Indução à ploidia e caracterização em echynochloa polystachya (kunth) hitchc na Amazônia Ocidental

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silveira, Emanuel Orestes da
Data de Publicação: 2020
Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/3104125720309540
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM
Texto Completo: https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7741
Resumo: O capim canarana (Echinochloa polystachya) é uma das principais espécies forrageiras presentes na região do baixo Amazonas e pode ser uma alternativa para alimentação animal no período de cheia do Rio Amazonas. Estudos de propagação in vitro e obtenção de poliploides a partir de diplóides dessa espécie podem resultam em indivíduos com maior produtividade, melhor desenvolvimento vegetativo e vigor que os diplóides dos quais se originaram para cultivo. O objetivo do trabalho foi realizar a introdução de Echynoclhoa Polystachya in vitro, induzir poliploidia com o uso de colchicina e caracterizar os genótipos obtidos por meio da citometria de fluxo e densidade estomática visando ampliar a variabilidade genética para melhorar a produtividade dessa forrageira. Foram coletados colmos no município de Manaus, realizados uma pré limpeza, pré-assepcia e retirada da bainha foliar e o material senescente. Foram submetidos ao processo de desinfestação conforme proposto por Passos e Köpp (2010), seguir foram inoculados tubos de ensaio individuais contendo o meio de cultura inicial: 15 mL do meio Murashige e Skoog (1962) com metade das concentrações dos sais, isento de reguladores de crescimento, acrescido de 30 g,L-1 de sacarose, BAP 4,5 ml.L-1, do biocida PPM na concentração de 2 ml.L-1 e de 2 g.L-1 de Fitagel e corrigido para pH 5,8 antes da autoclavagem. Trinta dias após, os explantes foram repicados e transferidos para novos tubos individuais com novos meios de cultura iguais ao meio inicial e verificados as taxas de brotação e contaminação. Também experimentos foram realizados para se avaliar os efeitos das concentações de sacarose, BAP sobre a taxa de perfilhamento dos explantes. A partir do aumento do teor de sacarose a partir de 45 g/L-1 houveram respostas na taxa de multiplicação. As doses de BAP e sacarose interferiram no desenvolvimento e multiplicação do cultivo in vitro, no entanto, para o estabelecimento de um protocolo eficiente para a propagação in vitro para Echinochloa Polystachya deve realizar ajustes no teor de sacarose e de BAP no decorrer de sucessivas repicagens devido à diminuição dos internódios e a consequente perda do vigor. Para o estudo de poliploidia, segmentos nodais de uma única planta de canarana verdadeira foram coletados no município de Manaus e submetidas a diferentes concentrações de colchicina e tempos de exposição. em um delineamento inteiramente casualizado em sistema fatorial 5x4. As concentrações de colchicina foram: 0; 0,01; 0,025; 0,05 e 0,1. Os tempos de exposição foram: 0; 12; 24 e 36 horas. Foram realizados assim 20 tratamentos com 3 repetições, onde cada repetição foi composta por 10 plantas, em um total de 600 segmentos nodais avaliados. Foi avaliado o tempo de emergência a partir do plantio. A avaliação da morfogênese e taxa de crescimento foi realizada pela técnica dos “afilhos marcados" (adaptado), cuja metodologia é detalhada por Carrère et al. (1997) e Davies (1993). A melhor germinação recebendo a colchicina, foi observada em 50% de nas concentrações de 0,01 ml.L-1 e no tempo 0 (zero) de exposição. As porcentagens de mortalidade em pré emergência, foram afetadas pelas concentrações e tempo a que foram expostos, em que, na concentração 0,1 ml.L-1 e no tempo 36 horas foram de 85%. A maior sobrevivência, foram, nas concentrações 0,01 ml.L-1 e no tempo 0 (zero) de exposição, em uma taxa de sobrevivência de 33,1%. Verificou-se também que plantas anômalas não ocorreram nos tratamentos onde a concentração de colchicina foi 0 (zero), pode-se inferir que as plantas foram afetadas em seu metabolismo por alterações moleculares, não causando a mortalidade imediata, mas afetando as divisões celulares. Em termos gerais dos 600 segmentos nodais submetidos aos tratamentos, 172 sobreviveram, refletindo em uma taxa de sobrevivência de 28%, em que 159 plantas expressaram suas características fenotípicas após a exposição as concentrações e tempos originando assim supostos poliploides. 20 plantas supostamente poliploides foram selecionadas para as mensurações em relação a densidade estomática e características morfométricas das células do limbo foliar. Observou alterações nas densidades estomáticas, funcionalidade estomática, distância entre os feixes vasculares, comprimento e largura das células da epiderme e das células dos feixes vasculares. Nas diferentes plantas analisadas por citometria de fluxo, houveram alterações tanto o aumento como a eliminação no conteúdo de DNA (pg). Estas alterações não apresentaram correlação entre os comprimentos e larguras das células da epiderme e as células do feixe, porém originaram plantas com diferentes níveis de ploidia e características morfométricas. Pode-se inferir que houve um “rearranjo” das células do limbo foliar em função das consequentes ploidias. Não foi observada a correlação entre as maiores distâncias entre os feixes vasculares a as maiores quantidades de conteúdo de DNA. Para as plantas cujos conteúdos de DNA foram maiores que a planta original (P5, P6, P7, P12, P14, P15 e 21), foi verificado um índice de correlaçao (r= 0,86), entre O conteúdo de DNA (pg) e as distâncias entre os feixes vasculares, fato que confirma os diversos trabalhos que mencionam as maiores ploidias, a maiores tamanhos de tecidos e orgãos das plantas. Fato verificado foi que, as plantas com a eliminação do conteúdo de DNA (P4, P8, P9, P10, P11, P13 P16 P17 P18 P19 P20) apresentararam baixa correlação com as larguras entre os feixes vasculares (r=0,1), não corroborando com estas afirmações. As plantas que se destacaram em termos características morfométricas, quando comparado com a Planta P1, foram as plantas P5, P7, P8, P9 e P21. Destas, destaca-se as plantas, P8 e P9, que apesar dos conteúdos de DNA, significativamente inferior, apresentaram características morfométricas de interesse, superiores a planta original P1. Pode se concluir que as concentrações e doses de colchicina em foram submetidos a espécie Echinochloa polystachya influiu diretamente nos eventos moleculares, acarretando em plantas com diferentes níveis de ploidias e características morfométricas distintas, indicando potenciais plantas mutagênicas que poderão entrar em um posterior trabalho de melhoramento
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O objetivo do trabalho foi realizar a introdução de Echynoclhoa Polystachya in vitro, induzir poliploidia com o uso de colchicina e caracterizar os genótipos obtidos por meio da citometria de fluxo e densidade estomática visando ampliar a variabilidade genética para melhorar a produtividade dessa forrageira. Foram coletados colmos no município de Manaus, realizados uma pré limpeza, pré-assepcia e retirada da bainha foliar e o material senescente. Foram submetidos ao processo de desinfestação conforme proposto por Passos e Köpp (2010), seguir foram inoculados tubos de ensaio individuais contendo o meio de cultura inicial: 15 mL do meio Murashige e Skoog (1962) com metade das concentrações dos sais, isento de reguladores de crescimento, acrescido de 30 g,L-1 de sacarose, BAP 4,5 ml.L-1, do biocida PPM na concentração de 2 ml.L-1 e de 2 g.L-1 de Fitagel e corrigido para pH 5,8 antes da autoclavagem. Trinta dias após, os explantes foram repicados e transferidos para novos tubos individuais com novos meios de cultura iguais ao meio inicial e verificados as taxas de brotação e contaminação. Também experimentos foram realizados para se avaliar os efeitos das concentações de sacarose, BAP sobre a taxa de perfilhamento dos explantes. A partir do aumento do teor de sacarose a partir de 45 g/L-1 houveram respostas na taxa de multiplicação. As doses de BAP e sacarose interferiram no desenvolvimento e multiplicação do cultivo in vitro, no entanto, para o estabelecimento de um protocolo eficiente para a propagação in vitro para Echinochloa Polystachya deve realizar ajustes no teor de sacarose e de BAP no decorrer de sucessivas repicagens devido à diminuição dos internódios e a consequente perda do vigor. Para o estudo de poliploidia, segmentos nodais de uma única planta de canarana verdadeira foram coletados no município de Manaus e submetidas a diferentes concentrações de colchicina e tempos de exposição. em um delineamento inteiramente casualizado em sistema fatorial 5x4. As concentrações de colchicina foram: 0; 0,01; 0,025; 0,05 e 0,1. Os tempos de exposição foram: 0; 12; 24 e 36 horas. Foram realizados assim 20 tratamentos com 3 repetições, onde cada repetição foi composta por 10 plantas, em um total de 600 segmentos nodais avaliados. Foi avaliado o tempo de emergência a partir do plantio. A avaliação da morfogênese e taxa de crescimento foi realizada pela técnica dos “afilhos marcados" (adaptado), cuja metodologia é detalhada por Carrère et al. (1997) e Davies (1993). A melhor germinação recebendo a colchicina, foi observada em 50% de nas concentrações de 0,01 ml.L-1 e no tempo 0 (zero) de exposição. As porcentagens de mortalidade em pré emergência, foram afetadas pelas concentrações e tempo a que foram expostos, em que, na concentração 0,1 ml.L-1 e no tempo 36 horas foram de 85%. A maior sobrevivência, foram, nas concentrações 0,01 ml.L-1 e no tempo 0 (zero) de exposição, em uma taxa de sobrevivência de 33,1%. Verificou-se também que plantas anômalas não ocorreram nos tratamentos onde a concentração de colchicina foi 0 (zero), pode-se inferir que as plantas foram afetadas em seu metabolismo por alterações moleculares, não causando a mortalidade imediata, mas afetando as divisões celulares. Em termos gerais dos 600 segmentos nodais submetidos aos tratamentos, 172 sobreviveram, refletindo em uma taxa de sobrevivência de 28%, em que 159 plantas expressaram suas características fenotípicas após a exposição as concentrações e tempos originando assim supostos poliploides. 20 plantas supostamente poliploides foram selecionadas para as mensurações em relação a densidade estomática e características morfométricas das células do limbo foliar. Observou alterações nas densidades estomáticas, funcionalidade estomática, distância entre os feixes vasculares, comprimento e largura das células da epiderme e das células dos feixes vasculares. Nas diferentes plantas analisadas por citometria de fluxo, houveram alterações tanto o aumento como a eliminação no conteúdo de DNA (pg). Estas alterações não apresentaram correlação entre os comprimentos e larguras das células da epiderme e as células do feixe, porém originaram plantas com diferentes níveis de ploidia e características morfométricas. Pode-se inferir que houve um “rearranjo” das células do limbo foliar em função das consequentes ploidias. Não foi observada a correlação entre as maiores distâncias entre os feixes vasculares a as maiores quantidades de conteúdo de DNA. Para as plantas cujos conteúdos de DNA foram maiores que a planta original (P5, P6, P7, P12, P14, P15 e 21), foi verificado um índice de correlaçao (r= 0,86), entre O conteúdo de DNA (pg) e as distâncias entre os feixes vasculares, fato que confirma os diversos trabalhos que mencionam as maiores ploidias, a maiores tamanhos de tecidos e orgãos das plantas. Fato verificado foi que, as plantas com a eliminação do conteúdo de DNA (P4, P8, P9, P10, P11, P13 P16 P17 P18 P19 P20) apresentararam baixa correlação com as larguras entre os feixes vasculares (r=0,1), não corroborando com estas afirmações. As plantas que se destacaram em termos características morfométricas, quando comparado com a Planta P1, foram as plantas P5, P7, P8, P9 e P21. Destas, destaca-se as plantas, P8 e P9, que apesar dos conteúdos de DNA, significativamente inferior, apresentaram características morfométricas de interesse, superiores a planta original P1. Pode se concluir que as concentrações e doses de colchicina em foram submetidos a espécie Echinochloa polystachya influiu diretamente nos eventos moleculares, acarretando em plantas com diferentes níveis de ploidias e características morfométricas distintas, indicando potenciais plantas mutagênicas que poderão entrar em um posterior trabalho de melhoramentoEchinochloa polystachya is one of the main forage species present in the lower Amazon region and can be an alternative for animal feed during the flood period of the Amazon River. In vitro propagation studies and obtaining polyploids from diploids of this species can result in individuals with higher productivity, better vegetative development and vigor than the diploids from which they originated for cultivation. The objective of the work was to perform the introduction of Echynoclhoa Polystachya in vitro, induce polyploidy with the use of colchicine and to characterize the genotypes obtained through flow cytometry and stomatal density in order to increase the genetic variability to improve the productivity of this forage. Stems were collected in the city of Manaus, pre-cleaning, pre-aseptic and removal of the leaf sheath and senescent material were performed. They were submitted to the disinfestation process as proposed by Passos and Köpp (2010), then individual test tubes containing the initial culture medium were inoculated: 15 mL of Murashige and Skoog medium (1962) with half the concentrations of salts, free of regulators growth, plus 30 g, sucrose L-1, BAP 4.5 ml.L-1, of the biocide PPM in the concentration of 2 ml.L-1 and 2 gL-1 of Fitagel and adjusted to pH 5, 8 before autoclaving. Thirty days later, the explants were picked and transferred to new individual tubes with new culture media equal to the initial medium and the rates of sprouting and contamination were checked. Experiments were also carried out to evaluate the effects of sucrose, BAP concentrations on the tillering rate of explants. From the increase in the sucrose content from 45 g / L-1, there were responses in the multiplication rate. The doses of BAP and sucrose interfered in the development and multiplication of the in vitro culture, however, for the establishment of an efficient protocol for the in vitro propagation for Echinochloa Polystachya must make adjustments in the sucrose and BAP content during successive subcultures due the decrease in internodes and the consequent loss of vigor. For the study of polyploidy, nodal segments from a single true canarana plant were collected in the municipality of Manaus and subjected to different concentrations of colchicine and exposure times. in a completely randomized design in a 5x4 factorial system. The concentrations of colchicine were: 0; 0.01; 0.025; 0.05 and 0.1. The exposure times were: 0; 12; 24 and 36 hours. Thus, 20 treatments were performed with 3 repetitions, where each repetition was composed of 10 plants, in a total of 600 nodal segments evaluated. The emergence time from planting was evaluated. The evaluation of morphogenesis and growth rate was performed using the technique of "marked tillers" (adapted), whose methodology is detailed by Carrère et al. (1997) and Davies (1993). The best germination receiving colchicine was observed in 50 % at concentrations of 0.01 ml.L-1 and at time 0 (zero) of exposure The percentages of mortality in pre-emergence were affected by the concentrations and time to which they were exposed, in which, at concentration 0.1 ml.L-1 and 36 hours were 85%, with the highest survival at 0.01 ml.L-1 and 0 (zero) exposure times, with a survival rate of 33.1 %. It was also found that anomalous plants did not occur in treatments where the concentration of colchicine was 0 (zero), it can be inferred that the plants were affected in their metabolism by molecular changes, not causing immediate mortality, but affecting cell divisions. In general terms of the 600 nodal segments submitted to the treatments, 172 survived, reflecting a 28% survival rate, in which 159 plants expressed their phenotypic characteristics after exposure to the concentrations and times thus giving rise to supposed polyploids. 20 supposedly polyploid plants were selected for measurements in relation to stomatal density and morphometric characteristics of leaf cell cells. He observed changes in stomatal densities, stomatal functionality, distance between vascular bundles, length and width of epidermal cells and cells of vascular bundles. In the different plants analyzed by flow cytometry, there were changes in both the increase and the elimination in the content of DNA (pg). These changes did not show correlation between the lengths and widths of the cells of the epidermis and the cells of the bundle, however they originated plants with different levels of ploidy and morphometric characteristics. It can be inferred that there was a “rearrangement” of the cells of the leaf blade due to the consequent ploidy. No correlation was observed between the greatest distances between the vascular bundles and the largest amounts of DNA content. For plants whose DNA content was higher than the original plant (P5, P6, P7, P12, P14, P15 and 21), a correlation index (r = 0.86) was found between DNA content (pg ) and the distances between the vascular bundles, a fact that confirms the various studies that mention the largest ploidy, the largest tissue sizes and plant organs. A verified fact was that the plants with the elimination of the DNA content (P4, P8, P9, P10, P11, P13 P16 P17 P18 P19 P20) presented a low correlation with the widths between the vascular bundles (r = 0.1), not corroborating these statements. The plants that stood out in terms of morphometric characteristics, when compared to Plant P1, were plants P5, P7, P8, P9 and P21. Of these, the plants, P8 and P9, stand out, which despite the DNA content, significantly lower, presented morphometric characteristics of interest, superior to the original plant P1. It can be concluded that the concentrations and doses of colchicine in submitted to the species Echinochloa polystachya directly influenced the molecular events, resulting in plants with different levels of ploidy and different morphometric characteristics, indicating potential mutagenic plants that may enter into further breeding work.Universidade Federal do AmazonasFaculdade de Ciências AgráriasBrasilUFAMPrograma de Pós-graduação em Agronomia TropicalLopes, Maria Teresa Gomeshttp://lattes.cnpq.br/9307727443790246Aguiar, Janaina delattes.cnpq.br/2691879011054827Chaves, Francisco Celio Maialattes.cnpq.br/1859956031845736Chagas, Edvan Alveslattes.cnpq.br/5396967100376451Silveira, Emanuel Orestes dahttp://lattes.cnpq.br/31041257203095402020-03-24T03:03:52Z2020-02-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfSILVEIRA, Emanuel Orestes da. Indução à ploidia e caracterização em echynochloa polystachya (kunth) hitchc na Amazônia Ocidental. 2020. 155 f. Tese (Doutorado em Agronomia Tropical) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7741porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAMinstname:Universidade Federal do Amazonas (UFAM)instacron:UFAM2020-07-22T05:03:41Zoai:https://tede.ufam.edu.br/handle/:tede/7741Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://200.129.163.131:8080/PUBhttp://200.129.163.131:8080/oai/requestddbc@ufam.edu.br||ddbc@ufam.edu.bropendoar:65922020-07-22T05:03:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFAM - Universidade Federal do Amazonas (UFAM)false
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Foram submetidos ao processo de desinfestação conforme proposto por Passos e Köpp (2010), seguir foram inoculados tubos de ensaio individuais contendo o meio de cultura inicial: 15 mL do meio Murashige e Skoog (1962) com metade das concentrações dos sais, isento de reguladores de crescimento, acrescido de 30 g,L-1 de sacarose, BAP 4,5 ml.L-1, do biocida PPM na concentração de 2 ml.L-1 e de 2 g.L-1 de Fitagel e corrigido para pH 5,8 antes da autoclavagem. Trinta dias após, os explantes foram repicados e transferidos para novos tubos individuais com novos meios de cultura iguais ao meio inicial e verificados as taxas de brotação e contaminação. Também experimentos foram realizados para se avaliar os efeitos das concentações de sacarose, BAP sobre a taxa de perfilhamento dos explantes. A partir do aumento do teor de sacarose a partir de 45 g/L-1 houveram respostas na taxa de multiplicação. As doses de BAP e sacarose interferiram no desenvolvimento e multiplicação do cultivo in vitro, no entanto, para o estabelecimento de um protocolo eficiente para a propagação in vitro para Echinochloa Polystachya deve realizar ajustes no teor de sacarose e de BAP no decorrer de sucessivas repicagens devido à diminuição dos internódios e a consequente perda do vigor. Para o estudo de poliploidia, segmentos nodais de uma única planta de canarana verdadeira foram coletados no município de Manaus e submetidas a diferentes concentrações de colchicina e tempos de exposição. em um delineamento inteiramente casualizado em sistema fatorial 5x4. As concentrações de colchicina foram: 0; 0,01; 0,025; 0,05 e 0,1. Os tempos de exposição foram: 0; 12; 24 e 36 horas. Foram realizados assim 20 tratamentos com 3 repetições, onde cada repetição foi composta por 10 plantas, em um total de 600 segmentos nodais avaliados. Foi avaliado o tempo de emergência a partir do plantio. A avaliação da morfogênese e taxa de crescimento foi realizada pela técnica dos “afilhos marcados" (adaptado), cuja metodologia é detalhada por Carrère et al. (1997) e Davies (1993). A melhor germinação recebendo a colchicina, foi observada em 50% de nas concentrações de 0,01 ml.L-1 e no tempo 0 (zero) de exposição. As porcentagens de mortalidade em pré emergência, foram afetadas pelas concentrações e tempo a que foram expostos, em que, na concentração 0,1 ml.L-1 e no tempo 36 horas foram de 85%. A maior sobrevivência, foram, nas concentrações 0,01 ml.L-1 e no tempo 0 (zero) de exposição, em uma taxa de sobrevivência de 33,1%. Verificou-se também que plantas anômalas não ocorreram nos tratamentos onde a concentração de colchicina foi 0 (zero), pode-se inferir que as plantas foram afetadas em seu metabolismo por alterações moleculares, não causando a mortalidade imediata, mas afetando as divisões celulares. Em termos gerais dos 600 segmentos nodais submetidos aos tratamentos, 172 sobreviveram, refletindo em uma taxa de sobrevivência de 28%, em que 159 plantas expressaram suas características fenotípicas após a exposição as concentrações e tempos originando assim supostos poliploides. 20 plantas supostamente poliploides foram selecionadas para as mensurações em relação a densidade estomática e características morfométricas das células do limbo foliar. Observou alterações nas densidades estomáticas, funcionalidade estomática, distância entre os feixes vasculares, comprimento e largura das células da epiderme e das células dos feixes vasculares. Nas diferentes plantas analisadas por citometria de fluxo, houveram alterações tanto o aumento como a eliminação no conteúdo de DNA (pg). 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dc.identifier.uri.fl_str_mv SILVEIRA, Emanuel Orestes da. Indução à ploidia e caracterização em echynochloa polystachya (kunth) hitchc na Amazônia Ocidental. 2020. 155 f. Tese (Doutorado em Agronomia Tropical) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2020.
https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/7741
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UFAM
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