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Previous issue date: 2017-10-27 / In this work, three Chapters are proposed: 1) Optimization of somatic embryogenesis in oil palm (Elaeis spp.) from mature zygotic embryos; 2) Influence of initial cutting thickness on somatic embryos differentiation in oil palm (Elaeis spp.) using the thin cell layer technique (TCL), and; 3) Vegetative reproduction and molecular analysis of interspecific backcrosses of oil palm regenerated by somatic embryogenesis. In the first Chapter, we developed an efficient and simple system for inducing somatic embryogenesis and regenerating plantlets from mature zygotic embryos of oil palm. Embryogenic calli were induced from mature zygotic embryos of oil palm on modified Murashige and Skoog medium with 2,4-dichlorophenoxyacetic acid or picloram, alone or in combination with activated charcoal. The greatest frequency of embryogenic callus induction (97.5%) was obtained by culturing mature zygotic embryos on callus induction medium with 450 μM picloram and 2.5 gL−1 activated charcoal. Embryogenic calli proliferated on a medium with a reduced concentration of picloram. Embryogenic calli were then subcultured on a medium supplemented with 12.3 μM 2-isopentenyladenine and 0.54 μM naphthaleneacetic acid, with subcultures at 4-wk intervals. Somatic embryos were regenerated on a medium with Murashige and Skoog macro- and micronutrients at halfstrength concentrations supplemented with 20 g.L−1 sucrose, 2.5 g.L−1 activated charcoal, and 2.5 g.L−1 Phytagel. Detailed histological analysis revealed that somatic embryogenesis followed an indirect pathway. Primary calli were observed after 4–6 wk of culture and progressed to embryogenic calli at 12 wk. Embryogenic cells exhibited dense protoplasm, a high nucleoplasmic ratio, and small starch grains. Proembryos, which seemed to have a multicellular origin, formed after 16–20 wk of culture and successive cell divisions. Differentiated somatic embryos had a haustorium, a plumule, and the first and second foliar sheaths. In differentiated embryos, the radicular protrusion was not apparent because it generally does not appear until after the first true leaves emerge. In the second Chapter, 1, 2 and 3 mm thick TCL explants obtained from in vitro germinated plants were established on MS culture medium with Picloram (450 μM). It was observed that the TCL technique can efficiently induce somatic embryogenesis in oil palm. Genotypes and thickness of the explants used exert a strong influence on the induction of somatic embryogenesis. Explants with a thickness of up to 2 mm are more responsive. Genotypes also exert a strong influence on the induction of somatic embryogenesis, because shown important differences in the percentage of callus with somatic embryos and number of somatic embryos formed per callus. Finally, the third Chapter proposed a method for the vegetative reproduction of zygotic embryos (ZE) from interspecific backcrosses of palm oil by somatic embryogenesis, as well as to analyze genetically and epigenetically the regenerated plants through ISSR and AFLP markers. To this end, 195, 281 and 198 ZE from the respective interspecific backcrosses SQ150, SR78 and SR84 were cultured in vitro under the experimental conditions developed in Chapter 1, with minor modifications. From the regenerated plants, 36 individuals of three different zygotic embryos (considered as matrices) were randomly evaluated by ISSR and AFLP (MSAP) markers for possible genetic and epigenetic variations. After 36 months of cultivation, plant regeneration rates ranged from 6.2% to 34.2%. When the regenerants were evaluated by ISSR, it was possible to infer that regenerated individuals of ZE can present between 97.5% and 100% of similarity when evaluated within the same matrix that originated them (intrapopulations). However, when individuals are compared with regenerated plants from other ZE used as matrices, they showed genetic variability of more than 20%, that is, genetic similarity of only 80% (interpopulations). In the analysis performed by the AFLP (MSAP), 357 loci were amplified. In these amplifications, it was verified that 69% of these regions were sensitive to methylation and of these, 58% were caused by the gain of fragments, that is, by the hypomethylation of the genomic DNA. / Neste trabalho, três capítulos são propostos: 1) Otimização da embriogênese somática em palma de óleo (Elaeis spp.) a partir de embriões zigóticos maturos; 2) Influência da espessura inicial de corte sobre a diferenciação de embriões somáticos em palma de óleo utilizando a técnica Thin Cell Layer (TCL) e; 3) Reprodução vegetativa de retrocruzamentos interespecíficos de palma de óleo por embriogênese somática. No primeiro capítulo foi desenvolvido um sistema para a indução de embriogênese somática e regeneração de plantas a partir de embriões zigóticos maturos de palma de óleo. Calos embriogênicos (CE) foram induzidos por embriões zigóticos (EZ) maturos em meio de Murashige e Skoog (MS) modificado, com o ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) ou picloram e em combinação ou não com carvão ativado. A maior percentagem de indução de CE (97,5%) foi obtida através da cultura de embriões zigóticos maturos no meio de MS modificado com 450 μM de picloram e 2,5 g.L-1 de carvão ativado. Os CE proliferaram facilmente em meios com concentrações reduzidas de picloram. Esses CE foram repicados em meio de MS suplementado com 12,3 μM de 2-isopenteniladenina (2iP) e 0,54 μM de ácido naftalenoacético (ANA), com subcultivos em intervalos de 4 semanas. Os embriões somáticos foram convertidos em plantas em meio de MS modificado com macro e micronutrientes, suplementado com 20 g.L-1 de sacarose, 2,5 g.L-1 de carvão ativado e 2,5 g.L-1 de Phytagel®. A análise revelou que morfohistologicamente a embriogênese somática seguiu uma via indireta. Calos primários foram observados após 4-6 semanas de cultura que progrediram para CE em 12 semanas. Células embriogênicas exibiram um protoplasma denso, uma relação nucleoplásmica alta, e pequenos grãos de amido. Proembriões formados após 16-20 semanas de cultura e com sucessivas divisões celulares, têm origem multicelular. Embriões somáticos diferenciados apresentaram haustório, plúmula, e a primeira e segunda bainhas foliares. Nesta fase, a protrusão radicular não foi aparente, pois isso ocorre geralmente após emersão das primeiras folhas verdadeiras. No segundo capítulo, explantes obtidos por cortes de plantas de 1 mm, 2 mm e 3 mm de espessura foram estabelecidos em meio de cultura de MS, com Picloram (450 μM). Utilizando TCL foi possível induzir eficientemente a embriogênese somática em palma de óleo. Os genótipos e a espessura dos explantes exerceram influência na indução da embriogênese somática, mas explantes de menor espessura (até 2 mm de espessura) se mostram os mais responsivos. Os genótipos também exercem uma forte influência na indução da embriogênese somática, pois mostraram importantes diferenças quanto à percentagem de calos embriogênicos e número de embriões somáticos por calo. Por fim, o terceiro capítulo propôs um método para a reprodução vegetativa de EZ de retrocruzamentos interespecíficos de palma de óleo por embriogênese somática, bem como, analisar a fidelidade genética e epigenética por meio da utilização de marcadores ISSR e AFLP das plantas regeneradas. Para tanto, 195, 281 e 198 embriões zigóticos de sementes maduras dos respectivos retrocruzamentos interespecíficos SQ150, SR78 e SR84 foram cultivados sob as condições do experimento desenvolvido no Capítulo 1, com pequenas modificações. Dos regenerantes, 36 plantas de 3 diferentes embriões zigóticos foram aleatoriamente avaliadas por marcadores ISSR e AFLP (MSAP) quanto a possíveis variações genéticas e epigenéticas. Após 36 meses do início do cultivo, as taxas de regeneração de plantas alcançaram entre 6,2% e 34,2% dos EZ inoculados inicialmente. Quando se avaliou os regenerantes por ISSR foi possível inferir que indivíduos regenerados de EZ podem apresentar entre 97,5% e 100% de similaridade quando avaliadas dentro da mesma matriz que lhe deu origem (intrapopulações). No entanto, quando os indivíduos são comparados com plantas regeneradas de outros EZ utilizados como matrizes, eles podem apresentar variabilidade genética superior a 20%, ou seja, similaridade genética de apenas 80% (interpopulações). Na análise por AFLP (MSAP) verificou-se a amplificação de 357 locos nas 36 plantas avaliadas. Nessas amplificações, constatou-se que 69% destas regiões revelaram-se sensíveis à metilação e, destas, 58% foram ocasionadas pelo ganho de fragmentos, ou seja, pela hipometilação do DNA genômico.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:http://localhost:tede/6463 |
| Date | 27 October 2017 |
| Creators | Balzon, Talita Aparecida, 61-99866-6767 |
| Contributors | ppgbiotec@ufam.edu.br, Pereira, Jonny Everson Scherwinski |
| Publisher | Universidade Federal do Amazonas, Programa de Pós-graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal - BIONORTE, UFAM, Brasil, Instituto de Ciências Biológicas |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM, instname:Universidade Federal do Amazonas, instacron:UFAM |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 1984485651082134923, 500 |
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