Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-10-20T03:10:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334964.pdf: 2246614 bytes, checksum: 32093f6cd81b63a2fc050ea3ef34cd58 (MD5) Previous issue date: 2015 / A embriogênese somática (ES) é um métedo eficiente à propagaçãomassiva de plantas e à conservação de germoplasma. Em nível básico elase configura como um modelo biológico para o aprofundamento deestudos de morfogênese, fisiologia, bioquímica e genética de plantas.Muitos organismos apresentam características similares durante a ES, taiscomo a expressão de genes homólogos, o desenvolvimento de tecidosespecializados semelhantes ao observado na embriogênese zigótica e asrespostas a certos reguladores de crescimento. Para abordarprofundamente estas características associadas à ES de palmeirasneotropicais foi elaborada uma ampla revisão sobre este tema no primeirocapítulo desta dissertação. De uma forma geral esta revisão mostrou queembriões zigóticos e/ou meristemas apicais têm sido os explantes maisempregados, mostrando-se responsivos ao meio de cultura baseado naformulação salina de Murashige e Skoog suplementado com vitaminas deMorel, 3% de sacarose, carvão ativado e concentrações elevadas deauxinas, principalmente 2,4-D ou picloram. Em seguida, odesenvolvimento embrionário normalmente é estimulado em meios decultura suplementados com teores reduzidos destas auxinas e com oemprego de citocininas, notadamente BAP e 2-ip. Por fim, os embriõessão convertidos em plântulas em meios isentos de reguladores decrescimento. Além da micropropagação, muitos estudos concentraram-sena expressão de genes e na bioquímica do desenvolvimento de embriõessomáticos de palmeiras. Estudos histológicos sugeriram tendênciascomuns em diferentes espécies durante a morfogênese in vitro, tais comomorfologia semelhante dos ápices caulinares meristemáticos, calos ecélulas epidérmicas. No segundo capítulo estudou-se o emprego deculturas de protoplastos em três espécies de palmeiras, pupunha (Bactrisgasipaes), butiá-da-serra (Butia eriospatha) e açaí (Euterpe oleracea).Protoplastos são células com suas paredes celulares removidas eapresentam interesse tanto pela sua capacidade regenerativa quanto pelapossibilidade da geração de híbridos através da fusão somática de doisprotoplastos diferentes. Esta tecnologia tem sido investigada em váriasespécies de palmeiras, tais como dendê (Elaeis guineensis) e tamareira(Phoenix dactyilifera). Na presente dissertação, culturas embriogênicaspreviamente estabelecidas de pupunha, butiá-da-serra e açaí foramtratadas com uma solução enzimática composta por 2% de celulase, 0,5% de hemicelulase e 0,5 % de pectinase e em seguida elas foram23incubadas no escuro a 25 ± 2 ° C durante 6, 12, 18, ou 24 horas semagitação ou num agitador orbital a 45 rpm para o isolamento deprotoplastos. As maiores quantidades de protoplastos foram obtidasatravés da incubação em agitador orbital, sendo 5.50±0.68x105 e1.22±0.13x106 protoplastos / grama de peso fresco de pupunha e açaí,respectivamente, depois de seis horas de incubação, e 5,36 ± 2.23x105células / grama de peso fresco para butiá após 24 horas incubação.Culturas de pupunha e açaí mostraram diminuição de rendimento deprotoplastos após seis horas de incubação, enquanto a quantidade deresíduos celulares visíveis aumentou. A viabilidade de protoplastosmanteve-se elevada (> 70%), com exceção de protoplastos de açaí, cujaviabilidade diminuiu rapidamente após seis horas na incubação orbital.Os protoplastos foram cultivados usando o método de gotas de agarose oude alginato, sendo submetidos a seis tipos de meios líquidos contendo 0,1, ou 10 µM de picloram com ou sem 2µM de 2-ip. Picloram não semostrou essencial para as divisões celulares, as quais, no entanto forammais frequentes e ocorreram mais cedo em resposta a meios com níveiscrescentes do mesmo. Foram observadas microcolônias se formando nasgotas de alginato com 10 de µM picloram e 2 µM de 2-ip, no entantocolonias visíveis foram formados apenas em duas esferas de agarose. Noterceiro capítulo desta dissertação o incremento de massa seca e os teoresde proteínas, açúcares e amido foram investigados em culturas depupunha com diferentes capacidades para ES: alta capacidadeembriogênica (ACE), baixa capacidade embriogênica (BCE), e nãoembriogênica(NE). Culturas de ACE e NE apresentaram incrementos demassa seca semelhantes e que foram maiores queo incremento de massaseca em culturas de BCE. Culturas de ACE apresentaram teoresligeiramente mais elevados de proteínas do que as culturas NE, contudoambas continham maiores teores de proteínas do que as culturas de BCE.Níveis de amido foram semelhantes entre culturas de ACE e NE e queforam maiores que os níveis de amido em culturas de BCE. Níveis deaçúcares foram demasiadamente baixos para terem seus valorescalculados utilizando uma curva padrão de glicose, porém as leituras deabsorbância mostraram que as culturas de ACE e NE apresentaramvalores médios semelhantes e superiores aos níveis encontrados emculturas de BCE. Estes dados sugerem que os diferentes comportamentosde crescimento das diferentes culturas podem não refletir as quantidadestotais de proteínas, e sim os tipos de proteínas a serem expressas. A grandequantidade de amido nas culturas NE, juntamente com a morfologia24distinta destas culturas, pode sugerir uma rota regenerativa baseada naorganogênese. Além disso, é possível que a falta de reservas de energianas culturas de BCE esteja relacionada com o seu rápido crescimento.Formações de tecidos organizados também foram observadas nas culturade BCE, isto pode sugerir que a morfogênese in vitro não inclui apenasos embriões somáticos, calos, raiz e plântulas, mas pode incluir outrostipos de tecidos. No quarto capítulo buscou-se a optimização da ES emculturas de pupunha, butiá e açaí. Culturas de pupunha 'G3' foramcultivadas em meios de cultura compostos pelos sais de MS ou MSmodificado, suplementados com 1 mM de espermidina, 1 mM deespermina, ou sem poliaminas. Não houve diferença no número deembriões somáticos regenerados a partir dos meios de MS ou MSmodificado, no entanto, ambas as poliaminas apresentaram efeitosnegativos para a formação de embriões. Culturas de pupunha ?G2? foraminoculadas em meio de cultura contendo 3% de sacarose ou uma misturaigual de sacarose, glicose, frutose, e sorbitol, não revelando diferenças emtermos de números totais de embriões regenerados. Embriões zigóticos debutiá inoculados em meio MS contendo 3% sacarose, 2,5 g / L de carvãoativado e 300 µM ou 450 µM de picloram responderam com a formaçãode calos com aparência embriogênica similares aos observados empupunha, 40% e 27,5% respectivamente. No entanto, culturas friáveis debutiá foram submetidas a vários tipos de meios de cultura, incluindomeios sólidos e líquidos; diferentes concentrações de auxinas, citocininas,ABA, GA3, sacarose e carvão ativado,e ausência ou presença de luzdurante o cultivo, porém, em nenhum dos ambientes proporcionadosocorreu a formação de embriões somáticos. Além disso, desidrataçãoparcial não induziu melhorias na multiplicação das culturasde butiá, omesmo foi observado em culturas de pupunha. A multiplicação dasculturas de açaí foi melhorada com a adição 2,5 g / L de carvão ativado eaumento nos teores de picloram de 10 µM até 50 µM. O carvão ativadolevou à redução de 400% no número de explantes oxidados, um aumentono número de explantes produzindo embriões, número deembriõesformados por explante, e numero de massas poliembriogênicas porexplante. No entanto, os casos de crescimento de raizes organogênicas ede calogênese observados a partir de explantes de açaí colocadas emmeios com carvão ativado sugerem que o efeito da auxina diminui napresença de carvão ativado. Tomados em conjunto, os resultados dapresente dissertação contribuem para uma melhor compreensão dosestudos da morfogênese in vitro de palmeiras, notadamente aqueles25associados aos fatores envolvidos na tecnologia de protoplastos, àscaracterísticas bioquímicas de culturas de pupunha com diferentespotenciais embriogênicos e à otimização dos protocolos regenerativosestudados, especialmente o de açaí.<br> / Abstract : Somatic embryogenesis (SE) is a powerful technology that is useful for commercial propagation, scientific study, germplasm conservation, and has potential applications in reforestation attempts in damaged ecosystems. Many organisms show similar traits during SE, such as the expression of commonly-found gene homologs, development of specialized tissues similar to zygotic embryogenesis, and response to certain growth regulators. To summarize these trends, a review article was written (Chapter 1 of this thesis). A literature analysis of SE in the palm family, Arecaceae, suggests similar trends across palm species. Both zygotic embryos or palm shoot meristems tended to respond well to culture media composed of Murashige and Skoog salts, vitamins, 3% sucrose, exogenous activated carbon, and high concentrations of auxins, such as 2,4-D or picloram. Embryo development was usually stimulated through subculture onto media with reduced auxins and addition of cytokinin, such as BAP and 2-ip and then embryos could be frequently converted on media without growth regulators. In addition to micropropagation, many studies focused on the biochemistry and gene expression of developing palm somatic embryos. Histological studies revealed common trends, such as similar morphology of meristematic vs. callus and epidermal cells. One of the technologies that several research groups had evaluated was protoplast culture. Protoplasts, cells with their cell walls removed, are of scientific interest due to both being able to regenerate into larger cultures and the ability to create hybrids through somatic fusion of two different protoplasts. This technology has only been investigated in several large-scale economic species, such as oil palm (Elaeis guineensis) or date palm (Phoenix dactyilifera), and increased understanding of trends might lead to further development of protoplast culture as a whole (Chapter 2). To understand protoplast isolation and culture, previously-established peach palm (Bactris gasipaes), butiá-da-serra (Butia eriospatha), and açaí (Euterpe oleracea) cultures were treated with an enzyme solution composed of 2% w/v cellulase, 0.5% hemicellulase, and 0.5% pectinase and then either incubated stationary for 6, 12, 18, or 24 hours or on an orbital shaker at 45 rpm for 3, 6, 12, or 24 hours in the dark at 25±2 °C. Stationary incubation did not provide large amounts of protoplasts in comparison to incubation done on an orbital shaker. The greatest numbers of protoplasts per species were 5.50±0.68x105 and 1.22±0.13x106 protoplasts/ gram FW for peach palm and açaí after six hours of orbital shaking and 5.36±2.23x105 cells/gram FW for butiá after 24 hours of orbital shaking. Both peach palm and açaí saw dramatic decreases in protoplast yield after later incubations while the amount of visible cellular debris increased, possibly showing a potential reason for the decreased cell yield as cellular debris might lyse cells in motion. Protoplast viability remained high (>70%), except for açaí protoplasts, which decreased rapidly during orbital incubation. Protoplasts were cultured either using the agarose bead or the alginate bead method. Protoplasts cultured in alginate beads were subjected to six types of liquid media containing 0, 1, or 10µM picloram either with or without 2µM 2-ip. Auxin was not shown to be essential for causing cell division in several occasions, however cell division was more frequent and occurred earlier in media with increasing levels of picloram. 2-ip was not found to have a major impact. Microcolonies were observed to form in alginate beads with 10µM picloram and 2µM 2-ip, however visible colonies were only formed twice in agarose beads. Further optimization would be required to achieve regeneration of whole plants, however there are many trends in other species, such as use of nurse cultures, higher cell density during culture, and type of culture method, which can be pursued. The biochemistry of peach palm cultures with different capacities for SE, high embryogenic (HE), low embryogenic (LE), and non-embryogenic (NE), were investigated for dry weight, protein, sugar, and starch content (Chapter 3). It was found that both HE and NE cultures had similar dry weights, but water made up a larger proportion of LE cultures. Because of this difference, protein, sugar, and starch amounts were evaluated in terms of both fresh weight and dry weight. HE contained slightly higher amounts of protein than NE cultures, but both tissues contained higher proteins contents than LE cultures, even after adjusting for dry weight. Starch levels were comparable between HE and NE cultures, but LE cultures contained significantly fewer starch reserves. Sugar levels were too low to have their amounts calculated using a glucose standard curve, however their absorbance readings showed HE and NE cultures had the about the same values, while once again LE cultures contained fewer reserves. These data suggest that the different growth behavior of the different tissues may not reflect overall protein amounts, but rather the types of proteins being expressed. Additionally, the large amounts of starch growth, along with the distinct morphology of NE tissues might suggest a type of organogenesis. Additionally, it is possible that the lack of energy reserves found in LE tissue is related to its rapid growth. Organized tissue formations were also observed in LE tissue, possibly suggesting that in vitro organogenesis extends beyond simply somatic embryos, roots, and shoots. Additionally, SE optimization was investigated in peach palm, butiá, and açaí cultures. Peach palm tissue lines  G3 were placed on media containing either MS or modified MS salts and media containing 1mM spermidine, spermine, or no polyamines. No difference was detected in the number of somatic embryos recovered from MS or modified MS cultures, however either polyamine had a negative effect. Peach palm  G2 cultures were placed on media containing either 3% sucrose or an equal mix of sucrose, glucose, or sorbitol with no difference in total numbers of recovered embryos. Fast-growing friable butiá cultures were subjected to numerous types of media, including both solid and liquid media, media containing different concentrations of auxins, cytokinins, ABA, GA3, sucrose, and activated charcoal in both light and dark, but no somatic embryos were induced. Additionally, partial dehydration did not induce improved peach palm multiplication nor butiá SE. However, 40% and 27.5% placed on MS media containing 2.5g/L activated charcoal and 300µM or 450µM, respectively, picloram responded with tissue growth similar to that found in peach palm highly embryogenic tissue. Açaí multiplication was greatly improved through optimizing multiplication media with addition 2.5g/L activated charcoal and increased picloram up to 50µM from 10µM. The effects of the activated charcoal led to 400% reduction in number of oxidized explants, an increase in number of explants producing embryos, embryos per explant, number of embryos producing polyembryogenic masses, and number of polyembryogenic masses per explant. However, instances of organogenic root growth and increased callogenesis were observed on açaí explants placed on media with activated charcoal, which suggests that the decreased effect of auxin caused by activated charcoal can reduce embryogenic potential. Together, these works contribute to better understanding the trends found in multiple palms, factors involved in the valuable technology of protoplast culture, the biochemical characteristics of several types of peach palm tissue with different embryogenic potential, and cultural optimization, especially for the economically valuable açaí palm.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para identificação de regiões promotoras funcionais a partir de segmentos de um genoma qualquer. O genoma da cana-de-açúcar foi escolhido para o desenvolvimento desta estratégia na qual envolve a obtenção de fragmentos de DNA os quais foram clonados em vetores de expressão. A triagem destes fragmentos foi realizada através de biobalística e resultou no isolamento de quatro clones. Um ensaio de transformação permanente em arroz com três clones gerou 12 plantas. Foi detectada expressão do marcador GUS em calos, folhas e raízes, comprovando sua funcionalidade. Desta maneira, o presente trabalho permitiu estabelecer uma metodologia de recuperação de sequências regulatórias funcionais com ampla possibilidade de serem explorados biotecnologicamente. / The aim of this work is develop a strategy to identify functional promoter regions from any genome. The modern sugarcane genome was chosen as a model for the development of this strategy that involves the generation of fragments of DNA and cloning them into expression vectors. These fragments were then screened by a transient expression assay using biolistic particle delivery resulting in the isolation of four clones. Three clones were permanently transformed in rice, and 12 plants were obtained. GUS expression was detected in the callus, leaves and roots of the rice plants thus confirming the functionality of sequences in these clones. The present work has established a strategy to identify and extract functional regulatory sequences containing functional regulatory regions which show great potential of being useful in both the biotechnology field and in the field of basic science.

La hibridación somática, o fusión de protoplastos, es una herramienta biotecnológica aplicable a la mejora de los cítricos. La utilización de esta técnica permite abordar objetivos que sería imposible plantear mediante la hibridación sexual u otras técnicas de mejora, tanto a nivel de mejora de variedades y patrones ya existentes, como para la obtención de nuevos genotipos de interés. El objetivo principal de esta tesis ha sido la aplicación de la hibridación somática a necesidades específicas de la citricultura española. Además se han realizado estudios sobre aspectos técnicos relacionados con la hibridación somática, con el objetivo de facilitar el trabajo de mejora que se realiza aplicando esta técnica. La tesis ha sido dividida en cuatro capítulos y dos apéndices que se describen a continuación. El primer capitulo está dirigido hacia la obtención de nuevos patrones de interés utilizando genotipos con características complementarias. Para ello se escogieron los genotipos citrange "Carrizo" y Citrus macrophylla que son dos de los patrones más utilizados en el cultivo de los agrios. Se compararon directamente la eficacia de los tres métodos de fusión de protoplastos disponibles para cítricos, aplicándolos paralelamente a un mismo cruzamiento. En el segundo capítulo se muestra la caracterización genética exhaustiva de las plantas obtenidas, tanto a nivel nuclear como a nivel citoplasmático. Los resultados de esta caracterización mostraron que los híbridos somáticos no siempre son la suma perfecta de los dos parentales y que puede haber cambios a nivel cromosómico, subcromosómico o citoplasmático. El tercer capítulo muestra el estudio llevado a cabo del efecto de la radiación con luz UV sobre la integridad del genoma de los protoplastos de cítricos. El interés en la aplicación de este tipo de radiación reside en la posibilidad de obtener híbridos somáticos asimétricos. / Pensabene Bellavia, G. (2009). Aplicación de la hibridación somática a la mejora de la citricultura española [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6361 / Palancia

Buscou-se produzir híbridos somáticos entre laranjas doces (Citrus sinensis) com tangerinas, mexericas (C. reticulata, C. reshni, C. sunki, C. deliciosa), tangores (C reticulata x C. sinensis) ou tangelo ‘Orlando’ (C. reticulata x C. paradisi), além da avaliação da resistência do híbrido somático laranja ‘Hamlin’ (C. sinensis) + mexerica ‘Montenegina’ (C. deliciosa) a Xanthomonas axonopodis cv. citri e Xylella fastidiosa. Foram utilizados como fonte de protoplastos calos embriogênicos e folhas coletadas de plântulas germinadas in vitro e de plantas cultivadas em casa-de-vegetação. Após o isolamento, protoplastos provenientes de calos e/ou suspensões embriogênicas foram fundidos quimicamente por polietilenoglicol (PEG) com protoplastos não embriogênicos oriundos de mesofilo foliar. Os calos provenientes da fusão foram induzidos a formação de embriões somáticos para posterior germinação e regeneração de plantas. As plantas regeneradas foram individualizadas, enraizadas ou microenxertadas e aclimatizadas em casa-de-vegetação. A confirmação da hibridação somática foi feita por análise morfológica, análise do DNA com marcadores moleculares do tipo RAPD, determinação da ploidia com a contagem do número de cromossomos e/ou citometria de fluxo. Foram obtidos dois híbridos somáticos do genitor embriogênico laranja ‘Hamlin’ com os genitores não embriogênicos mexerica ‘Montenegrina’ e tangerina ‘Dancy’. Ambos híbridos somáticos obtidos podem apresentar características complementares dos genitores, podendo ser utilizados diretamente como copa e em programas de melhoramento de copa de citros. O híbrido somático laranja ‘Hamlin’ com mexerica ‘Montenegrina’ foi avaliado mostrando resistência a Xanthomonas axonopodis cv. citri e a Xylella fastidiosa. / This research aimed to produce new somatic hybrid combinations between sweet orange (Citrus sinensis) with mandarins (C. reticulata, C. reshni, C. Sunki, C. deliciosa), tangors (C reticulata x C. sinensis) or ‘Orlando’ tangelo (C. reticulata x C. paradisi), and also evaluate the somatic hybrid ‘Hamlin’ sweet orange (Citrus sinensis) + ‘Montenegrina’ mandarin (Citrus deliciosa) for resistance to Xanthomonas axonopodis pv. citri and Xylella fastidiosa. Protoplast sources included embryogenic calli or suspension-culture derived calli, and leaves collected from plants cultivated in vitro or in screenhouses. After protoplast isolation, embryogenic protoplasts were chemically fused by polyethylene glycol (PEG) with mesophyll-derived non-embriogenic protoplasts. Fusion-derived calli were further cultured to embryo induction, germination, and plant regeneration. Regenerated plants were individually rooted or micrografted, and further acclimated in screenhouse. Somatic hybridization was confirmed by analysis of leaf morphology, molecular analysis by RAPD markers, ploidy determination by chromosome counting or flow cytometry. The producion of the somatic hybrids ‘Hamlin’ sweet orange + ‘Montenegrina’ mandarin and ‘Hamlin’ sweet orange + ‘Dancy’ mandarin was confirmed. These hybrids may have complementary traits from both progenitor and be used directly as scion cultivars or as parental lines in scion improvement programs. ‘Hamlin’ sweet orange + ‘Montenegrina’ mandarin somatic hybrid was resistant to Xanthomonas axonopodis pv. citri and Xylella fastidiosa.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-06-01T18:40:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2130474 bytes, checksum: b9156f2bfd2a4a0f4c702f5e05f2d6c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T18:40:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2130474 bytes, checksum: b9156f2bfd2a4a0f4c702f5e05f2d6c3 (MD5) Previous issue date: 2003-06-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Fusarium solani f. sp. glycines, agente causal da síndrome da morte súbita em soja, é um importante patógeno no Brasil e em outras partes do mundo. Foram obtidos 15 isolados de F. solani f. sp. glycines a partir de 57 fragmentos de raíz de soja coletados em diferentes localidades no Brasil. A diversidade genética destes 15 isolados e de outros 4 isolados cedidos pelo Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, foi avaliada por RAPD. As amplificações com 15 oligonucleotídeos resultaram em 175 fragmentos polimórficos e 5 monomórficos. As distâncias genéticas entre os isolados variaram de 12,2 a 85%, revelando alta variabilidade genética. Não houve agrupamento dos isolados de acordo com seu local de coleta. Esta alta variabilidade genética provavelmente se deve à presença de transposons e de ciclo parassexual do patógeno. Protoplastos de Fusarium solani f. sp. glycines foram obtidos por digestão enzimática do micélio, na presença de MgSO 4 1,2 M como estabilizador osmótico. Foram liberados 2,4 X 10 7 protoplastos/mL após 4 horas de digestão do micélio a 28°C e 80 rpm. A concentração ideal de enzima lítica para a protoplastização foi de 15 mg/mL. A maior taxa de regeneração dos protoplastos foi de 5,5% em meio BDA estabilizado com sacarose 1,0 M. / Fusarium solani f. sp. glycines, the causative agent of sudden death syndrome in soybean, is an important pathogen in Brazil and in other parts of the world. Fifteen F. solani f. sp. glycines isolates were obtained out of 57 root fragments collected in different growing regions in Brazil. The genetic diversity of these isolates and that of four isolates obtained from the Department of Plant Sciences of the Federal University of Viçosa were analyzed by RAPD. Amplification with 15 primers resulted in 175 polymorphic and 5 monomorphic DNA fragments. The genetic distances among the isolates ranged from 12.2 to 85%. No grouping was obtained based on geographic localization, certainly because there were not enough differentiation. This high genetic variability is probably due to the activity of transposons and the presence of the parassexual reproduction. Fusarium solani f. sp. glycines protoplasts were obtained by enzymatic digestion of micelium, using 1,2 M MgSO 4 as osmotic stabilizer. Aproximately 2.4 X 10 7 protoplasts/mL were obtained after 4 hours of micelium digestion at 28°C e 80 rpm. The optimum enzyme concentration was 15 mg/mL. The highest protoplast regeneration rate was 5.5% in BDA stabilized with 1,0 M sucrose. / Dissertação importada do Alexandria

Buscou-se produzir híbridos somáticos entre laranjas doces (Citrus sinensis) com tangerinas, mexericas (C. reticulata, C. reshni, C. sunki, C. deliciosa), tangores (C reticulata x C. sinensis) ou tangelo ‘Orlando’ (C. reticulata x C. paradisi), além da avaliação da resistência do híbrido somático laranja ‘Hamlin’ (C. sinensis) + mexerica ‘Montenegina’ (C. deliciosa) a Xanthomonas axonopodis cv. citri e Xylella fastidiosa. Foram utilizados como fonte de protoplastos calos embriogênicos e folhas coletadas de plântulas germinadas in vitro e de plantas cultivadas em casa-de-vegetação. Após o isolamento, protoplastos provenientes de calos e/ou suspensões embriogênicas foram fundidos quimicamente por polietilenoglicol (PEG) com protoplastos não embriogênicos oriundos de mesofilo foliar. Os calos provenientes da fusão foram induzidos a formação de embriões somáticos para posterior germinação e regeneração de plantas. As plantas regeneradas foram individualizadas, enraizadas ou microenxertadas e aclimatizadas em casa-de-vegetação. A confirmação da hibridação somática foi feita por análise morfológica, análise do DNA com marcadores moleculares do tipo RAPD, determinação da ploidia com a contagem do número de cromossomos e/ou citometria de fluxo. Foram obtidos dois híbridos somáticos do genitor embriogênico laranja ‘Hamlin’ com os genitores não embriogênicos mexerica ‘Montenegrina’ e tangerina ‘Dancy’. Ambos híbridos somáticos obtidos podem apresentar características complementares dos genitores, podendo ser utilizados diretamente como copa e em programas de melhoramento de copa de citros. O híbrido somático laranja ‘Hamlin’ com mexerica ‘Montenegrina’ foi avaliado mostrando resistência a Xanthomonas axonopodis cv. citri e a Xylella fastidiosa. / This research aimed to produce new somatic hybrid combinations between sweet orange (Citrus sinensis) with mandarins (C. reticulata, C. reshni, C. Sunki, C. deliciosa), tangors (C reticulata x C. sinensis) or ‘Orlando’ tangelo (C. reticulata x C. paradisi), and also evaluate the somatic hybrid ‘Hamlin’ sweet orange (Citrus sinensis) + ‘Montenegrina’ mandarin (Citrus deliciosa) for resistance to Xanthomonas axonopodis pv. citri and Xylella fastidiosa. Protoplast sources included embryogenic calli or suspension-culture derived calli, and leaves collected from plants cultivated in vitro or in screenhouses. After protoplast isolation, embryogenic protoplasts were chemically fused by polyethylene glycol (PEG) with mesophyll-derived non-embriogenic protoplasts. Fusion-derived calli were further cultured to embryo induction, germination, and plant regeneration. Regenerated plants were individually rooted or micrografted, and further acclimated in screenhouse. Somatic hybridization was confirmed by analysis of leaf morphology, molecular analysis by RAPD markers, ploidy determination by chromosome counting or flow cytometry. The producion of the somatic hybrids ‘Hamlin’ sweet orange + ‘Montenegrina’ mandarin and ‘Hamlin’ sweet orange + ‘Dancy’ mandarin was confirmed. These hybrids may have complementary traits from both progenitor and be used directly as scion cultivars or as parental lines in scion improvement programs. ‘Hamlin’ sweet orange + ‘Montenegrina’ mandarin somatic hybrid was resistant to Xanthomonas axonopodis pv. citri and Xylella fastidiosa.

O objetivo deste trabalho foi aplicar a técnica de fusão química de protoplastos para desenvolver híbridos somáticos interespecíficos entre tangerinas (Citrus reticulata) e toranjas (Citrus grandis), visando a obtenção de porta-enxertos semelhantes à laranja azeda Citrus aurantium). Como fonte de protoplastos foram utilizadas suspensões celulares embriogênicas de tangelo \'Page\' (C. reticulata x C. paradisi) e tangor \'Murcote\' (C. reticulata x C. sinensis) e folhas jovens de seedlings de toranjas \'Lau Tau\' e \'Ogami\' (Citrus grandis). Após a fusão os protoplastos foram cultivados sob ausência de luz, até a formação de microcolônias, que foram então cultivadas em meio de cultura EME em dupla-fase, suplementado com 13,33 g/L de maltose para a indução da embriogênese. Os embriões globulares formados foram transferidos para meio EME com 25 g/L de sacarose e quando em estádio cotiledonar foram transferidos para meio de cultura suplementado com 1,5 g/L de extrato de malte. As brotações obtidas foram enxertadas in vitro sobre laranja \'Hamlin\' e \'Valência\'. As plantas obtidas foram levadas para casa de vegetação e cultivadas em substrato comercial. As 17 plantas regeneradas de tangelo \'Page\' + toranja \'Lau Tau\' apresentaram conformação fenotípica adversa aos genitores, com folhas de tamanho reduzido, ápice arredondado, coloração verde escura, mesófilo enrugado e ausência de pecíolo alado. A análise de citometria de fluxo confirmou o caráter diplóide das plantas regeneradas. Marcadores moleculares RAPD apresentaram padrão de bandas similar entre a planta regenerada e o genitor tangelo \'Page\'. O protocolo utilizado para isolamento, fusão e cultura de protoplastos, bem como para a regeneração e aclimatização de plantas permitiram a obtenção 17 plantas da combinação entre tangelo \'Page\' e toranja \'Lau Tau\' com conformação fenotípica diferente dos genitores, duas plantas da combinação entre tangor \'Murcote\' e toranja \'Ogami\' e uma planta da combinação entre tangor \'Murcote\' e toranja \'Lau Tau\'. / The aim of this work was to apply the technique of chemical fusion of protoplasts, in order to develop interspecific somatic hybrids between mandarins (Citrus reticulata) and pummelos (Citrus grandis), in order to produce similar to sour orange (Citrus aurantium). The sources for protoplasts were embryogenic suspension cultures of \'Page\' tangelo (C. reticulata x C. paradisi) and \'Murcott\' tangor (C. reticulata x C. sinensis) and young leaves from seedlings of \'Lau Tau\' and \'Ogami\' pummelos (Citrus grandis). After the fusion, the protoplasts were cultivated in the absence of light, until the formation of microcolonies, and were then cultivated in double-phase EME medium, supplemented with 13.33 g/L of maltose for embryogenesis induction. The globular embryos thus formed were transferred to EME medium with 25 g/L of sucrose and, when in cotyledonal stage, were transferred to a culture medium supplemented with 1.5 g/L of malt extract. The shoots obtained were grafted in vitro onto \'Hamlin\' and \'Valencia\' sweet oranges. The regenerated plants were cultivated in a greenhouse, over commercial substrate. In this process, 17 plants were obtained. These plants presented phenotypic conformation different from the genitors, with leaves with reduced size, round apex, dark green coloration, rough leaf blade and absence of developed petiole. The analysis by flow cytometry confirmed the diploid character of the regenerated plants. RAPD molecular markers presented a similar band pattern between the regenerated specimen and the genitor \'Page\' tangelo. The protocol used for isolation, hybridization and cultivation of protoplasts, as well as for the regeneration and acclimatization of the plants allowed the obtainment of 17 plants from the combination of \'Page\' tangelo + \'Lau Tau\' pummelo, with phenotypic conformation different from the genitors, two plants from the combination of \'Murcott\' tangor + \'Ogami\' pummelo and one plant from the combination of Murcote\' tangor + \'Lau Tau\' pummelo.

O objetivo deste trabalho foi aplicar a técnica de fusão química de protoplastos para desenvolver híbridos somáticos interespecíficos entre tangerinas (Citrus reticulata) e toranjas (Citrus grandis), visando a obtenção de porta-enxertos semelhantes à laranja azeda Citrus aurantium). Como fonte de protoplastos foram utilizadas suspensões celulares embriogênicas de tangelo \'Page\' (C. reticulata x C. paradisi) e tangor \'Murcote\' (C. reticulata x C. sinensis) e folhas jovens de seedlings de toranjas \'Lau Tau\' e \'Ogami\' (Citrus grandis). Após a fusão os protoplastos foram cultivados sob ausência de luz, até a formação de microcolônias, que foram então cultivadas em meio de cultura EME em dupla-fase, suplementado com 13,33 g/L de maltose para a indução da embriogênese. Os embriões globulares formados foram transferidos para meio EME com 25 g/L de sacarose e quando em estádio cotiledonar foram transferidos para meio de cultura suplementado com 1,5 g/L de extrato de malte. As brotações obtidas foram enxertadas in vitro sobre laranja \'Hamlin\' e \'Valência\'. As plantas obtidas foram levadas para casa de vegetação e cultivadas em substrato comercial. As 17 plantas regeneradas de tangelo \'Page\' + toranja \'Lau Tau\' apresentaram conformação fenotípica adversa aos genitores, com folhas de tamanho reduzido, ápice arredondado, coloração verde escura, mesófilo enrugado e ausência de pecíolo alado. A análise de citometria de fluxo confirmou o caráter diplóide das plantas regeneradas. Marcadores moleculares RAPD apresentaram padrão de bandas similar entre a planta regenerada e o genitor tangelo \'Page\'. O protocolo utilizado para isolamento, fusão e cultura de protoplastos, bem como para a regeneração e aclimatização de plantas permitiram a obtenção 17 plantas da combinação entre tangelo \'Page\' e toranja \'Lau Tau\' com conformação fenotípica diferente dos genitores, duas plantas da combinação entre tangor \'Murcote\' e toranja \'Ogami\' e uma planta da combinação entre tangor \'Murcote\' e toranja \'Lau Tau\'. / The aim of this work was to apply the technique of chemical fusion of protoplasts, in order to develop interspecific somatic hybrids between mandarins (Citrus reticulata) and pummelos (Citrus grandis), in order to produce similar to sour orange (Citrus aurantium). The sources for protoplasts were embryogenic suspension cultures of \'Page\' tangelo (C. reticulata x C. paradisi) and \'Murcott\' tangor (C. reticulata x C. sinensis) and young leaves from seedlings of \'Lau Tau\' and \'Ogami\' pummelos (Citrus grandis). After the fusion, the protoplasts were cultivated in the absence of light, until the formation of microcolonies, and were then cultivated in double-phase EME medium, supplemented with 13.33 g/L of maltose for embryogenesis induction. The globular embryos thus formed were transferred to EME medium with 25 g/L of sucrose and, when in cotyledonal stage, were transferred to a culture medium supplemented with 1.5 g/L of malt extract. The shoots obtained were grafted in vitro onto \'Hamlin\' and \'Valencia\' sweet oranges. The regenerated plants were cultivated in a greenhouse, over commercial substrate. In this process, 17 plants were obtained. These plants presented phenotypic conformation different from the genitors, with leaves with reduced size, round apex, dark green coloration, rough leaf blade and absence of developed petiole. The analysis by flow cytometry confirmed the diploid character of the regenerated plants. RAPD molecular markers presented a similar band pattern between the regenerated specimen and the genitor \'Page\' tangelo. The protocol used for isolation, hybridization and cultivation of protoplasts, as well as for the regeneration and acclimatization of the plants allowed the obtainment of 17 plants from the combination of \'Page\' tangelo + \'Lau Tau\' pummelo, with phenotypic conformation different from the genitors, two plants from the combination of \'Murcott\' tangor + \'Ogami\' pummelo and one plant from the combination of Murcote\' tangor + \'Lau Tau\' pummelo.

Atualmente, o Huanglongbing (HLB), doença associada à bactéria Candidatus Liberibacter spp., é a principal ameaça dos Citrus, não tendo sido encontrado ainda espécies resistentes e tolerantes. O melhoramento genético tradicional apresenta limitações para a obtenção de novas variedades porta-enxerto e copa de citros em decorrência a fatores ligados à biologia do gênero. Na tentativa de sobrepor essas dificuldades, a transformação genética destaca-se por permitir a introdução de genes exógenos, os quais, além de reduzir o período de obtenção de material melhorado geneticamente, poderão conferir resistência a doenças em variedades de interesse agronômico. Desse modo, o objetivo desta pesquisa consistiu no estudo da organogênese in vitro, e na obtenção de plantas transgênicas via Agrobacterium tumefaciens das tangerinas \'Fremont\', \'Thomas\' e \'Nules\', com o gene que codifica o peptídeo antibacteriano atacina A (attA), controlado pelos promotores AtSUC2 e AtPP2, visando a expressão gênica preferencial nos vasos do floema. Adicionalmente, foi avaliada a transformação genética via A. tumefaciens de suspensões celulares de tangerina \'W-Murcott\', de laranja doce \'Hamlin\' e de tangelo \'Page\', e a transformação genética direta via PEG de protoplastos da tangerina \'W-Murcott\', com os fatores de transcrição VvmybA1 e Ruby, dirigidos pelos promotores com expressão preferencial nos tecidos embrionários 6105 e DC3. A eficiência da organogênese in vitro foi influenciada pelo tipo de explante e concentração de BAP. Após os experimentos de transformação genética de segmentos de epicótilo e internodal das tangerinas \'Fremont\', \'Thomas\' e \'Nules\', as plantas regeneradas foram analisadas por PCR, Southern blot e RT-qPCR e confirmadas como transgênicas pela presença e transcrição do gene attA no tecido vascular. A transformação genética de suspensões celulares mostrou-se eficiente com alta produção de antocianina nos embriões somáticos regenerados de tangerina \'W-Murcott\', de laranja doce \'Hamlin\' e de tangelo \'Page\'. A transformação genética direta de protoplastos de tangerina \'W-Murcott\' mostrou-se viável e também foi possível a obtenção de embriões somáticos transgênicos. Os fatores de transcrição VvmybA1 e Ruby se mostraram úteis para detecção visual do material transgênico / Currently, Huanglongbing (HLB), associated to Candidatus Liberibacter spp., is the main threat to the citrus culture. The conventional plant breeding shows limitations to the obtain new varieties of rootstock and scion, due to factors related to the biology of the genus. In attempt to overcome these barriers, genetic engineering is notable for allowing the introduction of foreign genes, which, besides reducing the time to obtain genetically improved material may confer disease resistance in varieties of agronomic interest. Thus, the objective of the research was the study of in vitro organogenesis, and obtain transgenic plants of \'Fremont\', \'Thomas\' and \'Nules\' mandarins via Agrobacterium tumefaciens with the gene encoding the antibacterial peptide attacin A (attA), controlled by the promoters AtSUC2 and AtPP2, aiming to preferential gene expression in phloem. In addition, the genetic transformation of cell suspensions, via A. tumefaciens, of \'W-Murcott\' mandarin, \'Hamlin\' sweet orange and \'Page\' tangelo and the direct genetic transformation, via PEG, of \'W-Murcott\' mandarin protoplasts were evaluated with VvmybA1 and Ruby transcription factors driven by 6105 and DC3 promoters, with preferential expression in embryonic tissues. The in vitro organogenesis of the varieties studied was influenced by the type of explant and BAP concentration. After genetic transformation experiments of epicotyl and internodal segments of \'Fremont\', \'Thomas\' and \'Nules mandarins, regenerated plants were analyzed by PCR, Southern blot and RT-qPCR and confirmed as transgenic by presence and transcription of attA gene. The genetic transformation of cell suspensions was efficient with high anthocyanin production in the somatic embryos regenerated of \'W-Murcott\' mandarin, \'Hamlin\' sweet orange and \'Page\' tangelo. The direct genetic transformation of \'W-Murcott\' mandarin protoplasts revealed to be viable and it was also possible to obtain transgenic somatic embryos. The VvmybA1 and Ruby transcription factors were useful tools for visual detection of transgenic material

Atualmente, o Huanglongbing (HLB), doença associada à bactéria Candidatus Liberibacter spp., é a principal ameaça dos Citrus, não tendo sido encontrado ainda espécies resistentes e tolerantes. O melhoramento genético tradicional apresenta limitações para a obtenção de novas variedades porta-enxerto e copa de citros em decorrência a fatores ligados à biologia do gênero. Na tentativa de sobrepor essas dificuldades, a transformação genética destaca-se por permitir a introdução de genes exógenos, os quais, além de reduzir o período de obtenção de material melhorado geneticamente, poderão conferir resistência a doenças em variedades de interesse agronômico. Desse modo, o objetivo desta pesquisa consistiu no estudo da organogênese in vitro, e na obtenção de plantas transgênicas via Agrobacterium tumefaciens das tangerinas \'Fremont\', \'Thomas\' e \'Nules\', com o gene que codifica o peptídeo antibacteriano atacina A (attA), controlado pelos promotores AtSUC2 e AtPP2, visando a expressão gênica preferencial nos vasos do floema. Adicionalmente, foi avaliada a transformação genética via A. tumefaciens de suspensões celulares de tangerina \'W-Murcott\', de laranja doce \'Hamlin\' e de tangelo \'Page\', e a transformação genética direta via PEG de protoplastos da tangerina \'W-Murcott\', com os fatores de transcrição VvmybA1 e Ruby, dirigidos pelos promotores com expressão preferencial nos tecidos embrionários 6105 e DC3. A eficiência da organogênese in vitro foi influenciada pelo tipo de explante e concentração de BAP. Após os experimentos de transformação genética de segmentos de epicótilo e internodal das tangerinas \'Fremont\', \'Thomas\' e \'Nules\', as plantas regeneradas foram analisadas por PCR, Southern blot e RT-qPCR e confirmadas como transgênicas pela presença e transcrição do gene attA no tecido vascular. A transformação genética de suspensões celulares mostrou-se eficiente com alta produção de antocianina nos embriões somáticos regenerados de tangerina \'W-Murcott\', de laranja doce \'Hamlin\' e de tangelo \'Page\'. A transformação genética direta de protoplastos de tangerina \'W-Murcott\' mostrou-se viável e também foi possível a obtenção de embriões somáticos transgênicos. Os fatores de transcrição VvmybA1 e Ruby se mostraram úteis para detecção visual do material transgênico / Currently, Huanglongbing (HLB), associated to Candidatus Liberibacter spp., is the main threat to the citrus culture. The conventional plant breeding shows limitations to the obtain new varieties of rootstock and scion, due to factors related to the biology of the genus. In attempt to overcome these barriers, genetic engineering is notable for allowing the introduction of foreign genes, which, besides reducing the time to obtain genetically improved material may confer disease resistance in varieties of agronomic interest. Thus, the objective of the research was the study of in vitro organogenesis, and obtain transgenic plants of \'Fremont\', \'Thomas\' and \'Nules\' mandarins via Agrobacterium tumefaciens with the gene encoding the antibacterial peptide attacin A (attA), controlled by the promoters AtSUC2 and AtPP2, aiming to preferential gene expression in phloem. In addition, the genetic transformation of cell suspensions, via A. tumefaciens, of \'W-Murcott\' mandarin, \'Hamlin\' sweet orange and \'Page\' tangelo and the direct genetic transformation, via PEG, of \'W-Murcott\' mandarin protoplasts were evaluated with VvmybA1 and Ruby transcription factors driven by 6105 and DC3 promoters, with preferential expression in embryonic tissues. The in vitro organogenesis of the varieties studied was influenced by the type of explant and BAP concentration. After genetic transformation experiments of epicotyl and internodal segments of \'Fremont\', \'Thomas\' and \'Nules mandarins, regenerated plants were analyzed by PCR, Southern blot and RT-qPCR and confirmed as transgenic by presence and transcription of attA gene. The genetic transformation of cell suspensions was efficient with high anthocyanin production in the somatic embryos regenerated of \'W-Murcott\' mandarin, \'Hamlin\' sweet orange and \'Page\' tangelo. The direct genetic transformation of \'W-Murcott\' mandarin protoplasts revealed to be viable and it was also possible to obtain transgenic somatic embryos. The VvmybA1 and Ruby transcription factors were useful tools for visual detection of transgenic material