O presente trabalho teve por objetivo desenvolver tecnologia in vitro e associá-la à mutagênese, e avaliar plantas V 5 e V6 quanto aos caracteres agronômicos de produção em área de ocorrência da doença fusariose, visando ao melhoramento genético da pimenta-do-reino para obtenção de plantas tolerantes e/ou resistentes à doença fusariose. A aplicação das técnicas in vitro iniciou-se através da obtenção de plantas doadoras de explantes, a partir de estacas em casa-de-vegetação e, de sementes e embriões zigóticos in vitro. O processo de micropropagação foi desenvolvido a partir de gemas de plantas obtidas in vitro através do estabelecimento de condições adequadas de cultivo em meios de cultura apropriados para multiplicação de gemas, enraizamento e obtenção de "plantlets", e de tipo de substrato para aclimatação e formação de mudas. Após a definição deste processo, gemas de plantas de casa-de-vegetação foram submetidas a diferentes tratamentos de assepsia e as sobreviventes micropropagadas. Seleção in vitro foi estabelecida ao cultivar isolados patogênicos do fungo Fusarium solani f. sp. piperis em meio Czapek-Dox e, através da curva de crescimento foi estabelecido o período de 28 dias de cultivo mais adequado para obtenção de filtrado da cultura do fungo. Diferentes concentrações de filtrado e formas de esterilização foram testadas em meio de cultura de multiplicação de gemas e determinou-se a concentração de 55% do filtrado do fungo (v/v) sob a esterilização por duas autoclavagens, adequada para causar 100% de mortalidade de gemas susceptíveis à doença. Simultaneamente, testes de radiossensitividade foram desenvolvidos através da irradiação gama em gemas in vitro e a dose de 20Gy foi escolhida para indução de mutações. As gemas irradiadas que passaram por vários ciclos de multiplicação e sobreviveram ao agente seletivo, filtrado de cultura do fungo, estão sendo clonadas para serem submetidas à seleção artificial com esporos do fungo em casa-de-vegetação, seleção natural em campo de ocorrência da doença e avaliação agronômica. Testes indicaram, a concentração de 2x10 6 esporos/ml em suspensão e a aplicação no solo do fungo adequada para seleção em casa-de-vegetação. As plantas V5 e V6 avaliadas em campo quanto a mortalidade e caracteres de produção apresentaram performance semelhante às plantas da cultivar original quanto à média de comprimento de espiga (8,4 cm), peso (4,42g) e número de frutos (40 frutos) por espiga, peso de 100 frutos (10,67g) e rendimento de pimenta preta (> 30%). Entretanto, melhores resultados para a média de produção de pimenta verde (3.290g) e sobrevivência em área de ocorrência da fusariose. As análises por componentes principais e variáveis canônicas apresentaram divergência genética entre as plantas originadas por estacas que sofreram irradiação gama e aquelas da cultivar original. / The purposes of the present work were to develop in vitro technology, associating it with mutagenesis, and to evaluate the V5 and V6 plants based on agronomical characters of production in Fusarium incidence areas, aiming at the genetic improvement of black pepper to obtain tolerant and/or resistant plants to the disease. The use of in vitro techniques started with the production of explant donor plants from greenhouse-grown cuttings and from seeds and in vitro zygotic embryos. The micropropagation process was developed using young shoots of in vitro plants by establishment of proper growing conditions in culture media for multiplication, rooting and production of plantlets, and by determining a suitable substrate type for acclimatization and growing of plantlets. After the process was defined, young shoots obtained from greenhouse grown plants underwent different aseptic treatments and the surviving plantlets were micropropagated. In vitro selection was carried out by cultivating pathogenic isolates of Fusarium solani f. sp. piperis in Czapek-Dox medium and, by using a growing curve, the most suitable growing period (28 days) for obtaining the fungus culture filtrate was defined. Different filtrate concentrations and sterilization techniques were tested in culture medium for young shoot multiplication. A concentration of 55% (v/v) of fungus filtrate under sterilization by double autoclavation was considered adequate to cause 100% mortality of fusariosis susceptible young shoots. Simultaneously, radiosensitivity tests were carried out through gamma irradiation of in vitro young shoots and dose of 20Gy was selected for mutation induction. Irradiated young shoots which underwent several multiplication cycles and survived the selective agent, fungus culture filtrate, are being cloned in order to be submitted to artificial selection with the fungus spores in greenhouse, to natural selection in a disease incidence area and to agronomical evaluation. These tests indicated that the concentration of 2x10 6 spores/ml in suspension and the application of the fungus on soil were appropriate for greenhouse selection. The V5 and V6 plants evaluated in field conditions for mortality and production characters showed similar performance to the original cultivar plants regarding average height (8.4 cm), weight (4.42g) and number of fruits (40 fruits) per spike, weight of 100 fruits (10.67g) and black pepper yield (>30%). However, better results were observed for average green pepper production (3,290g) and survival rates in a fusariosis incidence area. Analyses of principal components and canonic variables evidenced genetic divergence between plants grown from gamma-irradiated cuttings and the original cultivar ones.

O presente trabalho teve por objetivo desenvolver tecnologia in vitro e associá-la à mutagênese, e avaliar plantas V 5 e V6 quanto aos caracteres agronômicos de produção em área de ocorrência da doença fusariose, visando ao melhoramento genético da pimenta-do-reino para obtenção de plantas tolerantes e/ou resistentes à doença fusariose. A aplicação das técnicas in vitro iniciou-se através da obtenção de plantas doadoras de explantes, a partir de estacas em casa-de-vegetação e, de sementes e embriões zigóticos in vitro. O processo de micropropagação foi desenvolvido a partir de gemas de plantas obtidas in vitro através do estabelecimento de condições adequadas de cultivo em meios de cultura apropriados para multiplicação de gemas, enraizamento e obtenção de "plantlets", e de tipo de substrato para aclimatação e formação de mudas. Após a definição deste processo, gemas de plantas de casa-de-vegetação foram submetidas a diferentes tratamentos de assepsia e as sobreviventes micropropagadas. Seleção in vitro foi estabelecida ao cultivar isolados patogênicos do fungo Fusarium solani f. sp. piperis em meio Czapek-Dox e, através da curva de crescimento foi estabelecido o período de 28 dias de cultivo mais adequado para obtenção de filtrado da cultura do fungo. Diferentes concentrações de filtrado e formas de esterilização foram testadas em meio de cultura de multiplicação de gemas e determinou-se a concentração de 55% do filtrado do fungo (v/v) sob a esterilização por duas autoclavagens, adequada para causar 100% de mortalidade de gemas susceptíveis à doença. Simultaneamente, testes de radiossensitividade foram desenvolvidos através da irradiação gama em gemas in vitro e a dose de 20Gy foi escolhida para indução de mutações. As gemas irradiadas que passaram por vários ciclos de multiplicação e sobreviveram ao agente seletivo, filtrado de cultura do fungo, estão sendo clonadas para serem submetidas à seleção artificial com esporos do fungo em casa-de-vegetação, seleção natural em campo de ocorrência da doença e avaliação agronômica. Testes indicaram, a concentração de 2x10 6 esporos/ml em suspensão e a aplicação no solo do fungo adequada para seleção em casa-de-vegetação. As plantas V5 e V6 avaliadas em campo quanto a mortalidade e caracteres de produção apresentaram performance semelhante às plantas da cultivar original quanto à média de comprimento de espiga (8,4 cm), peso (4,42g) e número de frutos (40 frutos) por espiga, peso de 100 frutos (10,67g) e rendimento de pimenta preta (> 30%). Entretanto, melhores resultados para a média de produção de pimenta verde (3.290g) e sobrevivência em área de ocorrência da fusariose. As análises por componentes principais e variáveis canônicas apresentaram divergência genética entre as plantas originadas por estacas que sofreram irradiação gama e aquelas da cultivar original. / The purposes of the present work were to develop in vitro technology, associating it with mutagenesis, and to evaluate the V5 and V6 plants based on agronomical characters of production in Fusarium incidence areas, aiming at the genetic improvement of black pepper to obtain tolerant and/or resistant plants to the disease. The use of in vitro techniques started with the production of explant donor plants from greenhouse-grown cuttings and from seeds and in vitro zygotic embryos. The micropropagation process was developed using young shoots of in vitro plants by establishment of proper growing conditions in culture media for multiplication, rooting and production of plantlets, and by determining a suitable substrate type for acclimatization and growing of plantlets. After the process was defined, young shoots obtained from greenhouse grown plants underwent different aseptic treatments and the surviving plantlets were micropropagated. In vitro selection was carried out by cultivating pathogenic isolates of Fusarium solani f. sp. piperis in Czapek-Dox medium and, by using a growing curve, the most suitable growing period (28 days) for obtaining the fungus culture filtrate was defined. Different filtrate concentrations and sterilization techniques were tested in culture medium for young shoot multiplication. A concentration of 55% (v/v) of fungus filtrate under sterilization by double autoclavation was considered adequate to cause 100% mortality of fusariosis susceptible young shoots. Simultaneously, radiosensitivity tests were carried out through gamma irradiation of in vitro young shoots and dose of 20Gy was selected for mutation induction. Irradiated young shoots which underwent several multiplication cycles and survived the selective agent, fungus culture filtrate, are being cloned in order to be submitted to artificial selection with the fungus spores in greenhouse, to natural selection in a disease incidence area and to agronomical evaluation. These tests indicated that the concentration of 2x10 6 spores/ml in suspension and the application of the fungus on soil were appropriate for greenhouse selection. The V5 and V6 plants evaluated in field conditions for mortality and production characters showed similar performance to the original cultivar plants regarding average height (8.4 cm), weight (4.42g) and number of fruits (40 fruits) per spike, weight of 100 fruits (10.67g) and black pepper yield (>30%). However, better results were observed for average green pepper production (3,290g) and survival rates in a fusariosis incidence area. Analyses of principal components and canonic variables evidenced genetic divergence between plants grown from gamma-irradiated cuttings and the original cultivar ones.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_ilda_castro_silva.pdf: 4362339 bytes, checksum: bf7e02c52f488cce4b322ad0f90ed17c (MD5) Previous issue date: 2010-03-25 / Quinces (Cydonia oblonga Mill.) are good alternative for pear tree rootstock diversification, due the interest to control the plants development to obtain fast frutification, plants uniformity and higher fruit quality. Their propagation through the tissue culture allows the plant production in a large scale, with high sanitary in a short period of time. Another application of this technique is the regeneration or in vitro morphogenesis that consists in the organs induction by somatic embryogenesis or organogenesis, which is a pre-requirement for genetic transformation. The current work aimed at optimizing the multiplication and in vitro regeneration of Cydonia oblonga Mill. rootstocks, cultivars Adams and MC. For the multiplication experiments were used apicals shoots with excised tip (1,5cm), and inoculated in MS½ and MS¾ or MS medium modified (¾ of the normal concentration of NH4NO3 and KNO3 and EDTA-Ferric), containing different BAP concentrations or interaction among BAP and AG3 concentrations. The explants were maintained in growth chamber with 16h photoperiod, 48 μmol m-2 s-1 density photon flux and 25±2ºC temperature, for 40 days. The variables analyzed were shoots number per explants, shoots length, node number per shoot and percentage of hyperhydric shoots. In the regeneration experiments it was used as initial explants entire leaves or third basal leaves, young or adult leaves, with or without petiole, inoculated in MS medium, supplemented with TDZ (0, 1, 2, 3 and/or 4mg dm-3) and ANA (0,1mg dm-3), maintained in darkness for 40 days. Later, they were transferred to MS medium containing 1mg dm-3 TDZ and maintained in the light for 30 days more. After that period, the percentage of regenerate explants, the shoots number for regenerate explant and type of organogenesis formed was evaluated. Both cultivars present potential for in vitro propagation, however 'Adams' is more responsive, because it was obtained 6,3 shoots per explant, with 2,8mg dm-3 BAP, while ' MC' presents larger sensibility to this plant growth regulator and to develop the hyperhydric explants, however it demonstrated to be more efficient to the in vitro regeneration, presenting 26% of regenerating explants (with 1mg dm-3 TDZ). It was verified for both cultivars, the entire explant leaves were more responsive for the regeneration than basal thirds and that this happens mainly in the basal area of the explant, through direct and 9 indirect organogenesis. Based on the multiplication and the regeneration results, it was concluded that is possible the in vitro multiplication of these cultivars in large scale, as well as to improve the regeneration rates for future plant breeding works for characteristics of interest, through genetic transformation. / Os marmeleiros (Cydonia oblonga Mill.) são excelente alternativa de diversificação de porta-enxertos para pereiras, devido ao interesse por plantas com porte reduzido, rápida frutificação, uniformidade nos pomares e boa qualidade das frutas. A sua propagação por meio da cultura de tecidos permite a produção de plantas homogêneas, em larga escala, com alta qualidade sanitária e num curto espaço de tempo. Outra aplicação desta técnica é a regeneração ou morfogênese in vitro, que consiste na formação de órgãos, seja por meio de embriogênese somática ou organogênese, sendo esta um pré-requisito para a transformação genética. O presente trabalho teve como objetivo otimizar a multiplicação e regeneração in vitro dos porta-enxertos de Cydonia oblonga Mill., cultivares Adams e MC. Para os experimentos de multiplicação foram utilizadas brotações apicais com ápice excisado (1,5cm), inoculadas em meio MS½ e MS¾ ou MS modificado (¾ da concentração normal de NH4NO3 e KNO3 e Ferro na forma de EDTA-Férrico), contendo diferentes concentrações de BAP ou interação entre BAP e AG3, mantidas em câmara de crescimento com fotoperíodo de 16 horas, 48 μmol m-2 s-1 e 25±2ºC de temperatura por 40 dias. Após, analisaram-se as variáveis: número de brotações por explante, comprimento das brotações, número de nós por brotação e percentagem de explantes com hiperidricidade. Nos experimentos de regeneração utilizou-se como explante inicial folhas inteiras ou terços basais, jovens ou adultas, com ou sem pecíolo, inoculados em meio MS, suplementados com TDZ (0, 1, 2, 3 e/ou 4mg dm-3) e ANA (0,1mg dm-3), permanecendo no escuro por 40 dias. Posteriormente, foram transferidos para meio MS contendo 1mg dm-3 de TDZ e mantidos na luz por mais 30 dias. Após esse período, avaliou-se a percentagem de explantes regenerados, o número de brotações por explante regenerante e tipo de organogênese formada. As duas cultivares estudadas apresentam potencial para a propagação in vitro, porém Adams foi mais responsivo, pois obteve-se 6,3 brotações por explante, com 2,8mg dm-3 de BAP, enquanto MC apresenta maior sensibilidade a altas concentrações deste regulador de crescimento e à vitrificação, porém demonstrou ser mais eficiente durante a regeneração in vitro, apresentando 7 valores aproximados de 26% de explantes regenerantes (utilizando 1,0mg dm-3 de TDZ). Para ambas cultivares, o explante folha inteira é mais responsivo à regeneração do que terços basais e que esta ocorre principalmente na região basal do explante, via organogênese direta ou indireta. Baseado nos resultados obtidos tanto na fase de multiplicação quanto na de regeneração, verifica-se que é possível multiplicar in vitro estas cultivares em larga escala, bem como melhorar as taxas de regeneração para futuros trabalhos de melhoramento para características de interesse, via transformação genética.

The in vitro production of gametocytes and oocysts of the apicomplexan parasite genus Eimeria is still a challenge in coccidiosis research. Until today, an in vitro development of gametocytes or oocysts had only been shown in some Eimeria species. For several mammalian Eimeria species, partial developments could be achieved in different cell types, but a development up to gametocytes or oocysts is still lacking. This study compares several permanent cell lines with primary fetal cells of the black rat (Rattus norvegicus) concerning the qualitative in vitro development of the rat parasite Eimeria nieschulzi. With the help of transgenic parasites, the developmental progress was documented. The selected Eimeria nieschulzi strain constitutively expresses the yellow fluorescent protein and a macrogamont specific upregulated red tandem dimer tomato. In the majority of all investigated host cells the development stopped at the second merozoite stage. In a mixed culture of cells derived from inner fetal organs the development of schizont generations I-IV, macrogamonts, and oocysts were observed in crypt-like organoid structures. Microgamonts and microgametes could not be observed and oocysts did not sporulate under air supply. By immunohistology, we could confirm that wild-type E. nieschulzi stages can be found in the crypts of the small intestine. The results of this study may be helpful for characterization of native host cells and for development of an in vitro cultivation system for Eimeria species.

Hair follicle outer root sheath (ORS) is a putative source of stem cells with therapeutic capacity. ORS contains several multipotent stem cell populations, primarily in the distal compartment of the bulge region. However, the bulge is routinely obtained using invasive isolation methods, which require human scalp tissue ex vivo. Non-invasive sampling has been standardized by means of the plucking procedure, enabling to reproducibly obtain the mid-ORS part. The mid-ORS shows potential for giving rise to multiple stem cell populations in vitro. To demonstrate the phenotypic features of distal, middle, and proximal ORS parts, gene and protein expression profiles were studied in physically separated portions. The mid-part of the ORS showed a comparable or higher NGFR, nestin/NES, CD34, CD73, CD44, CD133, CK5, PAX3, MITF, and PMEL expression on both protein and gene levels, when compared to the distal ORS part. Distinct subpopulations of cells exhibiting small and round morphology were characterized with flow cytometry as simultaneously expressing CD73/CD271, CD49f/CD105, nestin, and not CK10. Potentially, these distinct subpopulations can give rise to cultured neuroectodermal and mesenchymal stem cell populations in vitro. In conclusion, the mid part of the ORS holds the potential for yielding multiple stem cells, in particular mesenchymal stem cells.