objetivo desse trabalho foi propagar in vitro plantas inteiras via cultivo de ápices caulinares obtidos a partir de sementes de pinhão manso germinadas in vivo e in vitro; determinar a reprodutibilidade de um protocolo de regeneração disponível na literatura e definir, através de estudos histológicos, a origem da planta regenerada in vitro. Para a propagação in vitro utilizou-se ápices caulinares, como explantes, que foram colocados em meio MS suplementado com as citocininas BAP (6-benzilaminoprina), KIN (cinetina) e 2-iP (2-isopenteniladenina) na concentração de 2,0 mg.L-1. O BAP apresentou os melhores resultados no desenvolvimento dos ápices caulinares. Este e a giberelina foram utilizados juntos no mesmo meio ou separados, para a indução do alongamento dos mesmos. O ácido indol-3-butiríco (AIB) foi usado para o enraizamento. A suplementação do meio de cultura com BAP foi eficiente no desenvolvimento dos ápices caulinares e o alongamento apresentou êxito com o uso do GA3 individualmente. O enraizamento com o AIB foi conseguido. A fim de determinar a reprodutibilidade do protocolo de organogênese, cotilédones de sementes de pinhão manso germinadas in vitro foram colocados em meio MS suplementado com BAP e AIB para a indução da formação de partes aéreas, estas foram alongadas com BAP e enraizadas com AIB. Além disso, os explantes cotiledonares foram colocados com a face abaxial e adaxial em contato com o meio de cultivo a fim de estabelecer a melhor posição do mesmo na regeneração in vitro. Plantas inteiras de J. curcas L. foram obtidas a partir da utilização do protocolo testado. A melhor posição do segmento cotiledonar foi a face adaxial em contato com o meio, onde 56% dos explantes formaram partes aéreas. A análise histológica foi feita com a coleta de explantes cotiledonares em intervalos sequenciais de 0, 5, 10, 15 e 25 dias de permanência do meio de regeneração. O estudo anatômico possibilitou o acompanhamento da organogênese do pinhão manso, no qual células parenquimáticas próximas à região adaxial do explante cotiledonar se dividiram e formaram as partes aéreas. Os dados obtidos nesse trabalho mostraram que ambos os protocolos utilizados, a partir de ápices caulinares e de explantes cotiledonares, foram eficientes no processo de regeneração; as análises histológicas sugerem que a regeneração ocorre via organogênese direta e possivelmente apresenta origem multicelular.

O emprego da cultura de tecidos, órgãos ou plantas In vitro tem sido largamente utilizado como técnica de micropropagação com finalidade de estudar os vários fatores envolvidos no crescimento e desenvolvimento vegetal. O objetivo do presente trabalho foi estudar as condições fisiológicas relacionadas a diferentes respostas organogenéticas de natureza vegetativa e reprodutiva em plantas de Dendrobium Second Love (Orchidaceae) cultivadas in vitro. Foi possível analisar através da técnica de micropropagação de incubação de tais plantas no escuro as variações no potencial organogenético de seus segmentos caulinares apical e subapical em formar explantes para a regeneração de novas plantas in vitro e as decorrente variações morfológicas das plantas assim regeneradas. A referida técnica foi também empregada com a incubação dessas plantas no claro para gerar material suficiente ao estudo do envolvimento do TDZ, Z, ZR, iP, iPR na indução de seu brotamento e de sua floração. Foi possível assim a análise das variações tanto dos teores endógenos de açúcares solúveis quanto de etileno decorrentes da aplicação dessas citocininas, bem como aferir a influência da duração do tratamento e da idade da planta. Os resultados mostraram que a idade de incubação das plantas no escuro e no claro é importante não apenas para gerar novas plantas como também para induzir o seu brotamento e o florescimento. Sucessivas etapas de padronização evidenciaram que a causa principal da variação no potencial organogenético dos explantes utilizados derivou da região de origem da planta estiolada, bem como da idade do próprio tecido, sendo que um menor tempo de incubação no escuro levou a um aumento na porcentagem de regeneração das plantas, da mesma forma que um menor período de escuro tornou as plantas mais homogêneas em relação ao tamanho. Dentre as condições estudadas, todas as citocininas induziram brotamento, porém em relação ao florescimento apenas o TDZ mostrou-se eficaz. Pôde-se ainda verificar que um período de exposição de 10 dias no TDZ induziu as plantas à floração. Os níveis de açúcares solúveis dos brotos submetidos aos tratamentos com Z, ZR, iP, iPR e TDZ mostrou-se mais elevado naqueles tratados com TDZ sugerindo uma maior utilização de açúcares nas plantas induzidas a floração. Em relação ao acúmulo de etileno dentro dos frascos verificou-se, por fim, que as plantas tratadas com TDZ induziram maior acúmulo de etileno em relação às plantas controle. / In vitro tissues, organs or plants culture has been widely used as a micropropagation technique aiming to study a number of factors involved in vegetable growth and development. In the present study, we evaluated the physiological conditions related to different vegetative or reproductive organogenetic responses in in vitro Dendrobium Second Love (Orchidaceae) plants. We evaluated the organogenetic potential of the shoot segments in inducing explants for the regeneration of new in vitro plants and their morphological changes. This technique was also micropropagated with light incubation of the plants in order to provide enough material for the study of the participation of TDZ, Z, ZR, iP, iPR in the induction of their budding and its flowering. Thus, it was possible to analyze the endogenous levels of soluble sugars, ethylene concentration, following the application of these cytokinins, as well as evaluated the effect of treatment duration and the plant age. The results showed that the plant incubation age is not only important to generate new plants, but also to induce its budding and flowering, irrespective of the dark/light condition. Successives tests showed that the main reason for changes in the organogenetic potential of the explants was due to the etiolated plant region, as well the tissue age. In this sense, lower dark incubation length led to an increase in the percentage of plants regeneration, and to more homogeneous plant sizes. Among the studied conditions, all cytokinins induced budding, however concerning flowering only TDZ was effective. It was also verified that a 10-day exposure to TDZ can induce plants to flowering. The level of soluble sugars in the buds submitted to the treatment with Z, ZR, iP, iPR and TDZ was higher in the ones treated with TDZ, suggesting a higher sugar use in the plants induced flowering. Regarding the ethylene accumulation in the flasks, it was observed that plants treated with TDZ induced higher ethylene accumulation when compared to control plants.

Diversos estudos elucidaram mecanismos envolvidos com a organogênese in vitro, porém pouco é conhecido a respeito da fase de aquisição de competência, fundamental para que a regeneração ocorra. Alguns genes já foram identificados por interferirem na fase de aquisição de competência em tomateiro (Solanum lycopersicum), mas ainda existem diversas lacunas a serem esclarecidas. Para investigar a expressão de genes e o controle hormonal na fase de aquisição de competência, foram utilizados os mutantes de tomateiro, sob o background genético da cultivar Micro-Tom (MT), MT-Rg1 e MT-pro (procera), os quais afetam positiva ou negativamente a organogênese in vitro, respectivamente. Embora a resposta constitutiva a giberelina no mutante MT-pro seja conhecida, a identidade molecular do gene RG1 permanece indefinida. O mutante MT-Rg1 apresenta aumento tanto na formação de gemas caulinares quanto de raízes e reduz o tempo necessário para a indução desses órgãos, devido à diminuição do período para a aquisição de competência. A partir do estabelecimento das fases de aquisição de competência e indução da organogênese in vitro para MT e MT-Rg1, foram identificados genes diferencialmente expressos entre estes genótipos. Entre estes genes, CELL DIVISION CYCLE ASSOCIATED 7 e LACCASE 1A estão regulados positivamente em MT-Rg1 e todos estão fortemente relacionados à fase de aquisição de competência, e a alterações na proliferação de células do protoxilema durante o início da organogênese. Por outro lado, a resposta constitutiva à giberelina no mutante MT-pro reduz a formação de gemas caulinares e raízes e aumenta a formação de calos in vitro, sem afetar o tempo requerido para a indução de gemas caulinares e raízes. De forma oposta a MT-Rg1, o gene CDCA7 apresenta expressão reduzida durante a fase de aquisição de competência em MT-pro, diminuindo o número de células do protoxilema em divisão. Outro fator importante para a divisão celular no mutante MT-pro é o aumento da expressão do gene WUS, causando um aumento da proliferação das stem cells, que são células indiferenciadas relacionadas à formação de novos órgãos. Esta proliferação celular inadequada, somada a uma alteração desfavorável na homeostase das citocininas, justifica o efeito negativo do alelo pro na formação de gemas caulinares, o que permitiu a criação de um novo modelo para organogênese in vitro / Several studies have enabled the discovery of mechanisms to achieve in vitro organogenesis; however, little is known about the phase of acquisition of competence, essential for regeneration. A few genes have been identified to interfere in the acquisition of the competence phase in tomato (Solanum lycopersicum), but there are still many gaps to be filled. We have used the mutants, under the genetic background of the Micro-Tom cultivar, MT-Rg1 and MT-pro (procera), which positively or negatively affect in vitro organogenesis, respectively, to investigate gene expression and the hormonal control in the phase of acquisition of competence. Despite the fact that the constitutive gibberellin response in the procera mutant is well-established, the molecular identity of RG1 gene remains unknown. The MT-Rg1 mutant presents an increase in the formation of both shoot and roots and a reduced period for the induction of these organs, because of the reduced time required for acquisition of competence.We searched for the identity of differentially expressed genes between MT and MT-Rg1 after the establishment of the competence acquisition phase and organogenesis induction stages. Among those genes, CDCA7 and LAC1A are upregulated in MT-Rg1 and these genes appear to be strongly related with the acquisition of competence phase and changes in proliferation of protoxylem cells during early organogenesis. The constitutive response to gibberellin in the MT-pro mutant decreases the formation of shoot and roots and increase in vitro calli formation, without reducing the induction phase of shoots and roots. Unlike MT-Rg1, MT-pro reduces the CDCA7L expression during the acquisition of competence phase, causing a reduction of the protoxylem dividing cells. Another important factor for cell division in MT-pro mutant is the increased expression of the WUS gene, leading to an abnormal proliferation of stem cells. Thereby, this abnormal cell proliferation, in addition to an unfavorable change in the cytokinin homeostasis, justify the negative effect of the pro allele in the shoot formation, which enabled the proposal of a new model for in vitro organogenesis

Diversos estudos têm demonstrado o envolvimento benéfico da utilização do aminoácido glutamina em meios de cultura, favorecendo a organogênese dos tecidos vegetais cultivados. Sabe-se que as fontes de nitrogênio podem influenciar na produção endógena de fitormônios, entretanto o papel exato da glutamina ainda não está bem estabelecido. Em Ananas comosus (L.) Merr., a adição de glutamina ao meio de cultura exerceu efeito promotor sobre a taxa de organogênese e o vigor do crescimento das gemas caulinares a partir de bases foliares. Além da glutamina, discute-se se o estresse resultante da explantação também poderia estar envolvido com a indução do processo organogenético, acarretando na produção de espécies reativas de oxigênio e na alteração do estado redox endógeno. Esse estresse para ser benéfico, entretanto, deveria estar restrito a certo limite. O presente trabalho visou compreender o efeito favorável da glutamina na organogênese adventícia em bases foliares de abacaxizeiro cultivadas in vitro. O envolvimento da glutamina com uma possível diminuição do estresse oxidativo durante o período de indução da organogênese também foi abordado. Para tanto, buscou-se correlacionar a influência do suprimento de glutamina no meio de cultura com os teores endógenos de peróxido de hidrogênio, glutationa e ascorbato. O estado redox da glutationa e do ascorbato durante o período de indução da organogênese adventícia também foi analisado. Além disso, foram analisadas as atividades de duas enzimas antioxidantes nesses explantes foliares, a superóxido dismutase e a catalase. Tentativamente, a glutationa foi adicionada ao meio de cultura, contendo ou não glutamina, visando conhecer o efeito desse antioxidante no processo organogenético. Os resultados mostraram que a glutationa substituiu, mas não intensificou, o efeito benéfico da glutamina sobre a taxa de organogênese das bases foliares de abacaxizeiro. Esse antioxidante não substituiu o efeito positivo do aminoácido no ganho de massas fresca e seca dos eixos caulinares formados, no entanto atuou favoravelmente na formação de um maior número de gemas adventícias por explante inoculado. Ao que parece, o cultivo in vitro das bases foliares gerou um estresse oxidativo nesses tecidos logo no início do período de cultivo, a julgar pela alta concentração de H2O2 detectada nas primeiras 24 horas. Entretanto, essa possível condição estressante foi controlada ao longo do período de cultivo, retornando a uma homeostase do tecido e conferindo condição para que as células se reprogramassem para seguir a uma rota de organogênese caulinar. A glutamina pareceu favorecer a manutenção de um estado redox reduzido tanto de ASC quanto de GSH durante o período em que houve o possível estresse oxidativo. Os resultados das atividades das enzimas antioxidantes sugeriram que a CAT pode ter sido responsável pela regulação do conteúdo endógeno de H2O2, já que a SOD não apresentou alterações expressivas ao longo do período de indução da organogênese tanto em SIM quanto em SIMGln. Em conjunto, os resultados sugerem que o estresse oxidativo causado pelo cultivo in vitro pode ter gerado uma sinalização importante para que a organogênese se inicie, sendo que a glutamina exerceria um papel de manter o estado redox dos tecidos foliares reduzido no momento da maior concentração de H2O2 endógeno. / A positive influence of glutamine on organogenesis of in vitro cultured plant tissues has been demonstrated by several studies. It is well known that the endogenous synthesis of phytohormones can be influenced by nitrogen sources, although it is not completely established in which way glutamine acts in this process. The addition of this amino acid to the culture medium has enhanced the organogenesis rate and resulted in a better vigor of the shoots that were originated from the leaf bases of Ananas comosus (L.) Merr. cultured in in vitro conditions. It is also suggested that the tissue excision may result in a stressful condition by increasing the production of reactive oxygen species and changing the endogenous redox state, which might be involved in the induction of organogenic process. However, this stress should be beneficial only if restricted. The aim of this work was to comprehend the positive influence of glutamine on the in vitro adventitious organogenesis of pineapple leaf bases. It was also attempted to determine whether the glutamine would be involved on a possible oxidative stress decrease during the organogenesis induction. In order to answer these questions, we tried to correlate the presence of glutamine in the culture medium and the endogenous hydrogen peroxide, glutathione, ascorbate levels. The redox state of these antioxidants is also analyzed during the induction of adventitious shoot organogenesis. Moreover, two antioxidants enzymes activities are quantified in the leaf explants: catalase and superoxide dismutase. The glutathione influence on the process was also investigated, considering the glutamine presence or not. It was done in order to establish the effect of this antioxidant in the organogenic process. The results showed that glutathione could replace, but not enhance, the positive effect of glutamine on the organogenesis rate of pineapple leaf bases. This antioxidant did not substitute the positive effect presented by the glutamine on the acquisition of fresh and dry masses by the new shoots. On the other hand, glutathione enhanced the number of adventitious buds per explant. Apparently, the excision of the leaf bases and its subsequent cultivation in the induction culture medium resulted in the tissue oxidative stress early in the first 24 hours of incubation. This could be inferred by the high H2O2 concentrations detected during this period. However, this possible stressful condition was controlled during the culture period, leading to the return of the homeostasis of the tissue and allowing the cells to become determined to shoot organogenesis. During the probable period of oxidative stress, glutamine seemed to maintain the reduced redox state on both ASC and GSH. The results of the antioxidant enzymes activities suggested that CAT may have been responsible for the regulation of the endogenous H2O2 levels, while SOD did not showed significant changes during the induction of organogenesis of leaf bases cultivated either in SIM or SIMGln. Taken together, the results obtained in this work suggest that the oxidative stress caused by the excision of the leaf tissues and its in vitro cultivation may be an important signal to the induction of the leaf organogenesis. Furthermore, the glutamine may have a role in the maintenance of the reduced redox state when higher levels of endogenous H2O2 are present in the tissues.

O óxido nítrico (NO) tem se mostrado um sinalizador presente em muitas fases do desenvolvimento vegetal e elemento essencial nas respostas aos estresses bióticos e abióticos em plantas. Entretanto, poucos estudos correlacionam esse radical à organogênese vegetal. Folhas de Ananas comosus (Bromeliaceae) podem ser consideradas um modelo interessante para o estudo da organogênese, pois sua região basal possui um conjunto de células que, sob cultivo in vitro e balanço adequado de certos reguladores de crescimento, dá início à proliferação celular e formação de meristemas adventícios. Primeiramente, formam-se estruturas denominadas protuberâncias que, depois, se desenvolvem em novos eixos caulinares, sem formação intermediária de calos. A relação ótima dos reguladores de crescimento para a indução da organogênese adventícia é 0,53 uM de ácido naftalenoacético e 8,87 uM de benziladeninapurina e sabe-se que o balanço hormonal entre auxinas e citocininas endógenas é alterado nesses explantes, encontrando-se um pico desses hormônios no terceiro dia da indução. Esse trabalho teve como objetivo verificar se o NO participaria da cascata de sinalizações que leva à organogênese adventícia, utilizando bases foliares de abacaxizeiro cultivadas in vitro. A quantificação do NO foi determinada pela técnica de quimiluminescência durante um período de 7 dias a partir da obtenção dos explantes. Essa produção foi dosada em fluxo contínuo com medições feitas a cada 10 segundos. O tratamento indutor de organogênese mostrou um aumento significativo na produção de NO em comparação aos explantes incubados em meio de cultura sem reguladores de crescimento, indicando uma possível participação do óxido nítrico no processo da organogênese. Houve um pico de NO no primeiro dia logo nas primeiras horas de cultivo em meio indutor. Além disso, foi realizada a dosagem de peróxido de hidrogênio (H2O2) e foi encontrada uma correlação com a produção de óxido nítrico durante a fase clara do fotoperíodo. A produção de H2O2 aumentou em seguida ao incremento de NO no primeiro dia de cultivo no meio de cultura com reguladores de crescimento. Finalmente, o tratamento com L-NAME mostrou ser a enzima NOS uma possível rota de síntese de NO, já que reduziu significativamente o número de novos meristemas adventícios e, conseqüentemente, de novos eixos caulinares formados após 60 dias de cultivo em meio não indutor da organogênese. A localização in situ do NO pareceu indicar que o aumento da produção estaria mais relacionado com células do parênquima foliar e dos feixes vasculares. Assim, esta pesquisa permitiu incluir temporalmente dois novos possíveis sinalizadores (NO e H2O2) à cascata de sinalização da organogênese adventícia em folhas de abacaxizeiro. A sinalização parece iniciar-se com o NO e logo em seguida, ainda no primeiro dia, viria o aumento de H2O2 e dos hormônios auxinas e citocininas no terceiro dia (resultados anteriores do grupo) do período de indução. / The nitric oxide (NO) was shown to be an ubiquitous molecule for many phases of the development of a plant and an important element for biotic and abiotic stress responses. However, few studies correlate this radical with the organogenesis in plants. Ananas comosus> (Bromeliaceae) leaves can be considered an interesting model for the organogenesis studies, because the basal region have a set of cell which, under in vitro cultivation and fine growth regulators balance, start cell division and form adventitious meristems. Firstly, structures named protuberances are formed, which develop forming new buds, without the intermediary formation of callus. The optimum rate of the growth regulators for the induction to organogenesis is 0.53 uM of naphthalene acetic acid and 8.87 uM of benziladeninepurine. It is known that the endogenous hormonal balance between auxins and cytokinins is altered in these explants, and a peak of these hormones is found at the third day of induction. This work intended to verify whether the NO would participate on the signaling cascade that led to the adventitious organogenesis, using basal leaves of pineapple cultivated in vitro. The nitric oxide quantification was made by chemiluminescence for a period of 7 days after the explants obtainment. The production was dosed in continuous flow air with measurements made every 10 seconds. The inductive treatment to organogenesis showed a significant rise in NO production in comparison to the explants incubated in medium culture without growth regulators, indicating a possible participation of NO at the organogenesis process. There was a NO peak at the first day, soon at the first hours of cultivation at inductive medium. Besides, the dosage of hydrogen peroxide (H2O2) was done and a correlation was found to the NO production at the light phase of the photoperiod. The H2O2 production rose after the increase of NO at the first day of cultivation in medium containing growth regulators. Finally, the treatment with L-NAME showed the NOS enzyme as a possible pathway involved with the NO production, since the number of new adventitious meristems reduced significantly and subsequently, of new shoots after 60 days of cultivation in inductive to organogenesis medium. The in situ localization of NO seemed to indicate that the rise in production could be related to the cells of the leaf parenchyma and vascular tissues. Thus, this research permitted to include temporally two new possible signals (NO and H2O2) to the signalization cascade of the adventitious organogenesis in pineapple leaves. The signalization seems to initiate with NO followed by H2O2 at the first day and by the auxins and cytokinins hormones at the third day (previous results of the group) of the induction period.

A família Bromeliaceae apresenta importância ecológica e econômica, desta forma, o desenvolvimento de protocolos para a micropropagação de espécies dessa família, faz-se necessário, a fim de suprir sua demanda comercial e mesmo ecológica. A escolha do meio de cultura e do explante utilizado durante a micropropagação são fundamentais para um protocolo eficaz. Nesse contexto, o objetivo deste estudo foi avaliar as diferenças quantitativas e qualitativas no desenvolvimento de explantes de Neoregelia sp em meios de cultura e monitorar as vias morfogênicas dos propágulos obtidos em explantes foliares. Para tanto, brotos de microcepas e explantes foliares procedentes de um micro jardim clonal, foram transferidos para os meios de cultura de multiplicação MS, ½ MS e WPM, todos suplementados com 0,050 mg.L-1 ANA e 0,50 mg.L-1 de BAP, onde foram mantidos por 120 dias e submetidos a diversas análises morfofisiológicas. Paralelamente, explantes foliares foram mantidos em meio de cultura MS de multiplicação para o monitoramento das vias morfogênicas durante os processos regenerativos. Para os experimentos com brotos de microcepas verificou-se que o meio de cultura MS proporcionou a melhor taxa de multiplicação, maior crescimento dos brotos, obtendo os valores mais elevados de peso de matéria fresca e seca, além disso, apresentaram maior acúmulo de nitrogênio total e proteico. No entanto, os meios de cultura ½ MS e WPM promoveram uma taxa de multiplicação semelhante a do MS, mas com brotos menores e menos vigorosos, porém, mais homogêneos, com isso, na dependência do objetivo do cultivo in vitro, não deve ser desconsiderada a possibilidade de utilização dos meios de cultura ½ MS e WPM. Os explantes foliares não se desenvolveram bem no meio de cultura WPM, não havendo diferença entre os meios MS e ½ MS, visto que ambos apresentaram resultados satisfatórios. As análises histológicas e histoquímicas identificaram células parenquimáticas, que atuam como células-tronco, manifestando capacidade morfogênica para toti ou pluripotência, dando origem respectivamente a embriões somáticos e gemas adventícias, em resposta aos estímulos in vitro. / The Bromeliaceae family has an ecological and economic importance, therefore, the protocols development for micropropagation of species of this family becomes necessary in order to meet its business and even its ecological demand. The choice of culture medium and the explant used during micropropagation are essential for an effective protocol. Thus, the aim of this study was to evaluate the quantitative and qualitative differences in the explants development of Neoregelia sp in the culture media and monitor the morphogenetic pathways of obtained propagules from leaf explants. Consequently, shoots and leaf explants coming from microcloning garden were transferred to the MS, ½ MS and WPM multiplication culture media, all supplemented with 0.050 mg.L-1 NAA and 0.50 mg.L-1 BAP, where they were held for 120 days and submitted to morphological and physiological analysis. Therefore, leaf explants were kept on MS-medium multiplication for monitoring morphogenetic pathways during the regenerative processes. Furthermore, MS medium showed the best multiplication rate for the sprouts of the microstumps, increased growth of shoots, obtaining the highest values of fresh and dry matter weight, and also showed higher accumulation of total nitrogen and protein. However, the ½ MS and WPM culture media promoted a similar multiplication rate to the MS medium, with the development of the smaller and less vigorous shoots, but with greater homogeneity. This way, depending on the purpose of in vitro culture, their use in the micropropagation for this species should not be disregarded. The leaf explants are not well developed in WPM medium, and don\'t had significant difference between the MS and ½ MS culture medium, as both showed satisfactory results. The histological and histochemical analysis identified the presence of the parenchymatic cells, which act as stem cells, expressing morphogenic ability for toti or pluripotency, leading respectively to somatic embryogenesis or adventitious organogenesis in response to in vitro stimuli.

O crescente aumento no uso da micropropagação de teca como forma de produção de clones com qualidades genotípicas e fenotípicas selecionadas a partir de árvores de elite, determinou a importância desse método, pois origina plantações com maior qualidade e uniformidade, agregando maior valor ao preço da madeira no mercado. O uso de sementes para a obtenção de mudas é uma técnica menos onerosa, porém resulta em plantas com tamanhos desiguais e não há um padrão na qualidade da madeira, essa técnica depende também da época de produção de sementes e, portanto é restrita a um período do ano. A micropropagação permite a clonagem em larga escala das árvores de elite em tempo e espaço reduzidos, podendo ser realizada em qualquer época do ano, além disso, permite a formação de mudas totalmente livres de pragas e patógenos. Faz-se necessário, maiores estudos com meio de cultura para Tectona grandis, pois os materiais relacionados a esse assunto são escassos. Para que a técnica do cultivo in vitro da teca seja incrementada, objetivou-se nesse experimento, otimizar o crescimento dos explantes de três clones diferentes, testando a eficiência de 6 meios de cultura com diferentes formulações nutricionais e constatar qual deles apresenta a melhor resposta para cada clone. O estudo contou com 6 tratamentos (MS, Básico, M1, M2, M3 e M4), durante oito épocas de avaliação (0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 e 49 dias), para três clones de Tectona grandis (61, 62 e 68), com três repetições por tratamento/clone, utilizando o delineamento experimental inteiramente casualizado. A avaliação do crescimento foi feita por meio do peso de matéria fresca (PMF), matéria seca (PMS) e a taxa de crescimento relativo (TCR) proporcionado pelos meios. O PMF foi usado para obtenção do PMS e cálculo da TCR. Baseado nos valores do PMS obtidos, para o clone 61, constatou-se a formulação do meio Básico (PMS = 0,38 g), como a mais eficiente. Para o clone 62, o meio mais responsivo foi M4 (PMS = 0,47 g) e no clone 68, destacou-se o meio M3 (PMS = 0,71 g). Quanto a TCR, não foi encontrada diferença estatística significativa para nenhum dos 6 meios de cultura levando-se em conta os três clones. / The increasing use of teak micropropagation as a way of producing clones with genotypic and phenotypic qualities selected from elite trees, established the importance of this method, it leads to higher crop quality and consistency, adding more value to the price of wood business. The use of seeds to obtain seedlings has a less cost, but it results in plants with unequal sizes and wood quality without a pattern. This technique also depends on the time of seed production and therefore is restricted to a year period. Micropropagation allows cloning elite trees in large-scale and reduced time and space. It can be performed at any time of year, in addition, allows the formation of plants totally free of pests and pathogens. It is necessary more studies with culture medium for Tectona grandis, because the materials related to this subject are scarce. To increase the technique of teak in vitro cultivation, this experiment aimed to optimize the growth and development of explants from three different clones, testing the effectiveness of six culture media with different nutritional formulations and find which one offers the best answer to each clone. The study included six treatments (MS, Basic, M1, M2, M3 and M4) for eight periods (0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49 days) for three clones of Tectona grandis (61, 62 and 68) with three replicates per treatment/clone, in a randomized experimental design. The growth assessment was performed by the fresh matter weight (FMW), dry matter weight (DMW) and relative growth rate (RGR) provided by the media. The FMW was used to obtain the DMW and to calculate RGR. Based on DMW values obtained for clone 61, was found that the formulation of Basic medium (DMW = 0.38 g) was the most efficient. For clone 62, the most responsive medium was M4 (DMW = 0.47 g) and to clone 68, M3 (DMW = 0.71 g) was the highlighted medium. As the RGR, it was found no statistically significant difference for any of the six culture media taking into account the three clones.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 francielicolussi.pdf: 2001927 bytes, checksum: 373492674f45bb0ed7d467ad407070d5 (MD5) Previous issue date: 2006-09-01 / The general objective of this research was the evaluation of in vitro culture of Euphorbia heterophylla L. one of the principal weeds that effects yield of important economic crops such as soybean and corn. In addition, some assays considered the evaluation of the species’ potential biochemical value to the pharmaceutical industry. In vitro germination of E. heterophylla seed was tested on cotton batting as substrate, full strength and ½ MS basal medium. Results show a greater percent germination and better growth indices of plant development on the ½ MS medium. Explants tested for organogenesis included hypocotyls, cotyledon and root explants which were plated on media containing the following plant growth regulators (phytohormones): 0.5 mg/L 2ip, 1mg/L Kin + 0.1 mg/L IAA, 0.5 mg/L 2ip + 0.1 mg/L IAA, 1mg/L 2ip + 0.1mg IAA, 1.5 mg.L-1 2iP + 0.1 mg.L-1 AIA added to ½ MS media. Explants were evaluated for the presence of buds, the number of buds/ explant and the number of plantlets that were rooted and re-established. On the average, hypocotyls explants responded with two buds/ explant and 50% of these developed by direct organogenesis on media containing 0.5 mg/L of 2ip. No regeneration was observed on cotyledon or root explants. Root cultures developed in all treatments with or without auxin. These results will assist in future physiological tests such as evaluating the herbicide resistance of this species and also in evaluating possible use in the pharmaceutical industry. With this objective in mind we tested the sensitivity of root cultures in vitro. Roots were placed in ½ MS media containing 0,1,2,4 and 8 times the manufacturer’s recommended dose for the products Scepter® and Flex®. The active ingredients were imazaquin and fomesafen respectively, and they are inhibitors of ALS synthesis and PROTOX. The results obtained showed evidence of suppression of the normal growth of these roots as compared to the control treatment. Therefore, this suggests that an in vitro test of this type can be used to measure resistance this species to herbicides. / O objetivo geral deste trabalho foi estudar o cultivo in vitro de Euphorbia heterophylla. L, que é uma das principais plantas daninhas que afeta a produtividade das grandes culturas como soja e milho. Essa espécie também vem sendo estudado pelos aspectos fitoquímicos para indústria farmacêutica, para isto foram propostos alguns ensaios. Para avaliar a germinação in vitro de sementes de E. heterophylla foram testados substratos de algodão, meio MS e MS/2. Os resultados mostraram maior porcentagem de germinação e melhores índices de desenvolvimento das plantas em meio MS/2. Para o teste de organogênese foram utilizados explantes hipocotiledonares, cotiledonares e radiculares com as seguintes tratamentos: 0,5 mg.L-1 2iP, 1mg.L-1 CIN + 0,1 mg.L-1 AIA, 0,5 mg.L-1 2iP + 0,1 mg.L-1 AIA, 1 mg.L-1 2iP + 0,1 mg.L-1 AIA , 1,5 mg.L-1 2iP + 0,1 mg.L-1 AIA adicionado ao meio MS/2. Foram avaliados o número de explantes com gema, número de gemas por explante, número de plântulas enraizadas e aclimatadas. Obteve-se em média duas gemas por explante hipocotiledonar, em 50% destes, a partir de organogênese direta com o uso de 0,5 mg.L-1 de 2iP. Não houve regeneração a partir dos explantes cotiledonares e radiculares. A cultura racinar desenvolveu-se em todos os tratamentos contendo ou não auxina. Com o objetivo de avaliar a resistência desta planta a herbicidas, testamos a sensibilidade de culturas de raízes in vitro. As raízes foram repicadas em meio MS/2 com as seguintes concentrações: 0; 1; 2; 4 e 8 vezes a dose recomendada pelo fabricante dos herbicidas com ingrediente ativo imazaquin o fomesafen, inibidores da síntese de ALS e PROTOX. Com nomes comerciais de Scepter® e Flex®, respectivamente. Os resultados obtidos evidenciaram um retardo no crescimento normal destas raízes, quando comparada a testemunha.

Durante esse trabalho de pesquisa verificou-se que a aquisição de competência para conversão de ápices radiculares de Catasetum fimbriatum em gemas caulinares aumentava à medida que as plantas envelheciam. Esse processo esteve relacionado ao estabelecimento do crescimento determinado das raízes e com a parada da atividade e re-organização estrutural do meristema apical radicular (MAR). Este, quando ainda jovem e destituído de competência para a conversão em gemas, apresentava uma organização do tipo fechada, ao passo que em estágios avançados do envelhecimento este padrão transformou-se em um tipo aberto, marcado pela diferenciação e predominância de células parenquimáticas. Tais alterações, aparentemente, ocorreram com a concomitante perda das características e funções do centro de quiescente (CQ). De maneira complementar, constatou-se que a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas estava correlacionada a uma série de alterações metabólicas, as quais, supostamente, participaram de uma condição fisiológica favorável a esse processo. Com base no conjunto de dados obtidos, pode-se observar que os teores endógenos de importantes participantes na progressão de divisões celulares, tais como auxinas, citocininas e formas reduzidas de ascorbato e glutationa tenderam a diminuir durante o envelhecimento das raízes. Por outro lado, durante esse mesmo período, o conteúdo de alguns hormônios envolvidos na sinalização de condições de estresse ou diferenciação celular, tais como etileno, ácido abscísico e giberelinas tenderam a aumentar. As concentrações relativas de importantes sinalizadores secundários, tais como óxido nítrico e cálcio citossólico também apresentaram aumento conspícuo na região do MAR durante o envelhecimento. Agregando elementos a estas constatações, verificou-se que o transporte polar de auxina seria um importante sinal posicional para a manutenção das características e função do MAR, uma vez que o seu bloqueio em plantas jovens foi suficiente para causar a aquisição da competência do MAR, no entanto, o processo de conversão não era consolidado enquanto os ápices radiculares permaneceram ligados às plantas. A aplicação de etileno em plantas jovens, por sua vez, desencadeou efeitos similares; no entanto, além de induzir a competência, esse hormônio também proporcionou a conversão dos MARs em gemas via aumento nos teores endógenos de citocininas. O tratamento de ápices radiculares jovens com diferentes tipos de citocininas revelaram que citocininas do tipo isopenteniladenina (iP e iPR) mostraram-se mais de perto relacionadas à retenção de características radiculares, ao passo que as do tipo zeatina (Z e ZR) apresentou maior influência e presença em condições em que as características radiculares foram perdidas. Por outro lado, a aplicação de substâncias moduladoras do balanço redox em ápices radiculares jovens mostrou que o estresse oxidativo proporcionou a aquisição de competência do MAR para conversão em gemas. Essa mesma tendência foi observada com a aplicação de concentrações relativamente elevadas de substâncias indutoras da elevação dos teores de óxido nítrico e cálcio citossólico nos tecidos. Os ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, analisados logo nas primeiras horas após o isolamento, revelaram que sua separação da planta-mãe acelerava as mudanças morfológicas que naturalmente ocorrem no MAR em estágios avançados do envelhecimento. Durante esse mesmo período, verificou-se uma queda rápida nos teores endógenos de citocininas (principalmente do tipo iP), proporcionando a predominância de citocininas do tipo Z durante a maior parte do primeiro dia de isolamento dos explantes, a qual coincidiu com a mudança no padrão de organização do MAR do tipo intermediário-aberto para o totalmente aberto. O avanço das modificações no ápice radicular após esse período desencadeou o estabelecimento do meristema caulinar, cujo evento esteve relacionado a uma tendência de aumento nos teores de citocininas e de ascorbato após o primeiro dia de isolamento. Dessa forma, os estágios mais avançados do envelhecimento radicular, bem como a separação de ápices radiculares com competência parcialmente estabelecida, parecem desencadear e aumentar a competência do MAR para conversão por meio de modificações morfológicas e fisiológicas muito similares nos ápices radiculares. Essas alterações envolveram a perda das características radiculares, a qual parece depender de alterações no controle exercido pelo CQ sobre o desenvolvimento das demais células no MAR. Esses eventos na região do CQ se revelaram condição sine qua non para a complementação da aquisição de competência do MAR, sendo esta dependente da intensidade das perturbações sobre o controle da organização do MAR. Dessa forma, a conversão do meristema apical radicular de C. fimbriatum em gemas caulinares parece decorrer da formação de um novo grupo de células na antiga região do CQ do MAR alterado. Essas células pareceram competentes para responder a diferentes estímulos que as direcionariam a uma nova rota do desenvolvimento que, nesse caso, seria o estabelecimento de um meristema caulinar com conseqüente desenvolvimento de uma gema vegetativa. / During this research work, it was noticed that competence acquisition for the conversion of Catasetum fimbriatum root tips into buds was related to the plant ageing. This process seems to be coupled with the establishment of the determinate root growth and with the cessation in the activity and structural re-organization of the root apical meristem (RAM). Young and non-competent root tips showed a closed RAM architecture, and the ageing process stimulated the establishment of an open organization in the RAM, as indicated by a higher level of differentiation and a predominance of parenchymatic cells in the old root apices. These alterations were concomitant with the modifications on the characteristics and functions of quiescent center (QC). In agreement with these observations, the competence acquisition to the conversion of the MAR into buds was linked to a series of metabolic alterations, which probably play a role in this process. Based on the data obtained, it was observed that the endogenous levels of important components of the cell division progression, such as auxins, cytokinins and the reduced forms of ascorbate and glutathione showed a tendency of decrease during the root ageing. On the other hand, during this same period, the content of some hormones involved in signalling events of stress conditions or cellular differentiation, such as ethylene, abscisic acid and gibberellins exhibited a pattern of increase. The relative concentrations of important second messengers, such as nitric oxide and cytosolic calcium also displayed a marked increased in the RAM region during the ageing. Additionally, it was noticed that the auxin polar transport represents an important positional signal for the maintenance of the RAM characteristics and functions, once treatments that blocked the transport of this hormone promoted the MAR competence acquisition even in young plants, although, the conversion process did not complete while the root tips were maintained attached to the plants. The treatment of young plants with ethylene, on the contrary, caused similar effects; however, besides inducing the competence, this hormone also promoted the RAM conversion into buds via the elevation in the endogenous levels of cytokinins. The treatment of young root tips with different types of cytokinins indicated that iP-type cytokinins (iP and iPR) were more closely associated to the preservation of the root characteristics, while the Z-type cytokinins (Z and ZR) showed a higher importance when the root characteristics were lost. Furthermore, the treatment of young root apices with compounds that cause alterations in the cellular redox status indicated that the oxidative stress stimulated the competence acquisition for the RAM conversion into buds. This same tendency was observed with the application of relatively high concentrations of compounds that induce elevations in the levels of nitric oxide and cytosolic calcium in the tissues. The analyses carried out during the first hours after the isolation of partially competent root apices indicated that the detachment of the root tips from the original plants accelerated the morphological modifications that naturally occur at advanced stages of ageing. During this same period, it was observed a rapid decrease in the endogenous levels of cytokinins (specially of the iP-type), leading to a predominance of the Z-type cytokinins during the first day after the isolation of the explants, which coincided with the alteration of the RAM architecture from the intermediate-open type to the completely open type. After the first day of isolation, the progress in the root apices modifications resulted in the establishment of the shoot meristem, which was accompanied by an elevation in the endogenous levels of cytokinins and ascorbate. Therefore, advanced stages of root ageing, as well the isolation of the partially competent root apices, seem to increase the competence for the RAM conversion into buds via similar morphological and physiological changes in the root apices. These alterations involved the loss of the root characteristics, which possibly resulted from modifications in the control of the QC on the development of the other cells in the RAM. These events in the QC represent a sine qua non condition for the completion of the MAR competence acquisition, which is affected by the intensity of the perturbations on the control of the RAM organization. Therefore, the conversion of root apical meristem of C. fimbriatum into buds probably results from the formation of a new group of cells in the region of the QC of the altered RAM. These cells seem to be competent to respond to different stimulus that would directionate them to a new developmental route that, in this case, consists in the establishment of a shoot meristem.