Cultura de tecidos aplicada ao melhoramento genético de plantas Jonny Everson Scherwinski-Pereira

Transcrição

1 Simpósio de melhoramento de plantas 2016 Cultura de tecidos aplicada ao melhoramento genético de plantas Jonny Everson Scherwinski-Pereira

2 A cultura de tecidos de plantas teve sua origem no início do Sec. XX com os trabalhos de Gottlieb Haberlandt 1902 Propôs o conceito de cultura celular in vitro In 2002 the 100th anniversary Kulturversuche mit isolierten Pflanzenzellen Experimentos de cultura com células vegetais isoladas 'It will be the problem of future culture experiments to discover the conditions under which isolated cells undergo division' (Haberlandt 1902). primeiros trabalhos de cultivo de tecidos somáticos de várias plantas (observação de divisões celulares, potencialidades de células isoladas e verificar teoria celular)

3 Antecedentes Haberlandt (1902): primeiros trabalhos de cultivo de tecidos somáticos de várias plantas - prova da totipotência Hanning (1904): cultivo de embriões imaturos de crucíferas, necessidade de sacarose e uso de fontes de nitrogênio (morfologia); Knudson (1922): cultivo de sementes de orquídeas necessidade de sacarose; Laibach (1925): primeiro a provar uso no melhoramento - recuperação e cultivo de embriões a partir de híbridos incompatíveis de Linum; Went (1926): termo auxina AIA primeiro hormônio de crescimento de plantas trabalhos com cenoura e manutenção de calos;

4 Antecedentes Elaboração de meio líquido Crescimento de ápices radiculares de tomateiro Van Overbeek et al. (1940) Foi o primeiro a adicionar leite de coco para divisão celular em Datura Miller et al. (1955): isolamento e caracterização da cinetina - hormônio da divisão cellular; Skoog & Miller (1957): Controle químico da morfogênese in vitro em fumo (rel. auxin/citoc); Morel (1960): limpeza clonal em orquídea a partir de ápices meristemáticos /; taxa multip 5

5 Antecendentes Steward et al. (1958): formação de embriões somáticos (cenoura) Murashige & Skoog (1962) - Meio de MS (Vit. B: Tiamina, Piridoxina e Ac. Nicotínico) Smith & Murashige (1970): produção de plantas por meristemas Nitsch and Norreel (1973): sucesso na produção de haploides de micrósporos isolados de fumo; Nag and Street regeneração de céls criopreservadas de fumo Melchers et al. (1978): Híbrido somático - Pomato Klein, Sanford et al. (1987): método da biobalística para transformação de plantas

6 Por que a cultura de tecidos vegetais? Rápida propagação comercial de novas cultivares; Normalmente não destrói a planta mãe; Fornecimento contínuo de plantas ao longo do ano; Plantas livres de vírus; Mais fácil de ser transportada/intercâmbio de materiais; Seleção rápida para o melhoramento das culturas; Gera clones verdadeiros; Qualquer tipo de planta (não produzem sementes);

7 Estratégias e vias usadas na propagação in vitro - Produção em escala - Ferramenta melhoramento genético 1) Multiplicação por proliferação de gemas/brotações; 2) Multiplicação por proliferação de gemas adventícias; 3) Multiplicação via Embriogênese somática/cultura de células/agregados celulares 10

8 Aplicações Conservação in vitro* Limpeza clonal* Microenxertia Embriogênese somática* Criopreservação Superação da autoesterilidade Transformação genética Cultura de tecidos de plantas Clonagem em larga-escala Superação de dormência Metabólitos secundários Hibridização ampla Florescimento precoce Variabilidade genética Rápida multiplicação* Plantas livres de doenças* Híbridos somáticos Intercâmbio* de germoplasma Produção de haplóides*

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12 Estratégias de clonagem do dendezeiro 1) Melhoramento de plantas (EZ)

13 A produção de mudas de dendezeiro - biorreatores de imersão temporária (BIT) Gomes et al. 2016

14 Fatores de estresse: - Desequilíbrios de componentes do meio, como alta concentração de reguladores de crescimento de plantas (auxina e citocininas); - Duplicações cromossômicas; - Irradiação (raios gama); - Cultivo com toxinas (fungos);

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21 Plantlet regeneration from embryogenic callus of indica rice (Oryza sativa L. subsp. indica). Green spots (A) on embryogenic callus surface after transfer to modified MS medium containing 9.3 μm kinetin, 5.4 μm NAA, 87.6 mm sucrose, and 83.3 mm maltose for 1 wk. Green plantlet (B) and albino plantlet (C) regenerated from anther-derived embryogenic callus after 8 and 10 wk, respectively Double-haploid rice derived from 0.1% colchicine treatment after transfer to plastic trays containing clay soil in the screenhouse (A) and during cultivation in the paddy field prior to flowering stage (B). 50

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