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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.11.2015.tde-21092015-112152
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme Pereira de Oliveira
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Peres, Lazaro Eustaquio Pereira (Presidente)
Goldman, Maria Helena de Souza
Nogueira, Fabio Tebaldi Silveira
Título em português
Convergência de vias de desenvolvimento: análise da capacidade de formar órgãos in vitro em mutantes de tomateiro afetando a arquitetura foliar
Palavras-chave em português
Ex vitro
In vitro
Arquitetura foliar
Hormônios
Micro-Tom
Organogênese
Regeneração
Resumo em português
O cultivo in vitro de células, tecidos e órgãos vegetais, iniciado no começo do século XX, propiciou avanços no conhecimento científico e biotecnológico. O processo de regeneração in vitro depende tanto das condições de cultivo quanto da base genética dos explantes utilizados. Alguns autores postulam que a regeneração pode ser dividida em etapas e o balanço entre hormônios vegetais é responsável por determinar o destino dos explantes (e.g. formação de raízes, gemas ou calos). Em estudo realizado anteriormente, foi constatada a alta capacidade de regeneração de gemas caulinares adventícias in vitro do mutante Mouse-ears, que apresenta folhas com maior complexidade. Diante disso, neste trabalho outros mutantes que afetam a arquitetura foliar, como entire, procera, clausa, potato-leaf e Mouse-ears, foram avaliados ex vitro e in vitro, no "background" da cultivar Micro-Tom (MT). A caracterização fenotípica dos genótipos demonstrou que as mutações estudadas afetam vários outros aspectos do desenvolvimento, além das folhas. Muitas das diferenças observadas ex vitro, são em parte devidas à transição de estágio vegetativo para reprodutivo. Ao analisarmos os resultados de regeneração in vitro (formação de gemas caulinares e raízes adventícias; e crescimento de calos), nota-se que a capacidade organogenética de cada mutante não tem correlação com o grau de complexidade foliar, mas sim com tipo de mutação envolvida. Análises morfológicas de eventos in vitro e ex vitro quanto à formação de gemas caulinares adventícias e do meristema apical caulinar, respectivamente, denotam que ocorrem tanto similaridades quanto disparidades entre os dois processos. Os resultados indicam que provavelmente os mutantes entire (respota constitutiva a auxina por perda de função de um AUX/IAA) e Mouse-ears (super expressão do gene KNOX TKN2) atuam na etapa de indução de raízes e gemas, respectivamente, no processo de regeneração in vitro. Em contra partida, procera (resposta constitutiva a giberelina) atuaria na etapa de aquisição de competência ou retardo do desenvolvimento pós-indução. Além disso, TKN2 demonstrou ter um importante papel na formação de gemas caulinares adventícias in vitro. As vias para a formação de orgãos ex vitro (e.g. folhas, raízes, gemas axilares etc.) são diferentes da in vitro. Apesar disso, vários genes e moléculas recrutados em uma via de desenvolvimento ex vitro podem interferir na organogênese in vitro.
Título em inglês
Convergence of developmental pathways: in vitro analysis of organ formation capacity in tomato mutants affecting leaf architecture
Palavras-chave em inglês
Ex vitro
Hormones
In vitro
Leaf architecture
Micro-Tom
Organogenesis
Regeneration
Resumo em inglês
The in vitro culture of plant cells, tissues and organs, started at the beginning of the 20th century, has been leading to scientific and biotechnological advances ever since. The process of in vitro regeneration depends on the growth conditions as well as the genotype of the explant. Several authors postulated that regeneration can bedivided into steps and that the hormonal balance will determinate the fate of the explant (e.g. formation of roots, shoots or callus). In a previous study, it was found that the mutant Mouse-ears, which exhibits a more complex leaf architecture, has high capacity of shoot regeneration. Hence, in the present work others mutants affecting leaf architecture such as entire, procera, clausa, potato-leaf and Mouse-ears were measured ex vitro and in vitro in the MT background. These assessments aimed to investigate if there are similarities in organogenesis between in vitro and ex vitro. The phenotypic characterization of the genotypes showed that these mutations affect several aspects of plant development and not only the leaf architecture. Many differences observed ex vitro are in part due to the transition from vegetative to reproductive phase. When analyzing the results of in vitro regeneration (formation of adventitious shoots and roots; and callus growing) it is noticed that the organogenetic capacity of each mutant have no correlation with the degree of leaf complexity but with the type of mutation involved. Morphological analysis of in vitro and ex vitro events, such as formation of adventitious shoots and shaping of shoot apical meristem, respectively, denotes similarities and divergences between the processes. The results indicate that probably the mutants entire (constitutive response to auxin due to a loss-of-function in an AUX/IAA) and Mouse-ears (overexpression of a KNOX TKN2) act at the induction step of root and shoot, respectively, in the in vitro regeneration process. On the other hand, procera (constitutive response to gibberellin) acts at the competence step or the arrest of the development after induction. Furthermore, TKN2 showed an important role in the formation of in vitro adventitious shoots. The pathways for ex vitro organ formation (e.g. leaf, root, axillary buds, etc.) are different from that for in vitro. Nevertheless, genes and molecules recruited in the pathway of ex vitro development may interfere in the in vitro organogenesis.
 
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Data de Publicação
2015-09-30
 
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