APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS NA PROPAGAÇÃO CLONAL DE Eucalyptus

Transcrição

1 APLICAÇÕES BIOTECNOLÓGICAS NA PROPAGAÇÃO CLONAL DE Eucalyptus ALOISIO XAVIER Professor Associado Departamento de Engenharia Florestal Universidade Federal de Viçosa BRASIL Santa Maria RS / Brasil Maio-2011

2 Fonte: Campinhos 2010 PROPAGAÇÃO CLONAL DO EUCALIPTO 1970 Estaquia 1980 Micropropagação 1990 Microestaquia Miniestaquia 2000 Minijardim Clonal Estruturas de Viveiro 2011 Micropropagação(?) I A Micropropagação- Rejuvenescimento

3 Plantio Clonal Banco Clonal ESTACAS Jardim Clonal Minijardim Clonal MINIESTACAS Enraizamento Microjardim Clonal MICROESTACAS (?) Laboratório - micropropagação via gemas axilares (?) (?) (?) Laboratório Embriogênese Somática (?) sementes sintéticas Evolução e tendências na propagação clonal de Eucalyptus spp. (Adaptado de Xavier et al., 2009)

4 Principais Aplicações da Micropropagação em Eucalyptus (1) Rejuvenescimento/revigoramento de clones selecionados na fase adulta; (2) Embriogênese somática; (3) Limpeza clonal (Ex.: eliminação de patógenos- Ralstonia solanacearum) (4) Base para outras técnicas biotecnológicas (ex.: transgênicos). (5) Intercâmbio de material genético (clone)

5 ESTRUTURAS

6 ESTRUTURAS

7 REJUVENESCIMENTO DE CLONES DE Eucalyptus Micropropagacão pela Proliferação de Gemas Axilares A Laboratório de Cultura de Tecidos B C D E Isolamento e Indução Fase de Multiplicação I H G F Fase de Alongamento

8 Enraizamento de MINIESTACAS e MICROESTACAS de clones híbridos de Eucalyptus grandis CLONE CM1 CLONE CM2 93,8 84,4 81,2 59,4 93,8 78,1 65,6 87,5 90, ,6 56,3 68,8 65, ,5 00 (ppm) 0 28,1 53,1 65,6 MN MC MN MC MN MC 20 dias 25 dias 30 dias Sob85 (%) ,4 AIB (ppm) ,8 34,4 28,1 28,1 MN MC MN MC MN MC 20 dias 25 dias 30 dias Sob85 (%) PERMANÊNCIA EM CV PERMANÊNCIA EM CV Sobrevivência das mudas aos 85 dias de idade. Fonte : Xavier etal., 2001.

9 91,7 81,3 100,0 97,9 89,7 69,8 91,7 88,5 93,2 84,4 66,7 95,8 89,6 100,0 100,0 92,7 87,5 90,6 94,0 86,7 CC1 Mini CC1 Micro CC8 Mini CC8 Micro CC11 Mini CC11 Micro CC12 Mini CC12 Micro MC mini MC Micro Dias Enraizamento de MINIESTACAS e MICROESTACAS de clones híbridos de Eucalyptus grandis Clones Sobrevivência das mudas aos 50 dias de idade. Fonte : Titon, SOB50 (%)

10 MICROPROPAGAÇÃO DE HÍBRIDOS DE Eucalyptus globulus Teses de mestrado: Borges (2009) e Oliveira (2011)

11 Dificuldades encontradas na micropropagação de híbridos de Eucalyptus globulus Explante reativo Explante não reativo Explante com fungo Explante com bactéria Explantecom oxidação Fonte: Borges (2009)

12 Dificuldades encontradas na micropropagação de híbridos de Eucalyptus globulus Hiper-hidricidade Oxidação do meio de cultura Reduzido vigor vegetativo Fonte: Oliveira (2011)

13 C01 C04 C16 Taxa de multiplicação Taxa de multiplicação Micropropagaçãode clones híbridos de Eucalyptus globulus C26 C29 C30 Número de subcultivos Fonte: Oliveira (2011) Número médio de tufos de brotações produzidas por explante em cada subcultivo (taxa de multiplicação) dos clones de Eucalyptus urophylla x E. globulus(c01,c04ec16)(a)eeucalyptusgrandisxe.globulus(c26,c29e C30)(B),emmeioMSnafasedemultiplicaçãoinvitro,em25subcultivos.

14 Porcentagem de miniestacas(a) e microestacas(b) enraizadas (PME), em dois clones de Eucalyptus urophyllax E. globulus(c04 e C16) e dois de Eucalyptusurophyllax E. globulus(c26 e C30), em função do tempo após o estaqueamento. (FONTE: OLIVEIRA, 2011) PME (%) YC04=54,1312/( e -0,9658T ) R 2 =0,99 YC16=65,0310/(1-155,52e -0,2351T ) R 2 =0,98 YC26=51,4620/( e -0,6224T ) R 2 =0,99 YC30=32,2545/( e -0,6953T ) R 2 =0,99 A PME (%) YC04=66,5321/( e -0,7035T ) R 2 =0,99 YC16=58,6702/( e -0,4733T ) R 2 =0,99 YC26=60,3818/( e -0,8916T ) R 2 =0,99 YC30=55,0698/( e -0,6759T ) R 2 =0,99 B Dias após o estaqueamento C04 C16 C26 C30 Dias após o estaqueamento C04 C16 C26 C30 MICROESTACAS MINIESTACAS

15 MINIESTAQUIA MICROESTAQUIA Tempo Eficiência Custos Aplicabilidade

16 Micropropagação Via Embriogênese Somática Eucalyptus grandis (Fonte: TITON, 2005)

17 Calo friável de Eucalyptus grandis X E. urophylla(fonte: Alves 2007)

18 Fig. 1A-K: Somatic embryogenesis and plant regeneration in Eucalyptus globulus. (A) Aspect of the explantthree weeks after induction (B) Embryogeniccallus with primary somatic embryos produced on a cotyledon of a zygotic embryo explant. (C) Cluster of primary somatic embryos. (D) and (E) Examples of Cotyledon-stage primary somatic embryos. (F) Emblingsfrom primary somatic embryo conversion. (G) Cluster of secondary somatic embryos. (H) Shoot elongation. (I), (J) and (K) Emblingsfrom secondary somatic embryos in different stepsofacclimatization. FONTE: PINTO et al.; 2010.

19 Embriogênese somática em Eucalyptus ESPÉCIE REFERÊNCIA Eucalyptus citriodora Muralidharan e Mascarenhas (1987) Eucalyptus grandis Watt et al., (1991) Titon(2005) Alves (2007) Eucalyptus dunnii Termignoni et al., (1996) Eucalyptus nitens Ruad et al., (1997) Bandyopadhyay et al., (1999) Bandyopadhyay e Hamill (2000) Eucalyptus urophylla Tibok et al., (1995) Arruda et al., (2000) Eucalyptus globulus Nugent et al., (2001) Bandyopadhyay et al., (1999) Pinto et al., (2008) Eucalyptus tereticornis Prakash e Gurumurthi(2005)

20 MICROPROPAGAÇÃO DE CLONES DE Eucalyptus EM BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA BIORREATORES RITA BIORREATORES: Equipamentos para cultivo sob imersão temporária ou permanente de células, gemas, embriões ou qualquer tipo de propágulo que possa ser utilizado na micropropagação.

21 RECIPIENTE DE IMERSÃO TEMPORÁRIA AUTOMATIZADA RITA

22 PESQUISA COM BIORREATOR Clones de Eucalyptus OLIVEIRA, Mila Liparize de, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, setembro de Micropropagaçãode clones de Eucalyptusgrandisx E. urophyllaem biorreatoresde imersão temporária. Orientador: AloisioXavier. Coorientadores: Ricardo Miguel PenchelFilho, João Batista Teixeira e Wagner Campos Otoni. PESQUISA EM ANDAMENTO: Micropropagação de clones híbridos de Eucalyptus globulus em biorreatoresde imersão temporária. (CORREIA, Anne Caroline Guieiro, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, Propagação clonal de híbridos de Eucalyptusglobulus. Orientador: AloisioXavier, Coorientadores: Wagner Campos Otoni e Miranda Titon).

23 TESE DE MESTRADO UFV OLIVEIRA, Mila Liparize de, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, setembro de Micropropagaçãode clones de Eucalyptusgrandisx E. urophyllaem biorreatoresde imersão temporária. Orientador: AloisioXavier. Coorientadores: Ricardo Miguel PenchelFilho, João Batista Teixeira e Wagner Campos Otoni. CAPÍTULO 1 -Efeitos do meio de cultura e da relação bap/anana multiplicação in vitrode clones de Eucalyptus grandis x E. urophylla em biorreator de imersão temporária. CAPÍTULO 2 - Influência da relação N(NO3 -):N(NH4+) na multiplicação in vitro de Eucalyptus grandis x E. urophylla em biorreator de imersão temporária. CAPÍTULO 3 -Efeito da frequênciade imersão e de injeção adicional de ar na multiplicação in vitrode Eucalyptusgrandisx E. urophyllaem biorreatorde imersão temporária. CAPÍTULO 4 - Alongamento in vitro de multibrotações de Eucalyptus grandis x E. urophylla em meio semissólido e em biorreatores de imersão temporária.

24 Influência da relação N(NO3 -):N(NH4+) na multiplicação in vitrode Eucalyptusgrandisx E. urophyllaem biorreatorde imersão temporária (RITA ). Relações (NO 3- /NH 4+ ) 3:1 2:1 1:1 1:2 1:3 FONTE: OLIVEIRA, 2009.

25 ÁGAR Biorreator RITA 0 dias 14 dias Padrão de brotos produzidos na relação 2:1 de N(NO3-):N(NH4+), nos dois sistemas de cultivo, ágar e biorreator RITA,aos0,14,28e42diasdecultivo do clone de Eucalyptus grandis x E. urophylla(c1). 28 dias FONTE: OLIVEIRA, dias

26 Explantesalongados aos 28 dias da cultura em biorreatorde imersão temporária RITA (A) e diversidade no padrão de alongamento dos brotos (B) do clone de Eucalyptus grandis x E. urophylla (C1). FONTE: OLIVEIRA, 2009.

27 OLIVEIRA, Mila Liparize de, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, setembro de Micropropagaçãode clones de Eucalyptusgrandisx E. urophyllaem biorreatoresde imersão temporária. Orientador: AloisioXavier. Coorientadores: Ricardo Miguel PenchelFilho, João Batista Teixeira e Wagner Campos Otoni. PRINCIPAIS DESAFIOS Hiper-hidricidade Estresse dos explantes Condição de aclimatação e enraizamento Calo

28 MICROPROPAGAÇÃO -Tendências Automatização dos sistemas de cultura BIORREATORES; Micropropagação em condições fotoautotrópicas. Acessível; Simplicidade; Economicamente viável; Operacionalidade em larga escala.

29 MICROPROPAGAÇÃO MINIESTAQUIA PROPAGAÇÃO CLONAL DO EUCALIPTO

30 Xavier, A.; Wendling, I.; Silva, R. L. Silvicultura clonal: princípios e técnicas. Viçosa/MG, Ed. UFV, p. Sumário A silvicultura clonal Biologia da propagação clonal Propagação clonal pela enxertia Propagação clonal pela estaquia Propagação in vitro em espécies florestais Seleção clonal Florestas clonais AQUISIÇÃO Livraria UFV on-line Campus UFV - CEP Viçosa-MG Fone: (31) Fax: (31) Editora UFV Viçosa/MG-Brasil Site editora: editoravendas@ufv.br

31 Departamento de Engenharia Florestal Viçosa / MG - Brasil Universidade Federal de Viçosa Centro de Ciências Agrárias Departamento de Engenharia Florestal AloisioXavier xavier@ufv.br