RESUMO
Transgenic technology is a crucial tool for gene functional analysis and targeted genetic modification in the para rubber tree (Hevea brasiliensis). However, low efficiency of plant regeneration via somatic embryogenesis remains a bottleneck of successful genetic transformation in H. brasiliensis. Enhancing expression of GROWTH-REGULATING FACTOR 4 (GRF4)-GRF-INTERACTING FACTOR 1 (GIF1) has been reported to significantly improve shoot and embryo regeneration in multiple crops. Here, we identified endogenous HbGRF4 and HbGIF1 from the rubber clone Reyan7-33-97, the expressions of which dramatically increased along with somatic embryo (SE) production. Intriguingly, overexpression of HbGRF4 or HbGRF4-HbGIF1 markedly enhanced the efficiency of embryogenesis in two H. brasiliensis callus lines with contrasting rates of SE production. Transcriptional profiling revealed that the genes involved in jasmonic acid response were up-regulated, whereas those in ethylene biosynthesis and response as well as the S-adenosylmethionine-dependent methyltransferase activity were down-regulated in HbGRF4- and HbGRF4-HbGIF1-overexpressing H. brasiliensis embryos. These findings open up a new avenue for improving SE production in rubber tree, and help to unravel the underlying mechanisms of HbGRF4-enhanced somatic embryogenesis.
Assuntos
Hevea , Hevea/genética , Borracha/metabolismo , Látex , Regulação da Expressão Gênica de PlantasRESUMO
To overcome rubber tree (RT) tissue culture explant source limitations, the current study aimed to establish a new Hevea brasiliensis somatic embryogenesis (SE) system, laying the technical foundation for the establishment of an axillary-bud-based seedling regeneration system. In this study, in vitro plantlets of Hevea brasiliensis Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences 917 (CATAS 917) were used as the experimental materials. Firstly, the optimum conditions for axillary bud swelling were studied; then, the effects of phenology, the swelling time of axillary buds (ABs), and medium of embryogenic callus induction were studied. Plantlets were obtained through somatic embryogenesis. Flow cytometry, inter-simple sequence repeat (ISSR molecular marker) and chromosome karyotype analysis were used to study the genetic stability of regenerated plants along with budding seedlings (BSs) and secondary somatic embryo seedlings (SSESs) as the control. The results show that the rubber tree's phenology period was mature, and the axillary bud induction rate was the highest in the 2 mg/L 6-benzyladenine (6-BA) medium (up to 85.83%). Later, 3-day-old swelling axillary buds were used as explants for callogenesis and somatic embryogenesis. The callus induction rate was optimum in MH (Medium in Hevea) + 1.5 mg/L 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) + 1.5 mg/L 1-naphthalene acetic acid (NAA) + 1.5 mg/L Kinetin (KT) + 70 g/L sucrose (56.55%). The regenerated plants were obtained after the 175-day culture of explants through callus induction, embryogenic callus induction, somatic embryo development, and plant regeneration. Compared with the secondary somatic embryo seedling control, axillary bud regeneration plants (ABRPs) were normal diploid plants at the cellular and molecular level, with a variation rate of 7.74%.
RESUMO
Bananas (Musa ssp.) are among the world's most important crops. In terms of gross value of production, they are the fourth most important global food crop and have an important socioeconomic and ecological role. Somatic embryogenesis (SE) is a developmental process, in which somatic cells differentiate into embryos which eventually develop and regenerate into plants. SE is exploited to generate a large quantity of very high economic value, genetically identical and disease-free plantlets. In bananas, the use of shoot apexes of axillary buds to induce SE resulted an alternative for plant regeneration through embryogenic cell suspension (ECS). The protocol has been scaled up to commercial laboratories for tissue culture (biofactories) for production of planting materials. The genetic stability of regenerated plants and high yields obtained under field conditions demonstrate the feasibility of scaling up this biotechnological protocol and adapting it to commercial production of planting materials to mitigate a critical bottleneck in the value chain of this important crop.
Assuntos
Musa , Desenvolvimento Embrionário , Musa/genética , Técnicas de Embriogênese Somática de Plantas/métodosRESUMO
This report presents an efficient protocol of the stable genetic transformation of coffee plants expressing the Cry10Aa protein of Bacillus thuringiensis. Embryogenic cell lines with a high potential of propagation, somatic embryo maturation, and germination were used. Gene expression analysis of cytokinin signaling, homedomains, auxin responsive factor, and the master regulators of somatic embryogenesis genes involved in somatic embryo maturation were evaluated. Plasmid pMDC85 containing the cry10Aa gene was introduced into a Typica cultivar of C. arabica L. by biobalistic transformation. Transformation efficiency of 16.7% was achieved, according to the number of embryogenic aggregates and transgenic lines developed. Stable transformation was proven by hygromycin-resistant embryogenic lines, green fluorescent protein (GFP) expression, quantitative analyses of Cry10Aa by mass spectrometry, Western blot, ELISA, and Southern blot analyses. Cry10Aa showed variable expression levels in somatic embryos and the leaf tissue of transgenic plants, ranging from 76% to 90% of coverage of the protein by mass spectrometry and from 3.25 to 13.88 µg/g fresh tissue, with ELISA. qPCR-based 2-ΔΔCt trials revealed high transcription levels of cry10Aa in somatic embryos and leaf tissue. This is the first report about the stable transformation and expression of the Cry10Aa protein in coffee plants with the potential for controlling the coffee berry borer.
Assuntos
Proteínas de Bactérias/genética , Coffea/genética , Endotoxinas/genética , Proteínas Hemolisinas/genética , Plantas Geneticamente Modificadas , Substituição de Aminoácidos/genética , Animais , Toxinas de Bacillus thuringiensis , Proteínas de Bactérias/metabolismo , Proteínas de Bactérias/toxicidade , Toxinas Bacterianas/genética , Toxinas Bacterianas/metabolismo , Toxinas Bacterianas/toxicidade , Coffea/fisiologia , Café/genética , Besouros/crescimento & desenvolvimento , Endotoxinas/metabolismo , Endotoxinas/toxicidade , Germinação , Proteínas Hemolisinas/metabolismo , Proteínas Hemolisinas/toxicidade , Técnicas de Embriogênese Somática de Plantas/métodos , Sementes/metabolismo , Transformação GenéticaRESUMO
The present study intended to investigate the effects of different glutathione (GSH) levels (0, 0.1, 0.5 and 1 mM) on the somatic embryogenesis (SE) induction of Acca sellowiana. Besides, we evaluated the effect of different carbon sources (sucrose and maltose) on the somatic embryos conversion. GSH-supplemented treatments resulted in improved SE induction rates (~70%) as compared to the control GSH-free (~35%) after 50 days of culture. The total number of somatic embryos obtained did not differ between treatments, but significant differences were observed for the embryonic stages after 80 days of culture. After 80 days of culture, 0.5 and 1 mM GSH-supplemented treatments showed the largest amount of torpedo-staged somatic embryos. In contrast, treatments supplemented with 0 and 0.1 mM GSH showed equal amounts of somatic embryos at all embryonic stages. These results indicate that GSH accelerates the SE induction process and increases the synchrony of the somatic embryo formation of A. sellowiana. The use of maltose for the somatic embryos conversion, as compared to sucrose, did not influence the conversion rate of normal chlorophyllous somatic embryos, but increased the formation of normal achlorophyllous somatic plantlets. This finding can be attributed to the rapid hydrolysis of sucrose, contributing to an enhanced chlorophyll synthesis.
O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito de diferentes níveis de glutationa (GSH) (0, 0,1, 0,5 e 1 mM) na indução da embriogênese somática (ES) de Acca sellowiana. Além disso, avaliamos o efeito de diferentes fontes de carbono (sacarose e maltose) na conversão de embriões somáticos em plântulas. Os tratamentos suplementados com GSH resultaram em melhores taxas de indução de ES (~70%) em comparação com o controle isento de GSH (~35%) após 50 dias de cultivo. Após 80 dias as taxas de indução foram iguais. O número total de embriões somáticos obtidos não diferiu entre os tratamentos, mas diferenças expressivas foram observadas nos estágios embrionários. No dia 80 em cultura, os tratamentos suplementados com 0,5 e 1 mM de GSH mostraram a maior porção de embriões somáticos no estádio torpedo. Diferentemente, tratamentos suplementados com 0 e 0,1 mM de GSH mostraram quantidades iguais de embriões somáticos em todos os estágios embrionários. Estes resultados indicam que o GSH acelera o processo de indução do ES e aumenta a sincronia na formação de embriões somáticos de A. sellowiana. O uso de maltose no meio de cultura de conversão de embriões somáticos, em comparação com a sacarose, não influenciou a taxa de conversão de embriões somáticos clorofílados normais, mas aumentou a formação de plântulas aclorofiladas normais. Esse resultado pode ser atribuído à rápida hidrólise da sacarose, apresentando translocação de plantas mais eficiente e aumento da osmolaridade do meio de cultura, contribuindo para uma síntese melhorada de clorofila.
RESUMO
The present study intended to investigate the effects of different glutathione (GSH) levels (0, 0.1, 0.5 and 1 mM) on the somatic embryogenesis (SE) induction of Acca sellowiana. Besides, we evaluated the effect of different carbon sources (sucrose and maltose) on the somatic embryos conversion. GSH-supplemented treatments resulted in improved SE induction rates (~70%) as compared to the control GSH-free (~35%) after 50 days of culture. The total number of somatic embryos obtained did not differ between treatments, but significant differences were observed for the embryonic stages after 80 days of culture. After 80 days of culture, 0.5 and 1 mM GSH-supplemented treatments showed the largest amount of torpedo-staged somatic embryos. In contrast, treatments supplemented with 0 and 0.1 mM GSH showed equal amounts of somatic embryos at all embryonic stages. These results indicate that GSH accelerates the SE induction process and increases the synchrony of the somatic embryo formation of A. sellowiana. The use of maltose for the somatic embryos conversion, as compared to sucrose, did not influence the conversion rate of normal chlorophyllous somatic embryos, but increased the formation of normal achlorophyllous somatic plantlets. This finding can be attributed to the rapid hydrolysis of sucrose, contributing to an enhanced chlorophyll synthesis.(AU)
O presente estudo teve como objetivo investigar o efeito de diferentes níveis de glutationa (GSH) (0, 0,1, 0,5 e 1 mM) na indução da embriogênese somática (ES) de Acca sellowiana. Além disso, avaliamos o efeito de diferentes fontes de carbono (sacarose e maltose) na conversão de embriões somáticos em plântulas. Os tratamentos suplementados com GSH resultaram em melhores taxas de indução de ES (~70%) em comparação com o controle isento de GSH (~35%) após 50 dias de cultivo. Após 80 dias as taxas de indução foram iguais. O número total de embriões somáticos obtidos não diferiu entre os tratamentos, mas diferenças expressivas foram observadas nos estágios embrionários. No dia 80 em cultura, os tratamentos suplementados com 0,5 e 1 mM de GSH mostraram a maior porção de embriões somáticos no estádio torpedo. Diferentemente, tratamentos suplementados com 0 e 0,1 mM de GSH mostraram quantidades iguais de embriões somáticos em todos os estágios embrionários. Estes resultados indicam que o GSH acelera o processo de indução do ES e aumenta a sincronia na formação de embriões somáticos de A. sellowiana. O uso de maltose no meio de cultura de conversão de embriões somáticos, em comparação com a sacarose, não influenciou a taxa de conversão de embriões somáticos clorofílados normais, mas aumentou a formação de plântulas aclorofiladas normais. Esse resultado pode ser atribuído à rápida hidrólise da sacarose, apresentando translocação de plantas mais eficiente e aumento da osmolaridade do meio de cultura, contribuindo para uma síntese melhorada de clorofila.(AU)
RESUMO
Se presentan los procedimientos para la propagación in vitro de Perezia pinnatifida (Humb. & Bonpl.) Wedd., conocida como "valeriana". Se utilizaron las metodologías de multiplicación de brotes y embriogénesis somática indirecta. El medio de cultivo basal para todas las etapas fue Murashige y Skoog a mitad de sales, suplementado con sacarosa 2.0%, phytagel 0.3% y pH 5.67; y fue usado con o sin fitohormonas en los diferentes tratamientos. Los suplementos hormonales fueron: para la multiplicación de brotes BAP 1.0 mg.L-1 + ANA 0.01 mg.L-1 ó BAP 1.0 mg.L-1; para la inducción de callos embriogénicos ANA ó 2,4-D (1.0 mg.L-1 y 2.0 mg.L-1); y para la germinación de embriones BAP (0.5 y 1.0 mg.L-1) o BAP 0.5 mg.L-1 + ANA 0.05 mg.L-1. El mayor número de brotes se obtuvo en el medio suplementado con BAP 1.0 mg.L-1. En la embriogénesis somática, ANA a 1.0 mg.L-1 indujo mayor área de callos embriogénicos, y BAP a 0.5 mg.L-1 permitió mayor germinación de los embriones somáticos
This work inform on in vitro propagation of the "valeriana" Perezia pinnatifida (Humb. & Bonpl.) Wedd. Shoot multiplication and indirect somatic embryogenesis methodologies were performed. The basal culture medium for all stages was Murashige and Skoog, middle of salts supplemented with 2.0% sucrose, 0.3% phytagel and pH 5.67; the treatments were prepared with or without phytohormones. The hormonal supplements for the shoot multiplication were: BAP 1.0 mg.L-1 + ANA 0.01 mg.L-1, and BAP 1.0 mg.L-1; for embryogenic callus induction were: ANA or 2,4-D (1.0 mg.L-1 and 2.0 mg.L-1); and for the embryo germination were: BAP (0.5 and 1.0 mg.L-1) or BAP 0.5 mg.L-1 + ANA 0.05 mg.L-1. BAP 1.0 mg.L-1 produced the higher number buds. For somatic embryogenesis, ANA 1.0 mg.L-1 induced a greater area of embryogenic callus, and BAP 0.5 mg.L-1 allowed major germination of the somatic embryos
RESUMO
Stevia rebaudiana (Asteraceae) is a plant of economic importance because of its medicinal properties and the presence of sweetener compounds on its leaves. These compounds can be a substitute for sucrose in a wide variety of products used by persons with diabetes and obesity problems. To standardize an efficient and effective propagation method for the different Stevia genotypes grown in Colombia, this study evaluated the effect of different combinations of the plant growth regulators 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), indole-3-acetic acid (IAA), indole-3-butyric acid (IBA), 6-(gamma, gamma-dimethylallylamino) purine (2iP) and Zeatin on the induction and development of somatic embryos. Adenine and coconut water were also evaluated as supplements in the basal culture medium Murashige and Skoog Basal Salt Mixture (MS) with glutamine. The combination of 2,4-D (18.09 µM) and 2iP (7.38 µM) produced the highest number of somatic embryos per explant, which had well-defined characteristics. The genotype showed a significant effect on the embryogenic response. In the "SRQ-93" genotype, the formation and development of somatic embryos was achieved, whereas the genotypes "Bertoni" and "Morita II" only yielded embryogenic and non-embryogenic calli, respectively. The conversion to seedlings was achieved on the regeneration medium containing gibberellic acid (GA3) (0.29 µM) and activated charcoal.
Stevia rebaudiana (Asteraceae), es una planta de gran importancia económica debido a sus propiedades medicinales y a la presencia de compuestos endulzantes en sus hojas, los cuales pueden sustituir la sacarosa en gran variedad de productos utilizados por personas con problemas de diabetes y obesidad. Con el propósito de estandarizar un método de propagación eficiente y efectivo para diferentes genotipos de Stevia cultivados en Colombia, en la presente investigación se evaluó el efecto sobre la inducción y desarrollo de embriones somáticos de diferentes combinaciones de los reguladores de crecimiento vegetal 2,4-D, IAA, IBA, 2iP y Zeatina, además de los suplementos adenina y agua de coco en el medio de cultivo basal Murashige y Skoog (1962), adicionado con glutamina. Con la combinación 2,4-D (18.09 µM) y 2iP (7.38 µM) se obtuvo el mayor número embriones somáticos por explante con características bien definidas. El genotipo tuvo un efecto significativo en la repuesta embriogénica, en el genotipo "SRQ-93" se logró la formación y el desarrollo de embriones somáticos, mientras que en los genotipos "Bertoni" y "Morita II", solo se obtuvo callo embriogénico y no embriogénico respectivamente. La conversión a plántulas se alcanzó en el medio de regeneración conteniendo GA3 (0.29 µM) y carbón activado.
RESUMO
Peach palm (Bactris gasipaes Kunth) is a member of the family Arecaceae and is a multipurpose but underutilized species. Nowadays, fruit production for subsistence and local markets, and heart-of-palm production for local, national, and international markets are the most important uses of this plant. Conventional breeding programs in peach palm are long-term efforts due to the prolonged generation time, large plant size, difficulties with controlled pollination and other factors. Although it is a caespitose palm, its propagation is currently based on seeds, as off-shoots are difficult to root. Hence, tissue culture techniques are considered to be the most likely strategy for efficient clonal plantlet regeneration of this species. Among various techniques, somatic embryogenesis offers the advantages of potential automated large-scale production and putative genetic stability of the regenerated plantlets. The induction of somatic embryogenesis in peach palm can be achieved by using different explant sources including zygotic embryos, immature inflorescences and thin cell layers from the young leaves and shoot meristems. The choice of a particular explant depends on whether clonal propagation is desired or not, as well as on the plant conditions and availability of explants. Protocols to induce and express somatic embryogenesis from different peach palm explants, up to acclimatization of plantlets, are described in this chapter.
Assuntos
Arecaceae/crescimento & desenvolvimento , Desenvolvimento Vegetal/genética , Técnicas de Embriogênese Somática de Plantas/métodos , Técnicas de Cultura de Tecidos/métodos , Arecaceae/genética , Frutas/genética , Frutas/crescimento & desenvolvimento , Brotos de Planta/genética , Brotos de Planta/crescimento & desenvolvimento , Plantas Geneticamente Modificadas/genética , Plantas Geneticamente Modificadas/crescimento & desenvolvimentoRESUMO
A reliable somatic embryogenesis protocol is a prerequisite for application of other plant biotechniques. Several protocols were reported for genus Lilium, with variable success. Between them, transverse Thin Cell Layers (tTCL) were used efficiently to induce indirect somatic embryogenesis of Lilium. Somatic embryogenesis potential is dependent on the genotype, explant, and culture medium composition, especially as for plant growth regulators and environmental conditions. Usually, the process comprises three phases: embryogenic callus induction, embryogenic callus proliferation and somatic embryo germination. Somatic embryo germination can be achieved in light or dark. In the first case, complete plantlets are formed, with green leaves and pseudobulb in the base. In darkness, microbulbs are formed from single somatic embryos or clusters. A last phase of microbulb enlargement allows plantlets or microbulbs to increase their biomass. These enlarged microbulbs do not need special acclimatization conditions when transferred to soil and quickly produce sturdy plants. This chapter describes a protocol for somatic embryogenesis of Lilium using tTCL from microbulbs.
Assuntos
Lilium/crescimento & desenvolvimento , Raízes de Plantas/crescimento & desenvolvimento , Técnicas de Embriogênese Somática de Plantas/métodos , Técnicas de Cultura de Tecidos/métodos , Aclimatação/genética , Germinação/genética , Lilium/genética , Desenvolvimento Vegetal/genética , Reguladores de Crescimento de Plantas/metabolismo , Folhas de Planta/genética , Folhas de Planta/crescimento & desenvolvimento , Raízes de Plantas/genética , Brotos de Planta/genética , Brotos de Planta/crescimento & desenvolvimento , Plantas Geneticamente Modificadas/genéticaRESUMO
This chapter deals with the features of somatic embryogenesis (SE) in Araucaria angustifolia, an endangered and native conifer from south Brazil. In this species SE includes the induction and proliferation of embryogenic cultures composed of pro-embryogenic masses (PEMs), which precede somatic embryos development. A. angustifolia SE model encompasses induction, proliferation, pre-maturation, and maturation steps. Double-staining with acetocarmine and Evan's blue is useful to evaluate the embryonic somatic structures. In this chapter we describe A. angustifolia SE protocols and analyzes morphological features in the different SE developmental stages.
Assuntos
Desenvolvimento Vegetal/genética , Técnicas de Embriogênese Somática de Plantas/métodos , Técnicas de Cultura de Tecidos/métodos , Traqueófitas/crescimento & desenvolvimento , Brasil , Flores/genética , Flores/crescimento & desenvolvimento , Germinação/genética , Sementes/genética , Sementes/crescimento & desenvolvimento , Traqueófitas/genéticaRESUMO
El cultivar de plátano 'FHIA - 25' (AAB), posee excelente rendimiento y alta resistencia a "Sigatoka negra", pero con la limitante del bajo contenido de azúcar en su fruto, lo cual hace que sea necesario disponer de un método de regeneración de plantas a nivel celular como la embriogénesis somática, que se complemente a técnicas biotecnológicas de transformación genética para mejorar la calidad del fruto. El presente trabajo se realizó con el objetivo de establecer una metodología de regeneración vía embriogénesis somática a partir del explante inicial ápices de brotes axilares establecidos directamente en medio de cultivo líquido. Se obtuvieron suspensiones celulares embriogénicas homogéneas a partir del explante antes mencionado. Se lograron las mayores tasas de multiplicación a la densidad celular de 3,0%. La incubación de los embriones somáticos durante 30 días en el medio de cultivo de maduración permitió incrementar la germinación de los mismos. Durante la fase de aclimatización las plantas provenientes de los embriones somáticos, así como las plantas regeneradas por organogénesis, mostraron un alto porcentaje de supervivencia (98 y 97 %, respectivamente), sin la presencia de variación somaclonal.
Plantain cultivar 'FHIA - 25' (AAB) shows high yielding qualities and high resistance to Black Sigatoka disease, but its sugar content in the fruit is low, so a regeneration method at cell level is necessary, such as somatic embryogenesis supported by biotechnological tools to improve fruit quality. This work was performed with the aim of establishing a plant regeneration method via somatic embryogenesis using initial explants of shoot apices from axillary buds in liquid culture medium. Homogenous embryogenic cell suspensions were obtained from mentioned explants. The highest cellular multiplication rates were achieved at 3,0% density. The incubation of somatic embryos during 30 days in the maturation culture medium permitted to increase germination. During the acclimatization stage, plants regenerated from somatic embryos, as well as plants from organogenesis, showed a high survival percentage (98 and 97 respectively), without somaclonal variation.
RESUMO
In this work, plant regeneration via somatic embryogenesis was achieved from leaf and internode derived callus of Wedelia calendulacea, an endangered medicinal plant. Primary callus was induced by culturing leaf disc and internode explant on Murashige and Skoog medium supplemented with 2.0 mg L-1 of 2,4-D under light condition. Transfer of embryogenic callus on a reduced concentration of 2,4-D facilitated somatic embryo development while calluses remained unorganized at the same 2,4-D level. A histological analysis confirmed somatic embryo by revealing the presence of a closed vascular system in the developing embryos and lack of a vascularconnection with surrounding callus tissues. Somatic embryos germinated into plantlets upon transfer on MS medium containing 1.0 mg L-1 BAP plus 0.5 mg L-1 GA3. Plantlets were acclimatized successfully and survived under soil condition. This is the first on somatic embryogenesis of W.calendulacea. This result could facilitate genetic transformation of this important medicinal plant.
RESUMO
A propagação in vitro via embriogênese somática é uma alternativa eficiente para a propagação em larga escala do material vegetal. No entanto, não há relatos do desenvolvimento de protocolos completos de embriogênese somática, com produção de plantas de alface. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer a propagação in vitro de genótipos de alface, Paris White e Red Salad Bowl, avaliando a indução dos calos embriogênicos, regeneração dos embriões somáticos e posterior conversão em plantas. Para a indução de embriogênese somática, duas fontes de explante (folhas cotiledonares inteiras e seccionadas) foram cultivadas em meio MS+10,75µM de ANA+0,89µM de BA. A proliferação dos calos embriogênicos foi realizada em meio MS+24µM de AIA+0,15µM de BA. Para a maturação dos embriões somáticos e conversão em plantas, utilizou-se meio MS sem regulador de crescimento (semi-sólido sem carvão ativado e com carvão ativado e meio líquido). A fonte do explante seccionada foi estatisticamente superior apenas para o genótipo Paris White. Para a regeneração dos embriões somáticos, observou-se que, no genótipo Paris White, o meio líquido foi superior estatisticamente, quando comparado aos meios semi-sólidos e, para o genótipo Red Salad Bowl, foi o meio semi-sólido com acréscimo de carvão ativado. Tendo em vista o potencial da aplicabilidade comercial da embriogênese somática para a produção em larga escala de plântulas de alface do genótipo Paris White, os protocolos de indução, proliferação, maturação dos embriões somáticos e conversão em plantas, foram adequados, em especial, em sistema líquido.
In vitro propagation via somatic embryogenesis is an efficient alternative to large-scale propagation of plant material. Nevertheless, there are no reports of development of complete somatic embryogenesis protocols, with plant production of lettuce. This study aimed to establish lettuce in vitro propagation of Paris White and Red Salad Bowl genotypes, evaluating embryogenic callus induction, somatic embryos regeneration and subsequent conversion into plants. For somatic embryogenesis induction, two sources of explants (whole and sectioned cotyledons) were grown on MS medium containing 10.75µM NAA and 0.89µM BA. Callus proliferation occurred in MS medium supplemented with 24µM AIA and 0.15µM BA. For somatic embryos maturation and conversion into plants, we used MS medium devoid of growth regulator under three conditions: semi-solid medium with and without activated charcoal, and liquid medium. The sectioned explant source was statistically superior only for genotype Paris White. For somatic embryos regeneration, we observed that, in genotype Paris White, the liquid medium was statistically higher than semi-solid media, and for genotype Red Salad Bowl, activated charcoal-added semi-solid medium was the better. Considering the potential commercial applicability of somatic embryogenesis for seedlings mass production of lettuce Paris White genotype, somatic embryos induction, proliferation, maturation and conversion into plants protocols were adequate, especially in liquid system.
RESUMO
In vitro propagation via somatic embryogenesis is an efficient alternative to large-scale propagation of plant material. Nevertheless, there are no reports of development of complete somatic embryogenesis protocols, with plant production of lettuce. This study aimed to establish lettuce in vitro propagation of Paris White and Red Salad Bowl genotypes, evaluating embryogenic callus induction, somatic embryos regeneration and subsequent conversion into plants. For somatic embryogenesis induction, two sources of explants (whole and sectioned cotyledons) were grown on MS medium containing 10.75µM NAA and 0.89µM BA. Callus proliferation occurred in MS medium supplemented with 24µM AIA and 0.15µM BA. For somatic embryos maturation and conversion into plants, we used MS medium devoid of growth regulator under three conditions: semi-solid medium with and without activated charcoal, and liquid medium. The sectioned explant source was statistically superior only for genotype Paris White. For somatic embryos regeneration, we observed that, in genotype Paris White, the liquid medium was statistically higher than semi-solid media, and for genotype Red Salad Bowl, activated charcoal-added semi-solid medium was the better. Considering the potential commercial applicability of somatic embryogenesis for seedlings mass production of lettuce Paris White genotype, somatic embryos induction, proliferation, maturation and conversion into plants protocols were adequate, especially in liquid system.
A propagação in vitro via embriogênese somática é uma alternativa eficiente para a propagação em larga escala do material vegetal. No entanto, não há relatos do desenvolvimento de protocolos completos de embriogênese somática, com produção de plantas de alface. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer a propagação in vitro de genótipos de alface, Paris White e Red Salad Bowl, avaliando a indução dos calos embriogênicos, regeneração dos embriões somáticos e posterior conversão em plantas. Para a indução de embriogênese somática, duas fontes de explante (folhas cotiledonares inteiras e seccionadas) foram cultivadas em meio MS+10,75µM de ANA+0,89µM de BA. A proliferação dos calos embriogênicos foi realizada em meio MS+24µM de AIA+0,15µM de BA. Para a maturação dos embriões somáticos e conversão em plantas, utilizou-se meio MS sem regulador de crescimento (semi-sólido sem carvão ativado e com carvão ativado e meio líquido). A fonte do explante seccionada foi estatisticamente superior apenas para o genótipo Paris White. Para a regeneração dos embriões somáticos, observou-se que, no genótipo Paris White, o meio líquido foi superior estatisticamente, quando comparado aos meios semi-sólidos e, para o genótipo Red Salad Bowl, foi o meio semi-sólido com acréscimo de carvão ativado. Tendo em vista o potencial da aplicabilidade comercial da embriogênese somática para a produção em larga escala de plântulas de alface do genótipo Paris White, os protocolos de indução, proliferação, maturação dos embriões somáticos e conversão em plantas, foram adequados, em especial, em sistema líquido.
RESUMO
In vitro propagation via somatic embryogenesis is an efficient alternative to large-scale propagation of plant material. Nevertheless, there are no reports of development of complete somatic embryogenesis protocols, with plant production of lettuce. This study aimed to establish lettuce in vitro propagation of Paris White and Red Salad Bowl genotypes, evaluating embryogenic callus induction, somatic embryos regeneration and subsequent conversion into plants. For somatic embryogenesis induction, two sources of explants (whole and sectioned cotyledons) were grown on MS medium containing 10.75µM NAA and 0.89µM BA. Callus proliferation occurred in MS medium supplemented with 24µM AIA and 0.15µM BA. For somatic embryos maturation and conversion into plants, we used MS medium devoid of growth regulator under three conditions: semi-solid medium with and without activated charcoal, and liquid medium. The sectioned explant source was statistically superior only for genotype Paris White. For somatic embryos regeneration, we observed that, in genotype Paris White, the liquid medium was statistically higher than semi-solid media, and for genotype Red Salad Bowl, activated charcoal-added semi-solid medium was the better. Considering the potential commercial applicability of somatic embryogenesis for seedlings mass production of lettuce Paris White genotype, somatic embryos induction, proliferation, maturation and conversion into plants protocols were adequate, especially in liquid system.
A propagação in vitro via embriogênese somática é uma alternativa eficiente para a propagação em larga escala do material vegetal. No entanto, não há relatos do desenvolvimento de protocolos completos de embriogênese somática, com produção de plantas de alface. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer a propagação in vitro de genótipos de alface, Paris White e Red Salad Bowl, avaliando a indução dos calos embriogênicos, regeneração dos embriões somáticos e posterior conversão em plantas. Para a indução de embriogênese somática, duas fontes de explante (folhas cotiledonares inteiras e seccionadas) foram cultivadas em meio MS+10,75µM de ANA+0,89µM de BA. A proliferação dos calos embriogênicos foi realizada em meio MS+24µM de AIA+0,15µM de BA. Para a maturação dos embriões somáticos e conversão em plantas, utilizou-se meio MS sem regulador de crescimento (semi-sólido sem carvão ativado e com carvão ativado e meio líquido). A fonte do explante seccionada foi estatisticamente superior apenas para o genótipo Paris White. Para a regeneração dos embriões somáticos, observou-se que, no genótipo Paris White, o meio líquido foi superior estatisticamente, quando comparado aos meios semi-sólidos e, para o genótipo Red Salad Bowl, foi o meio semi-sólido com acréscimo de carvão ativado. Tendo em vista o potencial da aplicabilidade comercial da embriogênese somática para a produção em larga escala de plântulas de alface do genótipo Paris White, os protocolos de indução, proliferação, maturação dos embriões somáticos e conversão em plantas, foram adequados, em especial, em sistema líquido.
RESUMO
La obtención de un sistema de regeneración eficiente por medio de la embriogénesis somática en las Musaceas, es hoy una gran herramienta ante los enormes problemas que presenta este género con el ataque de enfermedades como la sigatoka negra. El objetivo del trabajo es determinar las densidades celulares adecuadas para las etapas de multiplicación de suspensiones celulares embriogénicas y formación de los embriones somáticos en medios de cultivo líquidos. Como material vegetal se usaron brotes inmaduros de la inflorescencia masculina de Musa AAAB, cv. FHIA-18. Los resultados demostraron que es posible el establecimiento de suspensiones celulares homogéneas a partir de embriones somáticos en etapa globular, y obtener los mayores volúmenes de biomasa celular al multiplicar dichas suspensionescon una densidad del 3% del volumen de células sedimentadas. A partir del decimoquinto día en el medio de cultivo de formación de embriones comenzaron a formarse estructuras compuestas por proembriones y embriones somáticos en etapa globular; entre las densidades estudiadas los mejores resultados se obtuvieron con 100 mgMF en la cual se formaron 1 871 ES.l-1 con un peso de 248 mgMF.l-1.
An extremely useful tool for dealing with the enormous problems involved in banana growing (Musaceae) caused by the attack of diseases such as black Sigatoka can be obtained today by ensuring an efficient regeneobration system via somatic embryogenesis. The work was aimed at defining appropriate cell densities for embryogenic cell suspension growth stages and somatic embryo formation in liquid culture medium. Immature male inflorescence buds from Musa AAAB cf FHIA-18 were used as vegetal material. The results showed that it is possible to establish homogeneous cell suspensions from somatic embryos in globular stage andobtain greater cell biomass volume by multiplying the suspension with 3% sedimented cell volume (density).Embryos began to form structures in culture medium consisting of globular stage somatic proembryos and embryos from the fifteenth day onwards. The best results amongst the densities studied were obtained with 100 mgMF, in which 1,871 ES.l -1 were formed weighing 248 mgMF.l-1.
Assuntos
Desenvolvimento Embrionário/genética , Desenvolvimento Embrionário/imunologiaRESUMO
The present study aimed at establishing a complete plant regeneration protocol for Didymopanax morototoni (matchwood), a native Brazilian forest species. Four types of explants (root, shoot, node, and cotyledonary leaves) were obtained from in vitro germinated seeds. In the first step, woody plant medium (WPM) with casein hydrolysate (250 mgL-1 ) and 2,4-D (1.0 and 5.0 mgL-1) were used combined with kinetin (0.1 and 1.0 mgL-1). Twenty days after inoculation, the material was evaluated. Embryogenic calli were split, transferred to expression medium with several combinations of NAA and KIN, and moved to fresh medium after 60 days. Light did not interfere in embryo expression. Somatic embryos were formed either from individual cells or cell clusters. Plantlets were obtained in WPM medium and 10 gL-1 of sucrose with no plant regulator, or using 0.1 mgL-1 BAP and 0.5 mgL-1GA. Plantlets from somatic embryos of D. morototoni developed in 33% of the cases.
O presente estudo visou o estabelecimento de um completo protocolo de regeneração para Didymopanax morototoni (morototó, caixeta) uma espécie florestal nativa do Brasil. Quatro tipos de explantes (raiz, caule, nódulo foliar e folha cotiledonar) foram obtidos a partir de sementes germinadas. Na primeira etapa, meio WPM com caseína hidrolisada (250 mgL-1) e 2,4D (1,0 e 5,0 mgL-1) foram usados em combinação com cinetina (0,1 ou 1,0 mg L-1). Vinte dias depois de inoculado, o material foi avaliado. Calos embriogênicos foram divididos e transferidos para meio de expressão com várias combinações de ácido naftaleno-acético e cinetina, e repicados a cada 60 dias para meio novo. A luz não interferiu na expressão embriogênica. Embriões somáticos foram formados ou de células individuais ou de agregados de células. As plântulas foram obtidas no meio WPM com 10 g L-1 de sacarose e sem reguladores de crescimento ou com 0,1 mg L-1 de Benzil-adenina e 0,5 mg L-1 de giberelina. O desenvolvimento das plântulas a partir de embriões somáticos de D. morototoni foi alcançada em 33% dos casos.
RESUMO
The present study aimed at establishing a complete plant regeneration protocol for Didymopanax morototoni (matchwood), a native Brazilian forest species. Four types of explants (root, shoot, node, and cotyledonary leaves) were obtained from in vitro germinated seeds. In the first step, woody plant medium (WPM) with casein hydrolysate (250 mgL-1 ) and 2,4-D (1.0 and 5.0 mgL-1) were used combined with kinetin (0.1 and 1.0 mgL-1). Twenty days after inoculation, the material was evaluated. Embryogenic calli were split, transferred to expression medium with several combinations of NAA and KIN, and moved to fresh medium after 60 days. Light did not interfere in embryo expression. Somatic embryos were formed either from individual cells or cell clusters. Plantlets were obtained in WPM medium and 10 gL-1 of sucrose with no plant regulator, or using 0.1 mgL-1 BAP and 0.5 mgL-1GA. Plantlets from somatic embryos of D. morototoni developed in 33% of the cases.
O presente estudo visou o estabelecimento de um completo protocolo de regeneração para Didymopanax morototoni (morototó, caixeta) uma espécie florestal nativa do Brasil. Quatro tipos de explantes (raiz, caule, nódulo foliar e folha cotiledonar) foram obtidos a partir de sementes germinadas. Na primeira etapa, meio WPM com caseína hidrolisada (250 mgL-1) e 2,4D (1,0 e 5,0 mgL-1) foram usados em combinação com cinetina (0,1 ou 1,0 mg L-1). Vinte dias depois de inoculado, o material foi avaliado. Calos embriogênicos foram divididos e transferidos para meio de expressão com várias combinações de ácido naftaleno-acético e cinetina, e repicados a cada 60 dias para meio novo. A luz não interferiu na expressão embriogênica. Embriões somáticos foram formados ou de células individuais ou de agregados de células. As plântulas foram obtidas no meio WPM com 10 g L-1 de sacarose e sem reguladores de crescimento ou com 0,1 mg L-1 de Benzil-adenina e 0,5 mg L-1 de giberelina. O desenvolvimento das plântulas a partir de embriões somáticos de D. morototoni foi alcançada em 33% dos casos.
RESUMO
Most of the plant regeneration processes in citrus, through tissue culture, involve indirect somatic embryogenesis. The optimization of these processes is important for the development of in vitro plant improvement and micropropagation studies. Studies to evaluate the effect of different carbohydrates in somatic embryogenesis were conducted using calli from 'Ponkan' mandarin (Citrus reticulata, Blanco), 'Cravo' mandarin (C. reticulata), 'Itaboraí' sweet orange (C. sinensis L. Osbeck.), 'Valencia' sweet orange (C. sinensis) and 'Kinnow' mandarin (C. nobilis Loureiro x C. deliciosa Tenore). The culture medium used was MT supplemented with sucrose, galactose, glucose, maltose or lactose with the following concentrations of 18, 37, 75, 110, and 150 mM. The culture medium used for the maturation of somatic embryos had 0, 15, 29, 44, 58 and 73 mM of sucrose, in presence or absence of 0.5 g L FONT FACE=Symbol>- /FONT>1 of activated charcoal. Seventy-three mM of sucrose with 0.1 mg L FONT FACE=Symbol>- /FONT>1 of GA3 in the presence or absence 0.5 g L FONT FACE=Symbol>- /FONT>1 of activated charcoal was also tested. Overall, the carbohydrates galactose or lactose induced a higher number of somatic embryos. Sucrose concentrations of 58 and 73 mM generated a higher number of plantlets from mature embryos of 'Ponkan' mandarin and 'Valencia' sweet orange.
A maioria dos processos de regeneração de plantas em citros por cultura de tecidos envolve embriogênese somática indireta. A otimização desse processo é importante para o desenvolvimento de trabalhos de melhoramento in vitro e micropropagação. Realizaram-se estudos em calos de tangerina 'Ponkan' (Citrus reticulata Blanco), tangerina 'Cravo' (C. reticulata), laranja 'Itaboraí' (C. sinensis L. Osbeck.), laranja 'Valência' (C. sinensis) e tangerina 'Kinnow' (C. nobilis Loureiro x C. deliciosa, Tenore) visando avaliar o efeito de diferentes carboidratos na embriogênese somática. Utilizou-se o meio MT acrescido de sacarose, galactose, glicose, maltose e lactose nas concentrações de 18, 37, 75, 110 e 150 mM. O meio de cultura utilizado para a maturação dos embriões somáticos continha sacarose nas concentrações de 0, 15, 29, 44, 58 e 73 mM, na presença ou não de 0,5 g L FONT FACE=Symbol>- /FONT>1 de carvão ativado; 73 mM de sacarose e GA3 na concentração de 0,1 mg L FONT FACE=Symbol>- /FONT>1, na presença ou não de 0,5 g L FONT FACE=Symbol>- /FONT>1 de carvão ativado. O estímulo à embriogênese somática foi mais eficiente em meio de cultura suplementado com lactose e galactose. Quanto à maturação de embriões, os meios de cultura contendo 58 e 73 mM de sacarose foram aqueles que geraram um maior número de plantas em tangerina 'Ponkan' e laranja 'Valência'.