Criopreservação de ápices caulinares de Passiflora suberosa L. com a técnica de vitrificação em crioplaca e avaliação de crioinjúrias nas membranas celulares

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Viana, Marcela Gomes
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/7911
Resumo: Passiflora suberosa L., known as maracujá-mirim or maracujazinho-cortiça-preto, is a native species, which occurs from the Northeast to the South of Brazil. In spite of its great agronomic, ornamental and medicinal potential, there are few biotechnological studies with this species, aiming at its propagation and in vitro conservation. Therefore, the goal of this work was the establishment of a cryopreservation protocol for shoot tips of P. suberosa using V-Cryo-plate, including the evaluation of the influence of the explant sources and the type and exposure time to the vitrification solutions PVS2 (0°C) and PVS3 (25°C). In addition, the evaluation of cell membrane damages was also investigated. In order to evaluate the influence of the explant source in post-freezing recovery, shoot tips were excised from microshoots produced from nodal segments cultured on MSM ½ medium for 20, 30 or 40 days. After these periods, explants were precultured in the presence of 0.3 M sucrose for 24 hours, and then transferred to aluminum plates, where they were exposed to the loading and vitrification solutions PVS2 or PVS3, for different periods (0, 30, 45, 60, 90, 120, 150 minutes), before immersion into liquid nitrogen. Survival and recovery rates were evaluated 30 and 60 days after rewarming and transference to the recovery medium, respectively. Plant recovery from cryopreserved shoot tips occurred at distinct frequencies, depending on the culture time of the source explant and exposure time to the cryoprotectant solution. Best recovery rates were observed from shoot tips excised from microshoots maintained for 20 days in culture and exposed to PVS2 for 90 minutes (50 %), and from explants excised from microshoots with 40 days and exposed to PVS3 for 45 to 90 minutes (50 to 60 %). However, shoot production occurred faster from shoot tips exposed to PVS3. The formation of friable callus was also observed at the base of the explants exposed to both cryoprotectant solutions. MDA content was higher after osmotic dehydration of the material, when compared to the observed among the control samples and to the cryopreserved material maintained for 24 hours in the dark after rewarming. These results showed that the V-Cryo-plate technique was efficient for the cryopreservation of P. suberosa shoot tips, and was influenced by the age of the explants and by the exposure time and type cryoprotectant solution used. The investigation of injuries in the cell membranes during the cryopreservation process allowed the preliminary identification of a critical step of the protocol. These results emphasized the need for a wide investigation of morpho-physiological alterations induced by cryopreservation, aiming at optimizing the protocol described here for the increase of plant recovery rates.
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In spite of its great agronomic, ornamental and medicinal potential, there are few biotechnological studies with this species, aiming at its propagation and in vitro conservation. Therefore, the goal of this work was the establishment of a cryopreservation protocol for shoot tips of P. suberosa using V-Cryo-plate, including the evaluation of the influence of the explant sources and the type and exposure time to the vitrification solutions PVS2 (0°C) and PVS3 (25°C). In addition, the evaluation of cell membrane damages was also investigated. In order to evaluate the influence of the explant source in post-freezing recovery, shoot tips were excised from microshoots produced from nodal segments cultured on MSM ½ medium for 20, 30 or 40 days. After these periods, explants were precultured in the presence of 0.3 M sucrose for 24 hours, and then transferred to aluminum plates, where they were exposed to the loading and vitrification solutions PVS2 or PVS3, for different periods (0, 30, 45, 60, 90, 120, 150 minutes), before immersion into liquid nitrogen. Survival and recovery rates were evaluated 30 and 60 days after rewarming and transference to the recovery medium, respectively. Plant recovery from cryopreserved shoot tips occurred at distinct frequencies, depending on the culture time of the source explant and exposure time to the cryoprotectant solution. Best recovery rates were observed from shoot tips excised from microshoots maintained for 20 days in culture and exposed to PVS2 for 90 minutes (50 %), and from explants excised from microshoots with 40 days and exposed to PVS3 for 45 to 90 minutes (50 to 60 %). However, shoot production occurred faster from shoot tips exposed to PVS3. The formation of friable callus was also observed at the base of the explants exposed to both cryoprotectant solutions. MDA content was higher after osmotic dehydration of the material, when compared to the observed among the control samples and to the cryopreserved material maintained for 24 hours in the dark after rewarming. These results showed that the V-Cryo-plate technique was efficient for the cryopreservation of P. suberosa shoot tips, and was influenced by the age of the explants and by the exposure time and type cryoprotectant solution used. The investigation of injuries in the cell membranes during the cryopreservation process allowed the preliminary identification of a critical step of the protocol. These results emphasized the need for a wide investigation of morpho-physiological alterations induced by cryopreservation, aiming at optimizing the protocol described here for the increase of plant recovery rates.Passiflora suberosa L., conhecida como maracujá-mirim ou maracujazinho-cortiçapreto, é uma espécie nativa que ocorre desde o Nordeste até o Sul do Brasil. Embora apresente grande potencial agronômico, ornamental e medicinal, poucos estudos biotecnológicos foram desenvolvidos para essa espécie, visando à propagação e à conservação in vitro. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de um protocolo de criopreservação para ápices caulinares de P. suberosa utilizando a técnica de V-Crioplaca, incluindo a avaliação da influência do tempo de cultura da fonte de explantes e do tipo e período de exposição às soluções de vitrificação PVS2 (0°C) e PVS3 (25°C). Além disso, a avaliação de danos nas membranas celulares foi também investigada pela quantificação do malondialdeído (MDA), um subproduto da peroxidação de fosfolipídios. Para avaliar a influência do tempo de cultura da fonte de explantes na recuperação pós-resfriamento, ápices caulinares foram excisados de microestacas produzidas a partir da cultura de segmentos nodais em meio MSM ½ após 20, 30 ou 40 dias. Após esses períodos, os explantes foram précultivados na presença de sacarose a 0,3 M, por 24 horas e então transferidos para placas de alumínio, onde foram expostos à solução de loading e às soluções de vitrificação PVS2 ou PVS3, por diferentes períodos (0, 30, 45, 60, 90, 120, 150 minutos), antes da imersão em nitrogênio líquido. As taxas de sobrevivência e a recuperação foram avaliadas 30 e 60 dias após o reaquecimento e a transferência do material para meio de recuperação, respectivamente. A recuperação de plantas a partir de ápices criopreservados ocorreu em frequências distintas, dependendo do tempo de cultura da fonte de explante e do tempo de exposição à solução crioprotetora. As maiores taxas de recuperação foram observadas a partir de ápices caulinares excisados de microestacas mantidas em cultura por 20 dias e expostos à PVS2 por 90 minutos (50 %), e a partir de explantes excisados de microestacas com 40 dias e expostos à PVS3 por 45 a 90 minutos (50 a 60 %). No entanto, a produção de brotos ocorreu de forma mais rápida nos ápices expostos a PVS3. Foi também observada a formação de calos friáveis na base dos explantes expostos a ambas soluções crioprotetoras. O conteúdo de MDA foi maior após a desidratação osmótica do material, quando comparado com o observado nas amostras controle e no material criopreservado e armazenado por 24 horas no escuro após o reaquecimento. Esses resultados demonstraram que a técnica de V-Crioplaca foi eficiente para a criopreservação de ápices caulinares de P. suberosa, tendo sido influenciada pelo tempo de cultura da fonte de explantes e pelo tempo de exposição e o tipo de solução crioprotetora utilizada. A investigação das injúrias ocorridas nas membranas celulares durante o processo de criopreservação permitiu a identificação preliminar de uma etapa crítica do protocolo. Esses resultados indicam a necessidade de uma ampla investigação das alterações morfofisiológicas induzidas pela criopreservação, visando à otimização do protocolo aqui estabelecido para o aumento das taxas de recuperação de plantas pós-resfriamento em NL.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-05T18:23:35Z No. of bitstreams: 2 Marcela_PPGBV_Bibliotecaparcial.pdf: 833810 bytes, checksum: b17581a8c490917a907500863830a605 (MD5) Marcela_PPGBV_Biblioteca.pdf: 984983 bytes, checksum: 3b9ec563617b756f2cb7b2cb0aadc10e (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-05T18:23:35Z (GMT). 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