I Simpósio Brasileiro da Pupunheira Embriogênese somática em pupunha como estratégia para a multiplicação massal de genótipos selecionados Dr. Douglas A. Steinmacher Ilheus, Setembro de 2011 Bactris gasipaes Kunth Introdução Bactris gasipaes Kunth Arecaceae Caespitose (perfilhos) Espinhos (porém: Mutações sem espinhos) Espécie domesticada Única espécie de palmeira completamente domesticada na América tropical Cultigen Bactris gasipaes var. chichagui (Forma selvagem) -Frutos 0,5 – 10 g Bactris gasipaes var. gasipaes (Forma cultivada) - Frutos 10 – 120 g Introdução Usos Madeira Frutos Diferentes demandas Palmito Justificativa Variabilidade genética Variabilidade genética Variabilidade genética Variabilidade genética Formas de propagação Objetivos Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Elevada variabilidade genética Atualmente principal forma de propagação é por sementes (riscos fitossanitários; procedência desconhecida) Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema Formas de propagação Objetivo Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Atualmente principal forma de propagação é por sementes Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema Formas de propagação Objetivo Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Atualmente principal forma de propagação é por sementes Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema Justificativa Embriogenênese somática 2005 Protocolo de regeneração in vitro Fluxograma Planta matriz Indução da embriogênese somática Formação dos embriões somáticos Maturação dos embriões somáticos Regeneração das plântulas Comercialização das mudas Inflorescência Protocolo de embriogênese somática Inflorescência Inflorescência Vantagens: - Explantes obtidos de plantas adultas; Desvantagens: - Resposta in vitro muito morosa; - Dificuldade de otimização do protocolo; - Mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha são desconhecidos; Embrião zigótico Embrião zigótico Embrião zigótico Embrião zigótico Embrião zigótico Vantagens: - Facilidade de obtenção de explantes; - Rápida resposta in vitro; - Otimização do protocolo; - Compreensão dos mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha; Desvantagens: - Uso de embriões zigóticos como fonte de explantes; Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Camada fina de células Vantagens: - Explantes de tecidos somáticos; - Elevada competência embriogênica; - Compreensão dos mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha; Desvantagens: - Poucos genótipos foram avaliados; - Cultivo “linear”; Cultivo „linear“ Introdução Planta matriz Indução Formação dos embriões somáticos Maturação dos embriões somáticos Regeneração das plântulas Comercialização das mudas Cultivo cíclico Introdução Planta matriz Indução Multiplicação cíclica Maturação dos embriões somáticos Regeneração das plântulas Comercialização das mudas Regeneração in vitro de pupunha Objetivos Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Atualmente principal forma de propagação é por sementes Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Imersão Temporária Regeneração in vitro de pupunha 1 MOTOCROMPRESSOR 2 A B 3 TEMPORIZADOR 1 1 MANGUEIRAS DE SILICONE 4 2 VÁLVULAS SOLENÓIDES 3 FILTROS DE AR 0,2 micras 5 4 ROLHAS DE SILICONE 5 TUBOS DE VIDRO 6 RESERVATÓRIO DE MEIO DE CULTURA 7 RECIPIENTE DE CULTIVO 6 1 7 BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Imersão Temporária Regeneração in vitro de pupunha 1 MOTOCROMPRESSOR 2 A B 3 TEMPORIZADOR 1 1 MANGUEIRAS DE SILICONE 4 2 VÁLVULAS SOLENÓIDES 3 FILTROS DE AR 0,2 micras 5 4 ROLHAS DE SILICONE 5 TUBOS DE VIDRO 6 RESERVATÓRIO DE MEIO DE CULTURA 7 RECIPIENTE DE CULTIVO 6 1 7 BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Imersão Temporária Regeneração in vitro de pupunha 1 MOTOCROMPRESSOR 2 A B 3 TEMPORIZADOR 1 1 MANGUEIRAS DE SILICONE 4 2 VÁLVULAS SOLENÓIDES 3 FILTROS DE AR 0,2 micras 5 4 ROLHAS DE SILICONE 5 TUBOS DE VIDRO 6 RESERVATÓRIO DE MEIO DE CULTURA 7 RECIPIENTE DE CULTIVO 6 1 7 BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Imersão Temporária Regeneração in vitro de pupunha 1 MOTOCROMPRESSOR 2 A B 3 TEMPORIZADOR 1 1 MANGUEIRAS DE SILICONE 4 2 VÁLVULAS SOLENÓIDES 3 FILTROS DE AR 0,2 micras 5 4 ROLHAS DE SILICONE 5 TUBOS DE VIDRO 6 RESERVATÓRIO DE MEIO DE CULTURA 7 RECIPIENTE DE CULTIVO 6 1 7 BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Imersão Temporária Regeneração in vitro de pupunha 1 MOTOCROMPRESSOR 2 A B 3 TEMPORIZADOR 1 1 MANGUEIRAS DE SILICONE 4 2 VÁLVULAS SOLENÓIDES 3 FILTROS DE AR 0,2 micras 5 4 ROLHAS DE SILICONE 5 TUBOS DE VIDRO 6 RESERVATÓRIO DE MEIO DE CULTURA 7 RECIPIENTE DE CULTIVO 6 1 7 BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Imersão Temporária Regeneração in vitro de pupunha 1 MOTOCROMPRESSOR 2 A B 3 TEMPORIZADOR 1 1 MANGUEIRAS DE SILICONE 4 2 VÁLVULAS SOLENÓIDES 3 FILTROS DE AR 0,2 micras 5 4 ROLHAS DE SILICONE 5 TUBOS DE VIDRO 6 RESERVATÓRIO DE MEIO DE CULTURA 7 RECIPIENTE DE CULTIVO 6 1 7 BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Imersão Temporária Regeneração in vitro de pupunha 1 MOTOCROMPRESSOR 2 A B 3 TEMPORIZADOR 1 1 MANGUEIRAS DE SILICONE 4 2 VÁLVULAS SOLENÓIDES 3 FILTROS DE AR 0,2 micras 5 4 ROLHAS DE SILICONE 5 TUBOS DE VIDRO 6 RESERVATÓRIO DE MEIO DE CULTURA 7 RECIPIENTE DE CULTIVO 6 1 7 Imersão Temporária Imersão Temporária Imersão Temporária Palm growing in temporary immersion system Imersão Temporária Imersão Temporária Imersão Temporária Imersão Temporária Imersão Temporária Vantagens: - Cultivo cíclico; - Rápida resposta in vitro; - Elevada competência embriogênica; - Compreensão dos mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha; Desvantagens: - Requer a implantação do sistema; - Requer mão de obra ainda mais especializada; - Resposta de diferentes genótipos está sendo avaliada; - Coleção nuclear do INPA; Estabelecimento in vitro da coleção nuclear do INPA Coleção nuclear 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Total Viáveis 3 Meses Contaminação 6 Meses Embriogênico Coleção nuclear Número de estruturas embriogênicas 300 CN16 250 CN41 200 150 CN12 CN21 100 CN6 50 CN1 CN7 CN59 CN50 CN35 CN46 CN44 CN36 CN15 CN57 CN3 CN25 CN40 CN39 CN63CN8; 30 CN23 CN49CN52 CN58 CN61 CN38 CN29 CN34 CN56 CN19 CN11CN13 CN18 CN10 0 CN27 Capacidade embriogênica em sistema avançado de cultivo (9 meses de cultivo após introdução in vitro) Coleção nuclear 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Regeneração in vitro de pupunha Planta matriz Criopreservação Aplicações Indução Multiplicação cíclica Regeneração das plântulas Formação de um jardim clonal Duplicação do banco de germoplasma Variação somaclonal Propagação massal I Simpósio Brasileiro da Pupunheira Obrigado pela atenção! Dr Douglas A. Steinmacher Pesquisador sênior em cultura de tecidos Instituto Biosomática, Holambra, SP [email protected]
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