Universidade Federal Rural de Pernambuco Departamento de Agronomia Programa de PósPós-Graduação em Agronomia Melhoramento Genético de Plantas Propagação in vitro de helicônia (Heliconia spp.) a partir de embriões zigóticos e embriogênese somática Aluna: Silvany de Sousa Araújo (Bolsista Facepe) Orientadora: Vivian Loges Co-Orientadoras: Lilia Willadino Cláudia Ulisses Roteiro de Apresentação Introdução Objetivos Metodologia Cronograma de Atividades Orçamento Relevância científica, tecnológica e sócio-econômica Introdução Características Botânicas: - Divisão: Magnoliophyta - Classe: Liliopsida - Ordem: Zingiberales - Gênero: Heliconia - Família: Heliconiaceae Introdução Características Botânicas: Ocorrência: Américas Central e do Sul; Ilhas do Pacífico Sul Fonte: Memória Virtual, 2009 Introdução Características Botânicas: Brasil: 40 espécies nativas Fonte: Blog da Caatinga, 2009 Introdução Características Botânicas: - Plantas herbáceas; - Altura: 0,5 – 10m; - Pseudocaule; - Rizoma; - Folha; - Inflorescência terminal; - Flores; - Frutos. Introdução Características Botânicas: - Formas de Propagação: RIZOMA SEMENTES CULTURA DE TECIDOS Introdução Importância econômica - Mercado mundial de flores e plantas ornamentais BILHÕES ANUAIS (U$) 14 1 14 Flores e Plantas 60 Mudas Bulbos 60 Fonte: Junqueira e Peetz, 2009. Introdução Importância econômica Floricultura Tropical 400 milhões (U$) - Brasil: pouco representativo no mercado mundial (5%); - Países desenvolvidos: consumo per capita de flores condições desfavoráveis; - Brasil: condições favoráveis para cultivo baixo custo de produção; - Heliconiaceae participação floricultura tropical; Uso: paisagismo e flor de corte; - Dinâmica da Floricultura; Introdução Cultura de Tecidos: - Biotecnologia: produtividade; Produtos de qualidade superior; - Cultura de Tecidos: Princípio Totipotência das células vegetais; Condições de cultivo: Meio nutritivo apropriado; Ambiente asséptico; Condições ambientais controladas; Introdução Cultura de Tecidos: - Vantagens: Propagação de plantas sadias; Propagação clonal de espécies de valor comercial; - Áreas de Aplicação Micropropagação Cultura de meristemas Embriogênese Somática Seleção in vitro Cultura de Tecidos Cultura de protoplastos Hibridação Somática Introdução Cultura de Tecidos: Fonte: Madelaine Pretty (Blogspot), 2009 Introdução Cultivo de Embriões Zigóticos - Procedimento comum no melhoramento genético; - Aplicação: Resgate de embriões de sementes com dificuldade de germinação; Resgate de embriões imaturos; - Vantagens: Propagação rápida de plantas; Recuperação de plantas livres de doenças; Conservação e intercâmbio de germoplasma; Introdução de germoplasma como semente botânica; Superação da dormência de sementes. Introdução Embriogênese Somática - Desenvolvimento de embrióides a partir de células haplóides ou somáticas diplóides, sem que haja fusão de gametas; - Tipos de embriogênese: ES DIRETA ES INDIRETA MS + citocinina MS + citocinina/auxina Embriões Calos Introduçãoc Embriogênese Somática - Vantagens: Alta taxa de multiplicação; Escalonamento da produção; Plantio direto da muda; Auxilia a transferência de genes; Fonte: CHEN e CHANG, 2006. Objetivos Objetivo Geral: Analisar o desenvolvimento in vitro de embriões zigóticos e estabelecer protocolos para indução de embriões somáticos em espécies de Heliconia. Objetivos Objetivos Específicos: Avaliar a produção e desenvolvimento de mudas de Heliconia ssp. por meio de cultivo de embriões zigóticos; Induzir a formação de embriões somáticos utilizando fontes de auxinas e citocininas exógenas. Metodologia - Local de Realização dos Experimentos Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais- UFRPE; Experimento I- Cultivo de Embrião Zigótico Material Vegetal: Sementes colhidas de frutos maduros de inflorescências; Local da Coleta: - Coleção da UFRPE- Camaragibe - Área de produção comercial- Paulista Metodologia Experimento I- Cultivo de Embrião Zigótico - Espécies utilizadas: H. bihai H. wagneriana H. stricta H. episcopalis H. rostrata H. rauliniana Metodologia Desenvolvimento de metodologia para coleta de frutos; Metodologia Metodologia Experimento I- Cultivo de Embrião Zigótico Assepsia dos frutos: LAVAGEM COM DETERGENTE COMERCIAL ÁLCOOL 70 % Ca(CLO)2 A 3% + TWEEN 20 Ca(CLO)2 A 1,5% + TWEEN 20 LAVAGEM EM ÁGUA ESTÉRIL Metodologia Experimento I- Cultivo de Embrião Zigótico - Inoculação dos embriões zigóticos: REMOÇÃO DA POLPA DOS FRUTOS EXTRAÇÃO DOS EMBRIÕES INOCULAÇÃO DOS EMBRIÕES EM MEIO MS Metodologia Experimento I- Cultivo de Embrião Zigótico - Meio de cultura: Meio MS (Murashige e Skoog, 1962); 3% de glicose; 0,65% de ágar; pH: 5.8 Autoclavagem: 120ºC - Condições de cultivo: Ausência total de luz- 8 dias; Fotoperíodo: 16 hrs (luz) Int. luminosa: 50 µmols m-2s-1 Temperatura: 25 ± 2ºC Metodologia Experimento I- Cultivo de Embrião Zigótico - Parâmetros analisados: Número de raízes; Número de folhas; Tamanho da parte aérea; Tamanho da raíz principal; Peso fresco. - Aclimatação: Transferência das plantas para substrato (Plantmax); Período de aclimatação: 3 meses Metodologia Experimento I- - Cultivo de Embrião Zigótico Delineamento e análise estatística: Inteiramente casualizado; 10 repetições por tratamento; Análise de variância; Teste de Tukey (5% de probabilidade). Metodologia Experimento II- Embriogênese Somática - Explantes utilizados: Ápice radicular; Inserção das folhas no pseudocaule; Nervura principal; Nervura secundária. - Espécie utilizada H. bihai Metodologia Experimento II- Embriogênese Somática - Meio de cultura: Mesmo do experimento I (+ caseína); - Etapas de Desdiferenciação e Rediferenciação: ÁCIDO 2,4DICLOFENOXIACÉTICO (2,4-D) ÁCIDO INDOLACÉTICO (AIA) ÁCIDO NAFTALENO ACÉTICO (ANA) ÁCIDO BEZILAMINAPURINA (BAP) Metodologia Experimento II- Embriogênese Somática - Metodologias Testadas: Metodologia Experimento I- Cultivo de Embrião Zigótico - Condições de cultivo: Fotoperíodo: 16 hrs (luz) Int. luminosa: 47 µmols m-2s-1 Temperatura: 25 ± 1ºC Metodologia Experimento II- Embriogênese Somática - Etapa de Conversão: Meio MS; Subcultivos a cada 4 semanas; Registro: Número de embriões Sincronia entre parte aérea e raízes IFE = Nº de embriões formados Nº de explantes inoculados Metodologia Experimento II- Embriogênese Somática - Delineamento e análise estatística: Inteiramente casualizado; Arranjo Fatorial: 4x3 (explantes x meios) 10 repetições por tratamento; Análise de variância; Teste de Tukey (5% de probabilidade). Cronograma de Atividades Orçamento Infra-estrutura - diponível: O Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais da UFRPE conta com infra-estrutura básica capaz de apoiar o desenvolvimento do projeto proposto; Materiais de consumo: Relevância Científica, Tecnológica e Sócio-Econômica A floricultura alternativa técnica e viável economicamente para a geração de emprego e renda no País; O cultivo in vitro de embriões zigóticos vem acelera aobtenção de mudas e a seleção de genótipos mais adequados à comercialização; Relevância Científica, Tecnológica e Sócio-Econômica A técnica de embriogênese somática maximiza a propagação de cultivares já recomendadas para plantio e vindas de programas de melhoramento; Oferece ao produtor mudas de alto padrão de qualidade em quantidade suficiente em curto espaço de tempo; Relevância Científica, Tecnológica e Sócio-Econômica A aplicação de técnicas de biotecnologia pode contribuir para a sustentabilidade da agricultura pela produção de cultivos mais compatíveis com o ambiente, especialmente em países não desenvolvidos. Apoio Financeiro e Institucional Silvany de Sousa Araújo Mestranda em Melhoramento Genético de Plantas- UFRPE E-mail: [email protected]
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