Otimização do cultivo in vitro visando a transformação genética das cultivares brasileiras de alho (Allium sativum L.)

Autor: Danielle Camargo Scotton
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2007
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPUniversidade de São PauloUSP.
Druh dokumentu: masterThesis
Popis: O melhoramento do alho (Allium sativum L.) está limitado à seleção clonal de genótipos mutantes, uma vez que a quase totalidade do germoplasma da espécie é sexualmente estéril, não florescendo nas condições padrões de cultivo. A esterilidade do alho tem implicações não somente no melhoramento da espécie, mas também influi diretamente nos custos de produção. A necessidade de propagação vegetativa utilizando-se bulbilhos (\"dentes\") como material propagativo facilita a transmissão de doenças por vírus e pragas. A manipulação genética do alho com genes associados ao florescimento via Agrobacterium tumefaciens poderia permitir o desenvolvimento de um sistema mais eficaz para propagação da cultura e habilitar novas combinações genéticas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi estabelecer protocolos de regeneração para cultivares comerciais brasileiras de alho, bem como de transformação genética mediada por A. tumefaciens de calos oriundos de segmentos radiculares. Foram utilizadas oito cultivares de alho, divididas em três grupos: semi-nobres de ciclo médio (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; e \'Lavínia 1632\'); comum, de ciclo médio (\'Cateto Roxo\') e de ciclo precoce (\'Cajuru 2315\'); e nobre vernalizado (\'Jonas\'). Para cada cultivar, foram isolados segmentos radiculares de bulbilhos cultivados in vitro. Esses explantes foram mantidos em cultura durante 60 dias em meio MS, adicionado de 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP para obtenção de calos. Os calos obtidos foram transferidos para meio MS suplementado com 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, e avaliados quanto à freqüência de regeneração. Inicialmente, foram analisados diversos fatores durante a introdução dos bulbilhos e na obtenção de calo para cada cultivar. Esses resultados permitiram realizar testes para avaliar o potencial de regeneração dos calos obtidos, e a cultivar \'Jonas\' apresentou a melhor taxa de regeneração via organogênese indireta (84%), seguida da cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' e \'Cajuru\' (47%) e a cultivar que apresentou a menor taxa foi a \'Lavínia\' (30%). Foi analisada a dose letal de higromicina ou canamicina, testando concentrações crescentes visando identificar os níveis ótimos de uso como agentes seletivos para a transformação. As doses acima de 50 mg/L de higromicina ou 200 mg/L de canamicina foram letais ao cultivo de calos de todas cultivares. A cultivar \'Jonas\' foi utilizada para o estabelecimento do procedimento de transformação via A. tumefaciens LBA4404(pCAMBIA1303), empregando como repórter o gene uidA (\'beta\'-glucuronídase) para determinação da eficiência da transformação. Foi demonstrado que a cultivar foi a \'Jonas\' apresentou o melhor potencial de calogênese e de regeneração, sendo o meio de cultura proposto por Kondo, Hasegawa e Suzuki (2000) o melhor para regeneração das cultivares brasileiras. Além disso, as cultivares brasileiras de alho parecem ser passíveis de transformação via A. tumefaciens
Garlic (Allium sativum L.) breeding has been limited to clonal selection of mutant genotypes, since almost all the species germplasm is sterile, not flowering under standard culture conditions. Garlic sterility affects not only breeding but also directly influences production costs. Further, the requirement of vegetative propagation using small bulbs as propagules increases the risk of pest and viral disease transmission. Genetic manipulation of garlic introducing genes associated with flowering by Agrobacterium tumefaciens would allow the development of an efficient system for propagation and enable new genetic recombination. Thus, the objective of this work was to establish an in vitro regeneration protocol for commercial Brazilian cultivars of garlic, as well as genetic transformation by A. tumefaciens using calli derived from root segments. Eight garlic cultivars were used, derived from three groups: medium cycle semi-noble (\'Amarante-Embrapa\'; \'Roxinho 5063\'; \'IAC 75 - Gigante de Curitibanos\'; \'IAC 63 - Mexicano Br\'; and \'Lavínia 1632\'); common garlic with medium (\'Cateto Roxo\'), or early cycle (\'Cajuru 2315\'); and from vernalized noble (\'Jonas\'). From each cultivar, root segments from small bulbs cultivated in vitro were isolated. These explantes were maintained in MS media supplemented with 4,5 \'mü\'M 2,4-D e 0,5 \'mü\'M iP for 60 days to develop callus. The calli were then transferred to fresh MS media containing 8,8 \'mü\'M BAP e 0,1 \'mü\'M ANA, and evaluated for regeneration frequency. Initially, diverse factors were analyzed for each cultivar during the introduction of the small bulbs and during calli development. These results enabled to conduct test of callus regeneration potential, with \'Jonas\' showing the best regeneration rate via indirect organogenesis (84%), followed by cultivar \'Amarante\' (52%), \'IAC 63\' and \'Cajuru\' (47%). The cultivar with less regeneration was \'Lavínia\' (30%). The lethal dosis of hygromycin or kanamycin were estimated, testing increasing concentrations to establish optimum levels to be adopted as selective agents for transformation. Doses above 50 mg/L hygromycin or 200 mg/L kanamycin were lethal to callus of all cultivars. Cultivar \'Jonas\' was chosen for the establishment of the genetic transformation protocol via A. tumefaciens LBA4404 (pCAMBIA1303), using uidA as a reporter gene (\'beta\'-glucuronídase) to determine the transformation efficiency. \'Jonas\' was the best cultivar in terms of callus and regeneration potential using the regeneration media proposed by Kondo, Hasegawa and Suzuki (2000). Moreover, the Brazilians garlic cultivars appeared to be amenable to transformation via A. tumefaciens
Databáze: Networked Digital Library of Theses & Dissertations
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