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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.41.2012.tde-11102012-102516
Documento
Autor
Nome completo
Lia Chaer
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Kerbauy, Gilberto Barbante (Presidente)
Mercier, Helenice
Suzuki, Rogério Mamoru
Título em português
Estudo para o estabelecimento de uma nova estratégia de clonagem in vitro de Cattleya e Cymbidium (Orchidaceae) por meio da utilização de gemas laterais de caules estiolados
Palavras-chave em português
Estiolamento
Hormônios vegetais
Micropropagação
Orchidaceae
Resumo em português
Catasetum fimbriatum (Morren) Lindl. é uma orquídea estudada no Laboratório de Fisiologia Vegetal do IBUSP desde 1990. As plantas deste gênero, quando incubadas in vitro no escuro, apresentam crescimento contínuo do caule na ausência de qualquer regulador de crescimento. Quando as gemas laterais dos caules estiolados são isoladas e incubadas na presença de luz, originam novas plantas, constituindo-se, desta forma, uma técnica relativamente simples e geneticamente segura de clonagem de plantas. Baseando-se no conhecimento consolidado com esta planta, procurou-se por um lado aprofundar conhecimentos básicos a respeito dos processos envolvidos na indução do crescimento caulinar em C. fimbriatum, e por outro, tomando-a como parâmetro de referência, estendê-los às plantas de Cymbidium e Cattleya labiata tratadas com etileno, giberelina (GA) e óxido nítrico (NO). Foram utilizadas plantas micropropagadas de C. fimbriatum e Cymbidium, enquanto as de Cattleya foram obtidas por meio de germinação assimbiótica. Após 120 dias de incubação, as plantas foram transferidas para o escuro e tratadas com diferentes concentrações de GA, paclobutrazol (PA), um inibidor de biossíntese de GA, etileno, 1-metilciclopropeno (1-MCP), um inibidor da ação do etileno, e NO. No 30º e 60º dia de incubação no escuro, foram mensurados o número de nós formados e de gemas laterais liberadas, bem como o tamanho e as massas fresca e seca dos estolões. Análises dos teores de etileno e CO2 acumulados nos frascos foram determinadas por meio de cromatografia gasosa. Os três gêneros estudados apresentaram respostas diferentes quanto ao estiolamento. Nitidamente, sob as condições utilizadas, as plantas de Cattleya labiata mostraram-se recalcitrantes à formação de estolões e à quebra da dominância apical, mantendo inalterado o crescimento foliar ao longo de todo o período de tratamento. Não obstante os caules de C. fimbriatum e Cymbidium tenham estiolado conspicuamente, na primeira planta eles se formaram na base do pseudobulbo, enquanto na segunda houve a retomada da atividade meristemática apical já nos primeiros 30 dias de incubação. Os tratamentos com GA promoveram significativamente o alongamento caulinar em C. fimbriatum, enquanto que nas plantas de Cymbidium a concentração mais elevada inibiu esse processo. Os tratamentos com PA e 1-MCP reduziram o alongamento caulinar em ambos os gêneros. O etileno aumentou a liberação de gemas laterais e a ramificação das mesmas em C. fimbriatum e promoveu incremento no tamanho do caule principal e no número de segmentos nodais em Cymbidium. Os efeitos mais marcantes da aplicação de NO ocorreram após 30 dias de tratamento, refletindo positivamente sobre o alongamento caulinar e o número de segmentos nodais em C. fimbriatum. Nas plantas de Cymbidium, contudo, a presença de NO inibiu esse processo. No que se refere à emissão de etileno e CO2, observou-se uma variação acentuada entre os gêneros e os tratamentos realizados. Quanto ao etileno, a liberação mais elevada deu-se nos tratamentos com etileno nas três plantas estudadas. A liberação deste hormônio foi mais proeminente nas plantas de C. fimbriatum do que nas de Cymbidium, o que, em princípio, poderia ser relacionado à rápida retomada da atividade meristemática nestas últimas e a manutenção da dominância apical, tendo aparentemente o oposto ocorrido com plantas de C. fimbriatum. Embora ambas originem estolões, os meristemas envolvidos comportam-se de forma distintas, podendo ser separados em três grupos. Nos primeiros dois se enquadrariam os gêneros Catasetum e Cymbidium, com inibição do crescimento foliar e formação de estolões a partir apenas da atividade do MAC (Cymbidium), ou a partir da liberação de gemas laterais (Catasetum), enquanto no terceiro grupo se enquadraria o gênero Cattleya, com manutenção do crescimento foliar e não formação de caules estiolados.
Título em inglês
Study to develop a new strategy to in vitro propagation of Cattleya and Cymbidium (Orchidaceae) using the lateral buds of etiolated shoot
Palavras-chave em inglês
Etiolation
Micropropagation
Orchidaceae
Vegetal hormones
Resumo em inglês
Catasetum fimbriatum (Morren) Lindl. is an epiphytic orchid that has been studied since 1990 in our Laboratory. Plants of this genus have the peculiarity of being easily propagated, using the lateral buds of its etiolated shoot. This is possible because the shoot apical meristem shows a sustained activity when kept in darkness, resulting in an expressive shoot elongation. When the etiolated nodal segments are incubated under light, they rapidly form new plants. This micropropagation process dismisses the application of any plant growth regulators, representing an efficient in vitro multiplication method. The aim of this study was to apply the existing knowledge about the physiology of dark-grown C. fimbriatum plants, to other two genera, Cymbidium and Cattleya, intending to characterize the role of ethylene, gibberellin and nitric oxide in the signaling of shoot elongation process of these plants. C. fimbriatum and Cymbidium plants were obtained by micropropagation technique, using etiolated nodal segments, whereas Cattleya plants were obtained by assimbiotic germination. After 3 months, these plants were incubated in the dark under different levels of concentration of gibberellin (GA), ethylene, nitric oxid (NO), paclobutrazol (PA, inhibitor of gibberellin biosynthesis) and 1-methylcyclopropene (1-MCP, inhibitor of ethylene perception),. After 30 and 60 days, the treatments effects were measured through the number of nodal segments of the stolons, shoot size, and wet and dry mass. Ethylene and CO2 contents were determined using gas chromatography. The three studied genera showed different responses to dark incubation and treatments. Cattleya was not able to recover shoot apical meristem (SAM) activity and its phenotype remained unaltered, maintaining foliar growth until the end of the treatment. C. fimbriatum originated stolons from the base of the pseudobulb, forming etiolated shoots. On the other hand, Cymbidium showed a different meristematic activity, giving rise to an elongated stem from the apical end of the pseudobulb within the first 30 days of the experiment. GA promoted a significant increase in stem elongation in C. fimbriatum whereas in Cymbidium plants this parameter was inhibited at the highest level of hormone. PA and 1-MCP reduced stem elongation in both C. fimbriatum and Cymbidium plants. Ethylene treatment increased the development of lateral buds and their branching in C. fimbriatum and increased the size of Cymbidium etiolated stem and the number of node segments. The most conspicuous effects of the application of NO occurred after 30 days of treatment, increasing shoot elongation and number of node segments in C. fimbriatum and reducing these parameters in Cymbidium plants. With regard to ethylene and CO2 emission the different genera presented different responses. C. fimbriatum, Cattleya and Cymbidium showed increasing hormone liberation within the ethylene treatments. Furthermore, C. fimbriatum showed conspicuously higher ethylene and CO2 emission than Cymbidium plants. When incubated in the absence of light, the three orchid genera showed distinct behavior, separated into three groups: (1) etiolated stem formation only from SAM activity, and development of reduced leaves (Cymbidium) (2) etiolated stem formation from lateral buds and development of reduced leaves (C. fimbriatum), (3) absence of etiolated stems, with maintenance of foliar growth (Cattleya).
 
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Lia_Chaer_CORRIG.pdf (3.02 Mbytes)
Data de Publicação
2013-01-24
 
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