PROPAGAÇÃO CLONAL DO EUCALIPTO Aplicações Biotecnológicas

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1 PROPAGAÇÃO CLONAL DO EUCALIPTO Aplicações Biotecnológicas ALOISIO XAVIER Professor Associado Departamento de Engenharia Florestal Universidade Federal de Viçosa - BRASIL Campinas/SP Brasil Abril

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 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)

4 ESTRUTURAS

5 ESTRUTURAS

6 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

7 Enraizamento de MINIESTACAS e MICROESTACAS de clones híbridos de Eucalyptus grandis CLONE CM1 CLONE CM2 84,4 81,2 59,4 93,8 65,6 87,5 93,8 90,6 78, ,6 56,3 68,8 65, , AIB (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 et al., 2001.

8 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, Enraizamento de MINIESTACAS e MICROESTACAS de clones híbridos de Eucalyptus grandis Dias CC1 Mini CC1 Micro CC8 Mini CC8 Micro CC11 Mini CC11 Micro CC12 Mini CC12 Micro MC mini MC Micro Clones Sobrevivência das mudas aos 50 dias de idade. Fonte : Titon, SOB50 (%)

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

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

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

12 Micropropagação de clones híbridos de Eucalyptus globulus Taxa de multiplicação Taxa de multiplicação 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 C01 C04 C C26 C29 C 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, C04 e C16) (A) e Eucalyptus grandis x E. globulus (C26, C29 e C30) (B), em meio MS na fase de multiplicação in vitro, em 25 subcultivos.

13 Porcentagem de miniestacas (A) e microestacas (B) enraizadas (PME), em dois clones de Eucalyptus urophylla x E. globulus (C04 e C16) e dois de Eucalyptus urophylla x 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/(1-155,52 e -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 Dias após o estaqueamento C04 C16 C26 C30 C04 C16 C26 C30 MICROESTACAS MINIESTACAS

14 MINIESTAQUIA MICROESTAQUIA Tempo Eficiência Custos Aplicabilidade

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

16 Calo friável de Eucalyptus grandis X E. urophylla (Fonte: Alves 2007)

17 Fig. 1A-K: Somatic embryogenesis and plant regeneration in Eucalyptus globulus. (A) Aspect of the explant three weeks after induction (B) Embryogenic callus 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) Emblings from primary somatic embryo conversion. (G) Cluster of secondary somatic embryos. (H) Shoot elongation. (I), (J) and (K) Emblings from secondary somatic embryos in different steps of acclimatization. FONTE: PINTO et al.; 2010.

18 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)

19 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.

20 RECIPIENTE DE IMERSÃO TEMPORÁRIA AUTOMATIZADA RITA

21 PESQUISA COM BIORREATOR Clones de Eucalyptus OLIVEIRA, Mila Liparize de, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, setembro de Micropropagação de clones de Eucalyptus grandis x E. urophylla em biorreatores de imersão temporária. Orientador: Aloisio Xavier. Coorientadores: Ricardo Miguel Penchel Filho, João Batista Teixeira e Wagner Campos Otoni. PESQUISA EM ANDAMENTO: Micropropagação de clones híbridos de Eucalyptus globulus em biorreatores de imersão temporária. (CORREIA, Anne Caroline Guieiro, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, Propagação clonal de híbridos de Eucalyptus globulus. Orientador: Aloisio Xavier, Coorientadores: Wagner Campos Otoni e Miranda Titon).

22 TESE DE MESTRADO UFV OLIVEIRA, Mila Liparize de, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, setembro de Micropropagação de clones de Eucalyptus grandis x E. urophylla em biorreatores de imersão temporária. Orientador: Aloisio Xavier. Coorientadores: Ricardo Miguel Penchel Filho, João Batista Teixeira e Wagner Campos Otoni. CAPÍTULO 1 - Efeitos do meio de cultura e da relação bap/ana na multiplicação in vitro de 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 frequência de imersão e de injeção adicional de ar na multiplicação in vitro de Eucalyptus grandis x E. urophylla em biorreator de imersão temporária. CAPÍTULO 4 - Alongamento in vitro de multibrotações de Eucalyptus grandis x E. urophylla em meio semissólido e em biorreatores de imersão temporária.

23 Influência da relação N(NO3 -):N(NH4+) na multiplicação in vitro de Eucalyptus grandis x E. urophylla em biorreator de imersão temporária (RITA ). Relações (NO 3- /NH 4+ ) 3:1 2:1 1:1 1:2 1:3 FONTE: OLIVEIRA, 2009.

24 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, aos 0,14, 28 e 42 dias de cultivo do clone de Eucalyptus grandis x E. urophylla (C1). 28 dias FONTE: OLIVEIRA, dias

25 Explantes alongados aos 28 dias da cultura em biorreator de 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.

26 OLIVEIRA, Mila Liparize de, M. Sc., Universidade Federal de Viçosa, setembro de Micropropagação de clones de Eucalyptus grandis x E. urophylla em biorreatores de imersão temporária. Orientador: Aloisio Xavier. Coorientadores: Ricardo Miguel Penchel Filho, João Batista Teixeira e Wagner Campos Otoni. PRINCIPAIS DESAFIOS Hiper-hidricidade Estresse dos explantes Condição de aclimatação e enraizamento Calo

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

28 MICROPROPAGAÇÃO MINIESTAQUIA PROPAGAÇÃO CLONAL DO EUCALIPTO

29 Universidade Federal de Viçosa Centro de Ciências Agrárias Departamento de Engenharia Florestal Aloisio Xavier Departamento de Engenharia Florestal Viçosa / MG - Brasil