Embriogênese somática de gueroba [syagrus oleracea (mart.) Becc.] com ênfase em aspectos anatômicos, histoquímicos e ultraestruturais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cardoso, Inaê Mariê de Araújo Silva
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/33210
Resumo: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2018.
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spelling Embriogênese somática de gueroba [syagrus oleracea (mart.) Becc.] com ênfase em aspectos anatômicos, histoquímicos e ultraestruturaisSomatic embryogenesis of gueroba [syagrus oleracea (mart.) Becc.] with emphasis in morphoanatomic, histochemical and ultrastructural aspectsPalmeiraCerradosMicropropagaçãoEmbriogênese somáticaPlantas - reproduçãoTese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2018.A gueroba [Syagrus oleracea (Mart.) Becc.] é uma palmeira oleaginosa nativa do Brasil com grande, porém, subexplorado potencial alimentício. Como outras palmeiras, a gueroba possui apenas crescimento meristemático primário e não forma perfilhos, impedindo que a propagação vegetativa seja feita por métodos convencionais, o que torna a micropropagação, em especial, a embriogênese somática, uma das únicas alternativas para a propagação vegetativa da espécie. Nesse contexto, o trabalho teve como objetivo estabelecer estratégias para a propagação vegetativa de gueroba por embriogênese somática, a partir de diferentes fontes de explantes, bem como elucidar eventos e conceitos subjacentes ao processo, por meio de análises morfoanatômicas, histoquímicas e ultraestruturais. Para tal, inicialmente embriões zigóticos maduros foram utilizados para investigar, por microscopia óptica e eletrônica, as seguintes questões: quais células podem ter estados predeterminados para a embriogênese somática, quais características enquadram as células dentro da categoria pré-embriogênicas determinadas e qual o período de tempo necessário para a reprogramação gênica mínima para a formação de embriões somáticos. Verificou-se que embriões zigóticos, quando em meio de indução com ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), exibem, já aos sete dias de cultivo, alterações anatômicas e ultraestruturais que caracterizam a transição de células somáticas para embriogênicas. Essas células estão localizadas, sobretudo, na protoderme e subprotoderme dos embriões zigóticos, podendo ser consideradas pré-embriogenicamente determinadas para uma redeterminação mínima e, portanto, passíveis de originar embriões somáticos de origem direta e multicelular, os quais são observados já aos 30 dias de cultivo. A eliminação total da auxina 2,4-D do meio de cultivo tardiamente compromete a qualidade dos embriões somáticos obtidos diretamente. Amido e proteína se destacam como fontes de energia necessárias ao processo. Num segundo momento, explantes foliares provenientes de plantas germinadas in vitro foram seccionados em segmentos entre 1 e 2 mm de espessura e submetidos a diferentes pré-tratamentos e às auxinas ácido 4-amino-3, 5, 6-tricloropicolínico (Picloram) e 2,4-D (450 μM) para avaliação dos seus efeitos na indução de calos e formação de embriões somáticos. Em seguida, verificou-se o efeito das poliaminas Putrescina e Espermidina, combinadas em diferentes concentrações, na indução de calos, assim como o efeito de 6-benzilaminopurina (BAP) na diferenciação dos embriões somáticos. Neste experimento, Picloram se destacou na produção de embriões somáticos e as poliaminas não foram decisivas na formação de calos primários e embriogênicos, assim como o BAP não favoreceu a diferenciação de embriões somáticos. A origem dos calos, de maneira geral, foi relacionada aos tecidos vasculares e hipotetiza-se a ocorrência de embriões somáticos de ambas origens: uni e multicelular. A regeneração foi lenta, asicrônica e com anormalidades. Nesse trabalho, avaliou-se também o efeito na formação de calos a partir de tecidos foliares de plantas coletadas em campo, de auxinas e diferentes concentrações, tipos de meios de cultura, regiões e posição dos explantes. Para tanto, foram testados os efeitos das auxinas Picloram e 2,4-D, em diferentes concentrações, em explantes provenientes de uma planta jovem de gueroba (4 anos). Já em explantes oriundos de uma planta adulta (cerca de 10 anos), avaliaram-se os efeitos dos meios de MS e Y3, das regiões distal, mediana e proximal do palmito e das posições horizontal e vertical de tecidos foliares. Conforme as análises, a formulação salina Y3 suplementada com 450 μM de Picloram é eficiente na produção de calos, a partir de tecidos foliares jovens. Explantes foliares oriundos da região distal do palmito de uma planta adulta de gueroba mostram-se mais competentes para a produção de calos do que os provenientes das demais regiões, devido ao maior grau de diferenciação dos seus tecidos vasculares, de acordo com observações anatômicas. Inflorescências imaturas e flores maduras também foram investigadas como explantes para a embriogênese somática da espécie. Para as inflorescências imaturas, avaliaram-se os efeitos de diferentes auxinas, concentrações e estádios de maturidade dos explantes. Em um primeiro experimento, investigou-se a influência na indução de calos, formação de embriões somáticos e regeneração de plantas das auxinas Picloram e 2,4-D em baixa concentração em meio de MS sem carvão ativado. Em um segundo experimento, avaliaram-se a influência das auxinas supracitadas em quatro diferentes concentrações cada, além da influência dos diferentes graus de maturidade das inflorescências, conforme comprimento das espatas. Já para flores maduras, testou-se a influência na indução de calos de três tipos de explantes (flor pistilada fechada, flor pistilada seccionada longitudinalmente e carpelo seccionado longitudinalmente) inoculados em meio com 450 μM de Picloram. De modo geral, a auxina Picloram portou-se como mais eficiente que 2,4-D para a indução de calos e formação de embriões somáticos de gueroba a partir de inflorescências imaturas. Tecidos mais imaturos necessariamente não são mais responsivos em termos de desdiferenciação e consequente formação de calos que tecidos menos imaturos. Porém, eles são mais embriogênicos. Análises anatômicas confirmaram a organização bipolar dos embriões somáticos obtidos, além de ausência de conexão vascular com o explante de origem. As análises histológicas sugerem origem multicelular dos embriões e evidenciam similaridades com embriões zigóticos da espécie. Hipotetiza-se que a regeneração foi limitada em função da ocorrência de fusionamento e da produção deficitária de proteínas de reservas, constatada por análises histoquímicas. Quanto às flores maduras, calos embriogênicos foram observados somente a partir de flores pistiladas seccionadas longitudinalmente. Esses explantes portam-se como fonte alternativa à embriogênese somática de gueroba, apesar do alto grau de diferenciação. Nesse trabalho foi demonstrado que a embriogênese somática pode ser obtida a partir de diferentes fontes de explantes de gueroba, porém com necessidade de otimização das etapas finais do processo, em especial, maturação e germinação de embriões somáticos. Em função dos resultados obtidos, este trabalho apresenta-se como um modelo útil para a investigação dos eventos iniciais da embriogênese somática em palmeiras.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).The gueroba (Syagrus oleracea Mart. Becc.) is an oleaginous palm tree native to Brazil with large, but underexploited food potential. As other palm trees, gueroba has only primary meristematic growth and does not form tillers, preventing vegetative propagation by conventional methods, which makes micropropagation, in particular, somatic embryogenesis, one of the only alternative for the vegetative propagation of the species. In this context, the objective of the work was to establish strategies for the vegetative propagation by somatic embryogenesis using different explants sources, as well as to elucidate events and concepts underlying the process, through morphoanatomical, histochemical and ultrastructural analyzes. To do this, initially mature zygotic embryos were used to investigate, by light and electron microscopy, the following cientific questions: which cells may have predetermined states for somatic embryogenesis, which characteristics frame the cells within the pre-embryogenic fate and what is the period of time required for minimal genetic reprogramming for the formation of somatic embryos. When inoculated in an induction medium with 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), zygotic embryos were shown to have anatomical and ultrastructural changes which characterize the transition from somatic to embryogenic cells. These cells are located mainly in the protoderm and subprotoderm of the zygotic embryos, and can be considered pre-embryogenically determined for a minimal redetermination and, therefore, capable of originating somatic embryos of direct and multicellular origin, which are observed already at the 30 days cultivation. The total elimination of 2,4-D from the culture medium compromises the quality of the somatic embryos obtained directly. Starch and protein have stood out as sources of energy needed to process. In a second experiment, leaf explants from in vitro germinated plants were sectioned in segments between 1 and 2 mm thick and submitted to different pre-treatments with 4-amino-3,5,6-trichloropicolinic acid (Picloram) and 2,4-D (450 μM) for evaluation of their effects on callus induction and formation of somatic embryos. Then, the effect of the Putrescine and Spermidine polyamines, combined at different concentrations, on callus induction, as well as the effect of 6-benzylaminopurine (BAP) on the differentiation of somatic embryos were verified. In this experiment, Picloram excelled in the production of somatic embryos and the polyamines were not decisive for primary and embryogenic calli formation, as well as BAP did not favor the differentiation of somatic embryos. The origin of the calli was generally related to the vascular tissues and is hypothesized the occurrence of somatic embryos from both origins: uni and multicellular. Regeneration was slow, asychronic and with abnormalities. In this work, the callus formation from leaf tissues of plants collected in the field, from auxins and different concentrations, types of culture media, regions and position of the explants was also evaluated. The effects of Picloram and 2,4-D were tested in different concentrations in explants from young plants of gueroba (4 years). In the explants from adult plants (about 10 years), the effects of the MS and Y3 media, the distal, median and proximal regions of the palm heart and the horizontal and vertical positions of leaf tissues were evaluated. According to the analyzes, the Y3 medium supplemented with 450 μM Picloram is efficient for callus production from young plants leaf tissues. Leaf tissues from the distal palm heart region of adult plants show to be more competent for callus production than those from other regions. Immature inflorescences and mature flowers have also been investigated as explants for somatic embryogenesis of the species. For immature inflorescences, the effects of different auxins, concentrations and stages of explants maturity were evaluated. In a first experiment, the influence on calli induction, somatic embryo formation and plant regeneration using Picloram and 2,4-D at low concentration in medium without activated charcoal were investigated. In a second experiment, the influence of the above-mentioned auxins was evaluated in four different concentrations, in addition to the influence of the different maturity stages of the inflorescences, according to the length of the spathes. For mature flowers, the influence on calli induction of three types of explants (pistillate flower, longitudinally sectioned pistillate flower and longitudinally sectioned carpel) inoculated in a medium with 450 μM Picloram was tested. In general, auxin Picloram was more efficient than 2,4-D for callus induction and formation of somatic embryos of gueroba from immature inflorescences. More immature tissues are not necessarily more responsive in terms of dedifferentiation and consequent callus formation than less immature tissues, but they are more embryogenic than these. The anatomical analyzes confirmed the bipolar organization of the somatic embryos obtained, besides the absence of vascular connection with the original explant. Histological analyzes suggest the multicellular origin of the embryos and show similarities with zygotic embryos of the species. It is hypothesized that regeneration was limited due to the occurrence of fusion and deficient production of reserve proteins, as evidenced by histochemical analysis. As for mature flowers, embryogenic calli were observed only from longitudinally sectioned pistillate flowers. These explants act as an alternative source to the somatic embryogenesis of gueroba, despite the high degree of differentiation. It was verified that the somatic embryogenesis can be obtained from different sources of explants of gueroba, but with the need of optimization of the final stages of the process, in particular maturation and germination of somatic. As a function of the results obtained, this work presents as a useful model for the investigation of the initial events of somatic embryogenesis in palm trees.Faculdade de Tecnologia (FT)Departamento de Engenharia Florestal (FT EFL)Programa de Pós-Graduação em Ciências FlorestaisScherwinski-Pereira, Jonny EversonSouza, Anderson Marcos deCardoso, Inaê Mariê de Araújo Silva2018-12-17T15:43:23Z2018-12-17T15:43:23Z2018-12-172018-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCARDOSO, Inaê Mariê de Araújo Silva. Embriogênese somática de gueroba [syagrus oleracea (mart.) Becc.] com ênfase em aspectos anatômicos, histoquímicos e ultraestruturais. 2018. xii, 359 f., il. Tese (Doutorado em Ciências Florestais)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018.http://repositorio.unb.br/handle/10482/33210A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-02-05T18:19:42Zoai:repositorio.unb.br:10482/33210Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-02-05T18:19:42Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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