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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.11.2002.tde-05022003-095258
Documento
Autor
Nome completo
Weliton Antonio Bastos de Almeida
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2002
Orientador
Banca examinadora
Mourao Filho, Francisco de Assis Alves (Presidente)
Donadio, Luiz Carlos
Labate, Carlos Alberto
Mendes, Beatriz Madalena Januzzi
Soares Filho, Walter dos Santos
Título em português
Caracterização anatômica da organogênese in vitro e transformação genética via Agrobacterium tumefaciens em Citrus sp.
Palavras-chave em português
bactéria fitopatogênica
citricultura
cultivo "in vitro"
morfogênese vegetal
transformação genética
Resumo em português
A transformação genética vem sendo, cada vez mais, incorporada em programas de melhoramento genético de diversas espécies. Esta técnica permite a incorporação de gene(s) exógeno(s) no genoma das plantas, modificando características específicas. Assim, apresenta-se como uma importante ferramenta de auxílio ao melhoramento convencional de citros, que possui uma série de limitações impostas pela sua biologia reprodutiva. Entretanto, a transformação genética requer o estabelecimento prévio de sistemas de regeneração de plantas in vitro como requisito essencial para sua execução. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estabelecer as condições de cultivo in vitro para organogênese e transformação genética de laranja 'Hamlin', laranja 'Pera', laranja 'Valência', laranja 'Natal' (Citrus sinenis L. Osbeck) e limão 'Cravo' (Citrus limonia L. Osbeck), realizando-se a caracterização anatômica do processo. Buscou-se, inicialmente, otimizar o processo de organogênese e regeneração de plantas in vitro, a partir de segmentos de epicótilo. Explantes foram introduzidos em meio de cultura MT suplementado com BAP, nas concentrações 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0 ou 4,5 mg.L -1 . Avaliaram-se o percentual de explantes responsivos e o número de brotações maiores ou iguais a 1,0 cm por explante responsivo. As brotações obtidas foram transferidas para meios de enraizamento, que se constituíram do MT + 1,0 mg.L -1 de NAA, MT + 1,0 mg.L -1 de IBA e MT na ausência de auxina. A concentração de BAP que melhor favoreceu a indução da organogênese foi 1,0 mg.L -1 para as laranjas doces e 0,5-2,5 mg.L -1 para o limão 'Cravo'. O meio de enraizamento com melhor resposta foi o MT + 1,0 mg.L -1 de IBA, para todos os cultivares estudados. Procedeu-se análise anatômica da organogênese in vitro, nas condições ótimas obtidas no trabalho anterior. As gemas adventícias tiveram origem endógena, formando-se a partir de zonas meristemáticas do câmbio vascular, caracterizando-se em organogênese direta. Desenvolveram-se, também, experimentos para estudar a transformação genética, via Agrobacterium, em segmentos de epicótilo de laranja 'Natal', laranja 'Valência' e limão 'Cravo'. Neste caso, estudou-se o tempo de inoculação com Agrobacterium, o período de co-cultivo, a utilização de acetoseringona e a temperatura de incubação durante o co-cultivo e o seccionamento do explante. Plantas transgênicas foram obtidas utilizando-se um período de inoculação de 20 minutos com Agrobacterium tumefaciens (EHA-105), co-cultivo por 3 dias na ausência de acetoseringona no meio de cultura e temperatura de co-cultivo de 23-27 °C. Finalmente, desenvolveu-se um estudo da indução da organogênese, análise histológica e transformação genética, a partir de segmentos internodais de plantas adultas das laranjas 'Hamlin', 'Pera', 'Valência' e 'Natal'. A organogênese foi induzida em meio de cultura DBA3, modificado, suplementado com 1,0 mg.L -1 de BAP e 0,5 mg.L -1 de NAA. Em função dos cortes histológicos concluiu-se que as gemas adventícias formaram-se na superfície do calo, o qual originou-se de sucessivas divisões celulares do câmbio, caracterizando-se em organogênese indireta. Plantas transgênicas de tecido adulto de laranja 'Hamlin' e laranja 'Valência' foram obtidas utilizando-se um dia de co-cultivo a 24 ºC, com ou sem o seccionamento do explante para Hamlin e apenas com o seccionamento do explante para Valência.
Título em inglês
Anatomical analysis of in vitro organogenesis and Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation in Citrus sp.
Palavras-chave em inglês
citrus
genetic transformation
histology
organogenesis
Resumo em inglês
Genetic transformation has been more frequently associated with conventional genetic breeding programs of different species. It allows for the introduction of exogenous gene(s) into the plant genome, with the possibility of altering specific characteristics. Thus, it can be an important tool for Citrus conventional breeding programs, which present several limitations imposed by the characteristics of the reproductive biology of this genus. For the success of the transformation system, however, the previous establishment of an efficient in vitro regeneration system is required. The objective of this research was to define in vitro culture conditions for the organogenesis and genetic transformation of Hamlin, Pera, Valencia and Natal sweet oranges (Citrus sinensis L. Osbeck) and Rangpur lime (Citrus limonia L. Osbeck) with the anatomical characterization of the process. Initially, the optimization of the in vitro organogenesis process and plant recovery was attempted using epicotyl segments as explants. For organogenesis induction, the explants were placed in MT culture medium supplemented with BAP (0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 3.5; 4.0 or 4.5 mg.L -1 ). The percent of responsive explants and the number of adventitious shoots per explant (> 1.0 cm) were evaluated. The shoots were transferred to rooting media, consisting of MT medium supplemented with NAA or IBA, or absence of auxin. The best BAP concentration for organogenesis induction was 1.0 mg.L -1 for the sweet oranges and between 0.5 and 2.5 mg.L -1 for Rangpur lime. The best rooting medium was MT with 1.0 mg.L -1 IBA for all the cultivars. Anatomical analysis was done to describe the optimized culture conditions. Adventitious buds originated endogenously from meristematic regions of the vascular cambium, characterizing a direct organogenesis. Studies were also done to analyze the genetic transformation of the sweet orange cultivars Natal and Valencia and Rangpur lime via Agrobacterium. Several experiments were installed to define the period of Agrobacterium inoculation and co-cultivation, the presence or absence of acetoseryngone, the temperature of incubation and the explant condition (with or without a longitudinal cut). Transgenic plants were obtained using an inoculation period of 20 minutes and co-cultivation for 3 days at 23-27 °C in absence of acetoseryngone in the culture medium. Finally, a study of organogenesis induction, histological characterization and genetic transformation from internodal segments of mature plants of sweet orange cultivars Hamlin, Pera, Valencia and Natal was conducted. Organogenesis was induced in DBA3 modified medium supplemented with 1.0 mg.L -1 BAP and 0.5 mg.L -1 NAA. Histological analysis showed that the adventitious buds formed indirectly from the callus formed by successive cell divisions from the vascular cambium. Transgenic plants from mature tissue of Hamlin and Valencia sweet oranges were obtained using one day of co-cultivation at 24°C with or without the longitudinal sectioning of the explant for Hamlin and only when the explant was longitudinally sectioned for Valencia.
 
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FIGURA7TESE.PDF (235.36 Kbytes)
FIGURA8TESE.PDF (195.49 Kbytes)
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Data de Publicação
2003-02-06
 
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