Variedades transgênicas de cana-de-açúcar (Saccharum ssp.), resistentes a Diatraea saccharalis (broca da cana-de-açúcar), foram obtidas por bombardeamento de calos embriogênicos com partículas de tungstênio cobertas com os plasmídeos pCIB4421 (construção contendo o gene que codifica a toxina CryIA(b) de Bacillus thuringiensis (Bt) e o promotor da fosfoenolpiruvato carboxilase de milho), pCIB4426 (construção contendo o gene que codifica a toxina CryIA(b) de Bt e o promotor de um gene expresso especificamente em vasos condutores de milho) e pHA9 (construção do gene neo, que confere resistência a antibióticos). Estes plasmídeos foram usados em experimentos de co-transformação, e a seleção in vitro foi feita com o antibiótico geneticina. A eficiência de co-transformação foi alta, sendo que foram obtidas plantas transgênicas de duas variedades comerciais brasileiras. A primeira etapa envolveu a produção in vitro de calo, a partir de folhas jovens em meio CI-3clav (MS modificado, suplementado com 2,4-ácido diclorofenoxiacético e Clavulin®). Calos embriogênicos foram repicados e selecionados no mesmo meio, sendo subseqüentemente bombardeados com os plasmídeos citados acima. Calos e plantas foram selecionados para resistência a antibiótico em meio CI-3 contendo geneticina (CI-3Gen35). As plantas regeneradas foram enraizadas em meio CIGen35 (sem 2,4-D) e transferidas para a casa-de-vegetação, onde foram testadas para resistência ao antibiótico canamicina. As plantas transformadas foram analisadas através de bioensaios, Southern Blot, PCR, ELISA e experimentos de campo. Plantas transgênicas das variedades comerciais SP80-1842 e SP80-3280 foram multiplicadas, estabelecidas no campo e avaliadas quanto à similaridade fenotípica com as variedades originais, intensidade de infestação de brocas e características tecnológicas. Este estudo mostra a eficiência do gene que codifica a proteína CryIA(b) de Bacillus thuringiensis quando introduzido no genoma da cana-de-açúcar, expressando resistência a Diatraea saccharalis / not available

Neste trabalho, foram realizados estudos envolvendo a relação tritrófica onde as plantas de cana-de-açúcar transgênica fazem parte do primeiro nível trófico, que alimenta o segundo nível, formado pelos insetos-alvo (neste caso, a broca da cana-de-açúcar Diatraea saccharalis), os quais possuem inimigos naturais (o parasitóide Trichospilus diatraeae), caracterizando o terceiro nível trófico, sendo analisada a longevidade, a fertilidade, a porcentagem de parasitismo e a atratividade da planta transgênica ao parasitóide. Outro teste envolveu o pulgão da cana-de-açúcar Melanaphis sacchari (segundo nível trófico), e o predador Chrysoperla externa (terceiro nível trófico) sendo que os parâmetros avaliados foram a longevidade, a fertilidade, o período de desenvolvimento e a viabilidade. As pesquisas foram desenvolvidas no Departamento de Entomologia da Cooperativa de Produtores de Cana, Açúcar e Álcool do Estado de São Paulo Ltda (COPERSUCAR), de Piracicaba-SP, que possui o Certificado de Qualidade em Biossegurança (CQB) - nº 0006-96. Os resultados demonstraram que a longevidade da progênie de T. diatraeae foi maior quando comparada com a longevidade das fêmeas de T. diatraeae utilizadas para o parasitismo de pupas da broca da cana-de-açúcar. O número de descendentes de T. diatraeae foi semelhante quando comparado com as plantas transgênicas e a testemunha. Nos testes realizados em telado envolvendo a mesma praga e o parasitóide T. diatraeae não ocorreram diferenças significativas nos diferentes tratamentos. Experimentos com o predador C. externa demonstraram algumas diferenças significativas, na longevidade das larvas de 2º instar e na fase pupal, enquanto que na primeira geração a diferença significativa foi maior apenas na fase pupal. O número de ovos foi semelhante em todos os tratamentos, e a razão sexual de C. externa foi de uma fêmea para um macho. / not available

A transformação genética é uma alternativa ao melhoramento convencional de citros que permite a modificação de genótipos pela introdução de um ou mais genes oriundos de organismos semelhantes ou filogeneticamente distantes do hospedeiro. Os genes transferidos para espécies de interesse devem ser controlados por promotores, os quais regulam a expressão gênica de forma temporal, espacial e na magnitude desejada. Na maioria dos casos, os genes são expressos de forma constitutiva utilizando o promotor CaMV35S isolado do Vírus do Mosaico da Couve Flor. No entanto, o desenvolvimento de novas abordagens de transformação de plantas (cisgenia e intragenia), que fazem o uso de genes e sequências regulatórias derivadas da mesma espécie ou espécies relacionadas, requer a disponibilidade de elementos genéticos, incluindo promotores constitutivos, isolados de citros. Assim, o objetivo do trabalho foi clonar e caracterizar promotores constitutivos de Citrus sinensis. Para isso, a região promotora dos genes Fator de elongação 1-α (CsEF1), Gliceraldeido-3-fosfato-desidrogenase C2 (CsGAPC2) e Cyclofilina (CsCYC) foi isolada e avaliados pela fusão ao gene repórter uidA. A funcionalidade dos três promotores foi confirmada por ensaio histoquímico da atividade GUS em folhas, caules e raízes de plantas transgênicas de citros cv. \'Hamlin\'. A análise de RT-qPCR mostra que a expressão do gene uidA sob controle dos promotores CsCYC, CsGAPC2 e CsEF1 correspondeu a uma atividade aproximada de 64%, 58% e 47%, respectivamente em comparação com o promotor CaMV35S. A análise in silico dos promotores CsGAPC2, CsCYC e CsEF1 mostra que a atividade de cada um é controlada por uma série de putativos elementos cis-regulatórios. A sequência completa e versões truncadas originadas a partir de deleções em cada promotor foram fundidas ao gene uidA e analisadas em plantas transgênicas de Nicotiana benthamiana pelo ensaio histoquímico e fluorimétrico da atividade GUS. As análises de deleções não causaram perda de função dos promotores em estudo, mas afetaram a expressão gênica nos promotores CsGAPC2 e CsEF1. Os promotores isolados representam bons candidatos a serem utilizados em trabalhos de transformação genética de citros. / Genetic transformation is an alternative to citros conventional breeding that allows the modification of genotypes by the introduction of one or more genes derived from different organisms that can not be crossed by natural means. The transferred genes to the species of interest are controlled by promoters, which regulate a gene expression temporally, spatially and in the desired magnitude. In most cases, the introduced genes have been constitutively expressed using the CaMV35S promoter obtained from the cauliflower mosaic virus. However, the development of novel plant transformation approaches (cisgenesis and intragenesis) imply the use of genetic material from the same species or from closely related species capable of sexual hybridization, which requires the isolation of genetic elements, including citros constitutive promoters. The objective of this study was clone and characterize Citrus sinensis constitutive promoters. For this, the promoter region of the genes Elongation Factor 1-α (CsEF1), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase C2 (CsGAPC2) and Cyclofiline (CsCYC) was isolated and evaluated by fusion to the uidA reporter gene. The functionality of three promoter was confirmed by histochemical GUS assay in leaves, stems and roots of transgenic citrus plants cv. \'Hamlin\'. RT-qPCR analysis revealed that uidA gene expression under control of the CsCYC, CsGAPC2 and CsEF1 promoters was approximately 64%, 58% and 47% expression compared with the CaMV35S promoter. In silico analysis of the CsGAPC2, CsCYC and CsEF1 promoters displays their activity is controlled by a series of putative cis-regulatory elements. The full length promoter and truncated versions originated from deletions in promoters sequences were fused to the uidA gene and analyzed in Nicotiana benthamiana transgenic plants by histochemical and fluorimetric GUS assay. Deletion analysis did not cause loss of function on any of the promoters, but affected the gene expression on CsGAPC2 and CsEF1 truncated versions. The isolated promoters represent good candidates to be used in citros genetic transformation.

Os hormônios auxina e citocininas são essenciais ao desenvolvimento das plantas, pois controlam os processos de divisão, expansão e diferenciação celular, os quais, por sua vez, influenciam desde a formação do embrião até o amadurecimento dos frutos e senescência. Auxinas e citocininas regulam respostas fisiológicas comuns, sugerindo haver múltiplos mecanismos de interação. Neste trabalho, um modelo para estudar a interação entre auxinas e citocininas no controle do desenvolvimento é proposto, sendo baseado em plantas mutantes e transgênicas, além de duplos mutantes, com alterações na sensibilidade ou metabolismo de auxina e citocinina. O mutante bushy root (brt) foi caracterizado como pouco sensível à citocinina e sugere uma importante função da citocinina no desenvolvimento da semente e na determinação da dominância apical em tomateiro. Os mutantes potato leaf (c) e entire (e) foram introgredidos no background Micro-Tom (MT), caracterizados e utilizados para verificar como eles afetam a sensibilidade à auxina e como interferem no desenvolvimento da planta. Esses mutantes foram comparados com MT, com o mutante diageotropica (dgt), que é pouco sensível à auxina, e com os duplos mutantes c dgt e dgt e. A mutação c não alterou a sensibilidade à auxina e estaria influenciando apenas a arquitetura foliar. O mutante e parece ser mais sensível à auxina com relação à capacidade de formar raízes in vitro e partenocarpia. O duplo mutante dgt e mostrou fenótipo aditivo (intermediário), sugerindo que DGT e E agem em vias paralelas na resposta à auxina. Foram criadas linhagens transgênicas com superexpressão da enzima citocinina oxidase de Arabidopsis (35S:AtCKX2), que resulta em plantas com baixos níveis endógenos de citocinina. As linhagens transgênicas (MT CKX2 e dgt CKX2) foram comparadas com MT, brt, dgt e brt dgt. A maioria dos parâmetros que estavam relacionados com o desenvolvimento vegetativo, e todos os parâmetros relacionados ao desenvolvimento reprodutivo, foram associados ao efeito dos níveis absolutos de auxina e citocinina, sendo provavelmente resultantes de alterações nos processos de divisão e expansão celular. A dominância apical e a morfogênese in vitro (formação de gemas caulinares e raízes) foram associadas ao efeito do balanço auxina/citocinina, sendo esses processos conhecidamente regulados pelo efeito dessas classes hormonais na diferenciação celular / The plant hormones auxin and cytokinin are crucial for plant development, since they control cell division, expansion and differentiation, which regulate developmental processes starting from embryo formation to fruit ripening and senescence. Auxins and cytokinins usually regulate the same physiological responses, suggesting multiple mechanisms of interaction between these hormones. In this work, a model to study auxin and cytokinin interaction in the control of plant development is proposed, based on mutants, transgenic lines and double mutants with alterations on the auxin and cytokinin sensitivity or metabolism. The bushy root (brt) mutant was characterized as having low cytokinin sensitivity and suggested a relevant function to cytokinin in the seed development and apical dominance in tomato. The potato leaf (c) and entire (e) mutants were introgressed in the Micro-Tom background, characterized and used to check how they affect the auxin sensitivity and the plant development. The responses from these mutants were compared to MT and diageotropica (dgt), which is a low sensitive auxin mutant, and also compared to c dgt and dgt e double mutants. The c mutation did not alter the auxin sensitivity and was only related to leaf architecture. The e mutant seemed to be more sensitive to auxin in the in vitro root induction and parthenocarpy. The double mutant dgt e showed an additive phenotype, suggesting that DGT and E act in parallel pathways controlling auxin sensitivity. Transgenic lines were generated overexpressing the cytokinin oxidase from Arabidopsis (35S:AtCKX2), which renders plants with low endogenous cytokinin levels. Transgenic lines (MT CKX2 and dgt CKX2) were compared to MT, brt, dgt and brt dgt. Most of the traits related to vegetative development and all traits related to reproductive development were linked to the effect of auxin and cytokinin absolute levels, probably reflecting to the effect of these hormones in cell division and expansion. Apical dominance and in vitro morphogenesis (shoot and root formation) were linked to the auxin-to-cytokinin ratio, since these processes are well known to be regulated by the effect of these two hormones in cell differentiation

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

Desde seu descobrimento, o fenômeno de silenciamento gênico por RNA (RNAi) rapidamente se tornou uma técnica amplamente estudada e utilizada nos mais diversos aspectos da biologia molecular. Uma destas possibilidades é sua aplicação no campo da entomologia agrícola, mais especificamente para o controle de insetos-praga como uma alternativa de alta eficiência, especificidade e com impacto ambiental reduzido. Por meio da geração de plantas transgênicas expressando RNAi para genes essenciais de insetos-praga específicos, a ingestão destas moléculas de RNAi pelo inseto mediante herbivoria pode resultar no silenciamento do respectivo gene, resultando em fenótipos que podem variar entre perda de apetite, infertilidade ou até a morte. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo provar a viabilidade de aplicação desta técnica para a interação Tomateiro x Tuta absoluta, cultura de grande expressão econômica e social no mercado nacional e internacional e que é amplamente atacada por esta praga, com prejuizos que podem alcançar a ordem dos 100% da produção. Por meio da clonagem de genes ortólogos essenciais descritos na literatura e de genes altamente expressos nos primeiros estádios larvais, após a caracterização transcriptômica em escala do inseto, foram realizados ensaios de alimentação contendo moléculas de dsRNAs que possuíam estes genes como alvo. Também, foi realizado a transformação genética de tomateiro cultivar \"Micro-Tom\" com dois destes genes (V-ATPase A e Arginina kinase) para a realização de ensaios de herbivoria. Com os resultados obtidos nestes experimentos, foram mostradas sólidas evidências da viabilidade da técnica de RNAi para o controle de Tuta absoluta, evidenciado pelo silenciamento gênico específico observado no inseto e consequentemente os efeitos nocivos deste silenciamento. / Since their discovery, the phenomenon of gene silencing by RNA ( RNAi ) has rapidly become a widely studied and used technique in the molecular biological field. One of these possible applications is in the entomology field, more specifically for the control of insect pests, as a high efficiency, specificity and with reduced environmental impact alternative. Through the generation of transgenic plants expressing dsRNA targeting essential insect genes, their ingestion by the insect and consequently the uptake of the silencing RNA, may result in specific gene silencing, resulting in a variety of phenotypes that can range from loss of appetite, infertility to death. In this context, this study aimed to prove the feasibility of this technique to control tomato leaf miner (Tuta absoluta) in tomatoes plant, a major crop worldwide and seriously attacked by this pest, with losses that can reach 100%. For the present work, orthologous genes from successfully cases of insect gene silence described in the literature, was selected together with highly expressed genes in the early larval stages of T. absoluta, chosen after the insect molecular characterization and used in feeding assays with dsRNAs molecules to targeted these genes. Also, genetic transformation of the \"Micro-Tom\" tomato cultivar with two of these genes (V-ATPase and Arginine kinase) was conducted for testing in an herbivore assay. With these two approaches was possible to get solid evidences of the feasibility of the RNAi technique to control this insect, evidenced by specific gene silencing observed and its consequent effect on pest phenotype.

A transformação genética vem sendo, cada vez mais, incorporada em programas de melhoramento genético de diversas espécies. Esta técnica permite a incorporação de gene(s) exógeno(s) no genoma das plantas, modificando características específicas. Assim, apresenta-se como uma importante ferramenta de auxílio ao melhoramento convencional de citros, que possui uma série de limitações impostas pela sua biologia reprodutiva. Entretanto, a transformação genética requer o estabelecimento prévio de sistemas de regeneração de plantas in vitro como requisito essencial para sua execução. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estabelecer as condições de cultivo in vitro para organogênese e transformação genética de laranja 'Hamlin', laranja 'Pera', laranja 'Valência', laranja 'Natal' (Citrus sinenis L. Osbeck) e limão 'Cravo' (Citrus limonia L. Osbeck), realizando-se a caracterização anatômica do processo. Buscou-se, inicialmente, otimizar o processo de organogênese e regeneração de plantas in vitro, a partir de segmentos de epicótilo. Explantes foram introduzidos em meio de cultura MT suplementado com BAP, nas concentrações 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 ou 4,5 mg.L -1 . Avaliaram-se o percentual de explantes responsivos e o número de brotações maiores ou iguais a 1,0 cm por explante responsivo. As brotações obtidas foram transferidas para meios de enraizamento, que se constituíram do MT + 1,0 mg.L -1 de NAA, MT + 1,0 mg.L -1 de IBA e MT na ausência de auxina. A concentração de BAP que melhor favoreceu a indução da organogênese foi 1,0 mg.L -1 para as laranjas doces e 0,5-2,5 mg.L -1 para o limão 'Cravo'. O meio de enraizamento com melhor resposta foi o MT + 1,0 mg.L -1 de IBA, para todos os cultivares estudados. Procedeu-se análise anatômica da organogênese in vitro, nas condições ótimas obtidas no trabalho anterior. As gemas adventícias tiveram origem endógena, formando-se a partir de zonas meristemáticas do câmbio vascular, caracterizando-se em organogênese direta. Desenvolveram-se, também, experimentos para estudar a transformação genética, via Agrobacterium, em segmentos de epicótilo de laranja 'Natal', laranja 'Valência' e limão 'Cravo'. Neste caso, estudou-se o tempo de inoculação com Agrobacterium, o período de co-cultivo, a utilização de acetoseringona e a temperatura de incubação durante o co-cultivo e o seccionamento do explante. Plantas transgênicas foram obtidas utilizando-se um período de inoculação de 20 minutos com Agrobacterium tumefaciens (EHA-105), co-cultivo por 3 dias na ausência de acetoseringona no meio de cultura e temperatura de co-cultivo de 23-27 °C. Finalmente, desenvolveu-se um estudo da indução da organogênese, análise histológica e transformação genética, a partir de segmentos internodais de plantas adultas das laranjas 'Hamlin', 'Pera', 'Valência' e 'Natal'. A organogênese foi induzida em meio de cultura DBA3, modificado, suplementado com 1,0 mg.L -1 de BAP e 0,5 mg.L -1 de NAA. Em função dos cortes histológicos concluiu-se que as gemas adventícias formaram-se na superfície do calo, o qual originou-se de sucessivas divisões celulares do câmbio, caracterizando-se em organogênese indireta. Plantas transgênicas de tecido adulto de laranja 'Hamlin' e laranja 'Valência' foram obtidas utilizando-se um dia de co-cultivo a 24 ºC, com ou sem o seccionamento do explante para Hamlin e apenas com o seccionamento do explante para Valência. / Genetic transformation has been more frequently associated with conventional genetic breeding programs of different species. It allows for the introduction of exogenous gene(s) into the plant genome, with the possibility of altering specific characteristics. Thus, it can be an important tool for Citrus conventional breeding programs, which present several limitations imposed by the characteristics of the reproductive biology of this genus. For the success of the transformation system, however, the previous establishment of an efficient in vitro regeneration system is required. The objective of this research was to define in vitro culture conditions for the organogenesis and genetic transformation of Hamlin, Pera, Valencia and Natal sweet oranges (Citrus sinensis L. Osbeck) and Rangpur lime (Citrus limonia L. Osbeck) with the anatomical characterization of the process. Initially, the optimization of the in vitro organogenesis process and plant recovery was attempted using epicotyl segments as explants. For organogenesis induction, the explants were placed in MT culture medium supplemented with BAP (0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 3.5; 4.0 or 4.5 mg.L -1 ). The percent of responsive explants and the number of adventitious shoots per explant (> 1.0 cm) were evaluated. The shoots were transferred to rooting media, consisting of MT medium supplemented with NAA or IBA, or absence of auxin. The best BAP concentration for organogenesis induction was 1.0 mg.L -1 for the sweet oranges and between 0.5 and 2.5 mg.L -1 for Rangpur lime. The best rooting medium was MT with 1.0 mg.L -1 IBA for all the cultivars. Anatomical analysis was done to describe the optimized culture conditions. Adventitious buds originated endogenously from meristematic regions of the vascular cambium, characterizing a direct organogenesis. Studies were also done to analyze the genetic transformation of the sweet orange cultivars Natal and Valencia and Rangpur lime via Agrobacterium. Several experiments were installed to define the period of Agrobacterium inoculation and co-cultivation, the presence or absence of acetoseryngone, the temperature of incubation and the explant condition (with or without a longitudinal cut). Transgenic plants were obtained using an inoculation period of 20 minutes and co-cultivation for 3 days at 23-27 °C in absence of acetoseryngone in the culture medium. Finally, a study of organogenesis induction, histological characterization and genetic transformation from internodal segments of mature plants of sweet orange cultivars Hamlin, Pera, Valencia and Natal was conducted. Organogenesis was induced in DBA3 modified medium supplemented with 1.0 mg.L -1 BAP and 0.5 mg.L -1 NAA. Histological analysis showed that the adventitious buds formed indirectly from the callus formed by successive cell divisions from the vascular cambium. Transgenic plants from mature tissue of Hamlin and Valencia sweet oranges were obtained using one day of co-cultivation at 24°C with or without the longitudinal sectioning of the explant for Hamlin and only when the explant was longitudinally sectioned for Valencia.

O Brasil é o maior produtor de laranja doce no mundo. Entretanto, a cultura enfrenta grandes problemas, devido ao ataque de pragas e doenças, o que reduz a produtividade da cultura. Entre estas doenças, destaca-se o huanglongbing (HLB), doença associada a três espécies da bactéria Candidatus Liberibacter. No Brasil, o psilídeo Diaphorina citri é o inseto transmissor do HLB. A falta de cultivares de laranja doce resistentes ao HLB torna a transformação genética de plantas uma medida em potencial para o controle desta doença. Plantas transgênicas de laranja doce expressando um RNA de dupla fita (dsRNA) de um gene essencial à sobrevivência de D. citri podem resultar no controle do inseto por meio do mecanismo de RNA de interferência. Tal mecanismo resulta na degradação do RNAm homólogo ao dsRNA. Este trabalho teve por objetivo produzir plantas transgênicas de laranja doce, expressando um fragmento do gene DcV-ATPase-A de D. citri, em uma construção gênica tipo hairpin. Dessa forma, o silenciamento gênico por RNA de interferência seria ativado no psilídeo quando este for submetido à alimentação nas plantas transgênicas. O trabalho foi iniciado com a elaboração da construção gênica contendo uma sequência repetida e invertida do gene DcV-ATPase-A de D. citri, para formação de um hairpin. Segmentos de epicótilo, provenientes de sementes germinadas in vitro das laranjas \'Hamlin\', \'Pêra\' e \'Valência\' (Citrus sinensis L. Osbeck) foram utilizados como fontes de explantes para a transformação genética via Agrobacterium tumefaciens. Paralelamente aos experimentos de transformação genética, insetos adultos de D. citri foram submetidos a experimentos de alimentação artificial, contendo RNA de dupla fita (dsRNA) ou pequenos RNA interferentes (siRNA) da DcV-ATPase-A. Ao final do período de alimentação, foram avaliadas o número de insetos vivos e a expressão relativa do RNAm da DcV-ATPase-A. Através de PCR e Southern blot, a transgenia foi confirmada em 26 e 39 plantas de laranja \'Hamlin\' e \'Valência\', respectivamente. A transgenia não foi confirmada nas plantas regeneradas de laranja \'Pêra\'. O número de inserções no transgene variou de 1 a 4 cópias. A produção dos siRNAs foi confirmada em 10 plantas de laranja \'Valência\', através de siRNA blot. O uso de dietas artificiais contendo dsRNA ou siRNA do gene DcV-ATPase-A não resultou em diferenças significativas no número de insetos vivos, ou no nível de expressão relativa do RNAm do gene DcV-ATPase-A em insetos adultos de D. citri. / Brazil is the largest sweet orange producer in the world. However, this crop faces major problems due to the attack of pests and diseases that reduce its productivity. Among the diseases, stands out the huanglongbing (HLB), disease associated with three different species of the Candidatus Liberibacter bacteria. In Brazil, the psyllid Diaphorina citri is the insect vector of HLB. The absence of resistant sweet orange cultivars to HLB makes the genetic transformation of plants a potential methodology to control this disease. Sweet orange transgenic plants engineered to express double strand RNA (dsRNA) of an essential gene for D. citri survival could result in insect control by RNA interference. This mechanism results in degradation of homologous RNAm to dsRNA. The aim of this work was to produce transgenic sweet orange plants expressing a fragment of D. citri DcV-ATPase-A gene, in a hairpin construction aiming gene silencing by RNA interference in D. citri, when fed on sweet orange transgenic plants. The work started developing a gene construct containing an inverted and repeated sequence of DcV-ATPase-A gene, to form a hairpin. Epicotyl segments collected from in vitro germinated seedlings of \'Hamlin\', \'Pêra\' and \'Valência\' sweet oranges (Citrus sinensis L. Osbeck) were used as explants for the genetic transformation experiments via Agrobacterium tumefaciens. At the same time, adults of D. citri underwent artificial diet experiments containing dsRNA or siRNA of DcV-ATPase-A. At the end of feeding time, the survival of insects and the relative expression of DcV-ATPase-A RNAm were evaluated. Through PCR and Southern blot analysis, 26 \'Hamlin\' and 39 \'Valência\' sweet orange transgenic lines were confirmed. None of the regenerated \'Pêra\' plants were transgenic. The transgenic plants had 1 to 4 T-DNA insertions. The siRNA products were observed in 10 \'Valência\' plants, through siRNA blot. The artificial diets containing dsRNA or siRNA of DcV-ATPase-A resulted in no differences in the number of live insects and in the relative expression of DcV-ATPase-A RNAm in adult insects.

A transformação genética é uma alternativa ao melhoramento convencional de citros que permite a modificação de genótipos pela introdução de um ou mais genes oriundos de organismos semelhantes ou filogeneticamente distantes do hospedeiro. Os genes transferidos para espécies de interesse devem ser controlados por promotores, os quais regulam a expressão gênica de forma temporal, espacial e na magnitude desejada. Na maioria dos casos, os genes são expressos de forma constitutiva utilizando o promotor CaMV35S isolado do Vírus do Mosaico da Couve Flor. No entanto, o desenvolvimento de novas abordagens de transformação de plantas (cisgenia e intragenia), que fazem o uso de genes e sequências regulatórias derivadas da mesma espécie ou espécies relacionadas, requer a disponibilidade de elementos genéticos, incluindo promotores constitutivos, isolados de citros. Assim, o objetivo do trabalho foi clonar e caracterizar promotores constitutivos de Citrus sinensis. Para isso, a região promotora dos genes Fator de elongação 1-α (CsEF1), Gliceraldeido-3-fosfato-desidrogenase C2 (CsGAPC2) e Cyclofilina (CsCYC) foi isolada e avaliados pela fusão ao gene repórter uidA. A funcionalidade dos três promotores foi confirmada por ensaio histoquímico da atividade GUS em folhas, caules e raízes de plantas transgênicas de citros cv. \'Hamlin\'. A análise de RT-qPCR mostra que a expressão do gene uidA sob controle dos promotores CsCYC, CsGAPC2 e CsEF1 correspondeu a uma atividade aproximada de 64%, 58% e 47%, respectivamente em comparação com o promotor CaMV35S. A análise in silico dos promotores CsGAPC2, CsCYC e CsEF1 mostra que a atividade de cada um é controlada por uma série de putativos elementos cis-regulatórios. A sequência completa e versões truncadas originadas a partir de deleções em cada promotor foram fundidas ao gene uidA e analisadas em plantas transgênicas de Nicotiana benthamiana pelo ensaio histoquímico e fluorimétrico da atividade GUS. As análises de deleções não causaram perda de função dos promotores em estudo, mas afetaram a expressão gênica nos promotores CsGAPC2 e CsEF1. Os promotores isolados representam bons candidatos a serem utilizados em trabalhos de transformação genética de citros. / Genetic transformation is an alternative to citros conventional breeding that allows the modification of genotypes by the introduction of one or more genes derived from different organisms that can not be crossed by natural means. The transferred genes to the species of interest are controlled by promoters, which regulate a gene expression temporally, spatially and in the desired magnitude. In most cases, the introduced genes have been constitutively expressed using the CaMV35S promoter obtained from the cauliflower mosaic virus. However, the development of novel plant transformation approaches (cisgenesis and intragenesis) imply the use of genetic material from the same species or from closely related species capable of sexual hybridization, which requires the isolation of genetic elements, including citros constitutive promoters. The objective of this study was clone and characterize Citrus sinensis constitutive promoters. For this, the promoter region of the genes Elongation Factor 1-α (CsEF1), Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase C2 (CsGAPC2) and Cyclofiline (CsCYC) was isolated and evaluated by fusion to the uidA reporter gene. The functionality of three promoter was confirmed by histochemical GUS assay in leaves, stems and roots of transgenic citrus plants cv. \'Hamlin\'. RT-qPCR analysis revealed that uidA gene expression under control of the CsCYC, CsGAPC2 and CsEF1 promoters was approximately 64%, 58% and 47% expression compared with the CaMV35S promoter. In silico analysis of the CsGAPC2, CsCYC and CsEF1 promoters displays their activity is controlled by a series of putative cis-regulatory elements. The full length promoter and truncated versions originated from deletions in promoters sequences were fused to the uidA gene and analyzed in Nicotiana benthamiana transgenic plants by histochemical and fluorimetric GUS assay. Deletion analysis did not cause loss of function on any of the promoters, but affected the gene expression on CsGAPC2 and CsEF1 truncated versions. The isolated promoters represent good candidates to be used in citros genetic transformation.

Os hormônios auxina e citocininas são essenciais ao desenvolvimento das plantas, pois controlam os processos de divisão, expansão e diferenciação celular, os quais, por sua vez, influenciam desde a formação do embrião até o amadurecimento dos frutos e senescência. Auxinas e citocininas regulam respostas fisiológicas comuns, sugerindo haver múltiplos mecanismos de interação. Neste trabalho, um modelo para estudar a interação entre auxinas e citocininas no controle do desenvolvimento é proposto, sendo baseado em plantas mutantes e transgênicas, além de duplos mutantes, com alterações na sensibilidade ou metabolismo de auxina e citocinina. O mutante bushy root (brt) foi caracterizado como pouco sensível à citocinina e sugere uma importante função da citocinina no desenvolvimento da semente e na determinação da dominância apical em tomateiro. Os mutantes potato leaf (c) e entire (e) foram introgredidos no background Micro-Tom (MT), caracterizados e utilizados para verificar como eles afetam a sensibilidade à auxina e como interferem no desenvolvimento da planta. Esses mutantes foram comparados com MT, com o mutante diageotropica (dgt), que é pouco sensível à auxina, e com os duplos mutantes c dgt e dgt e. A mutação c não alterou a sensibilidade à auxina e estaria influenciando apenas a arquitetura foliar. O mutante e parece ser mais sensível à auxina com relação à capacidade de formar raízes in vitro e partenocarpia. O duplo mutante dgt e mostrou fenótipo aditivo (intermediário), sugerindo que DGT e E agem em vias paralelas na resposta à auxina. Foram criadas linhagens transgênicas com superexpressão da enzima citocinina oxidase de Arabidopsis (35S:AtCKX2), que resulta em plantas com baixos níveis endógenos de citocinina. As linhagens transgênicas (MT CKX2 e dgt CKX2) foram comparadas com MT, brt, dgt e brt dgt. A maioria dos parâmetros que estavam relacionados com o desenvolvimento vegetativo, e todos os parâmetros relacionados ao desenvolvimento reprodutivo, foram associados ao efeito dos níveis absolutos de auxina e citocinina, sendo provavelmente resultantes de alterações nos processos de divisão e expansão celular. A dominância apical e a morfogênese in vitro (formação de gemas caulinares e raízes) foram associadas ao efeito do balanço auxina/citocinina, sendo esses processos conhecidamente regulados pelo efeito dessas classes hormonais na diferenciação celular / The plant hormones auxin and cytokinin are crucial for plant development, since they control cell division, expansion and differentiation, which regulate developmental processes starting from embryo formation to fruit ripening and senescence. Auxins and cytokinins usually regulate the same physiological responses, suggesting multiple mechanisms of interaction between these hormones. In this work, a model to study auxin and cytokinin interaction in the control of plant development is proposed, based on mutants, transgenic lines and double mutants with alterations on the auxin and cytokinin sensitivity or metabolism. The bushy root (brt) mutant was characterized as having low cytokinin sensitivity and suggested a relevant function to cytokinin in the seed development and apical dominance in tomato. The potato leaf (c) and entire (e) mutants were introgressed in the Micro-Tom background, characterized and used to check how they affect the auxin sensitivity and the plant development. The responses from these mutants were compared to MT and diageotropica (dgt), which is a low sensitive auxin mutant, and also compared to c dgt and dgt e double mutants. The c mutation did not alter the auxin sensitivity and was only related to leaf architecture. The e mutant seemed to be more sensitive to auxin in the in vitro root induction and parthenocarpy. The double mutant dgt e showed an additive phenotype, suggesting that DGT and E act in parallel pathways controlling auxin sensitivity. Transgenic lines were generated overexpressing the cytokinin oxidase from Arabidopsis (35S:AtCKX2), which renders plants with low endogenous cytokinin levels. Transgenic lines (MT CKX2 and dgt CKX2) were compared to MT, brt, dgt and brt dgt. Most of the traits related to vegetative development and all traits related to reproductive development were linked to the effect of auxin and cytokinin absolute levels, probably reflecting to the effect of these hormones in cell division and expansion. Apical dominance and in vitro morphogenesis (shoot and root formation) were linked to the auxin-to-cytokinin ratio, since these processes are well known to be regulated by the effect of these two hormones in cell differentiation