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Type: TESE
Title: Ação do 24-epibrassinolídeo na embriogênese somática direta de Coffea arabica L.
Title Alternative: Action of 24-epibrassinolide in the direct somatic embryogenesis of Coffea arabica L.
Author: Chone, Rosana Mary Sartor, 1971-
Advisor: Haddad, Claudia Regina Baptista, 1956-
Abstract: Resumo: O cultivo do cafeeiro é de grande importância econômica mundial. O consumo crescente de café arábica tem levado os pesquisadores a buscar variedades que produzam bebidas de melhor qualidade e com baixos teores de cafeína. Os programas de melhoramento genético concentram esforços na busca destas características com destaque para cultivares da espécie Coffea arabica, a mais cultivada no mundo. A embriogênese somática é importante para manter características selecionadas em programas de melhoramento genético e produzir os indivíduos selecionados em grande escala, além de contribuir para estudos fisiológicos e moleculares. A embriogênese somática direta apresenta vantagens pela redução de insumos e mão de obra, devido à eliminação da fase calogênica, porém, apresenta baixa eficiência, quando comparada com a via indireta, para a espécie C. arabica. Apesar da importância da embriogênese somática direta, nada se sabe sobre os fatores que controlam a sua ocorrência em genótipos de C. arabica e tampouco há estudos com utilização de brassinosteróides na fase de indução desse tipo de embriogênese in vitro. O brassinosteróide, 24-epibrassinolídeo, foi utilizado isoladamente e em conjunto com uma citocinina, N6-(2-isopentenyl) adenina (2-iP), para avaliar seus efeitos sobre a embriogênese somática direta e verificar possíveis alterações endógenas no metabolismo desses hormônios durante a indução da embriogênese em explantes foliares da cultivar Mundo Novo de Coffea arabica. Os explantes foram cultivados em meio de cultura MS modificado, adicionado de 2-iP a 10 µM, acrescido ou não de 24-epibrassinolídeo. Foram utilizadas as seguintes concentrações do brassinosteróide: 0,01 µM, 0,10 µM e 1 µM, em dois experimentos realizados em diferentes épocas do ano. Análises de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura foram realizadas para compreensão dos eventos anatômicos e morfológicos da via de embriogênese relacionada às diferentes combinações hormonais praticadas. Avaliações de variáveis qualitativas e quantitativas dos explantes foliares dos dois experimentos foram realizadas in vitro durante 130 e 240 dias. Na tentativa de compreender melhor a participação dos brassinosteróides na via de embriogênese somática, explantes foliares induzidos apenas com a citocinina, 2-iP, foram submetidos a análises de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os embriões somáticos obtidos tanto no tratamento com uso exclusivo de citocinina, como no tratamento com citocinina associada ao 24-epibrassinolídeo foram cultivados em meio de cultura para germinação e desenvolveram-se em plântulas. A aplicação do brassinosteróide levou à iniciação do processo de embriogênese somática direta, promovendo a formação de estruturas embriogênicas. Sua aplicação conjunta com citocinina aumentou o número de embriões, o número de explantes com embriões, levou à formação de embriões em condição na qual apenas a aplicação de citocinina foi insuficiente e acelerou a via embriogênica. Promoveu o desenvolvimento de embriões mais bem definidos, com características meristemáticas típicas. O aumento de picos na região do espectro de RMN, característico de moléculas esteroidais, coincidente com o período em que ocorre a embriogênese somática direta, pode ser indicativo da participação de brassinosteróides endógenos durante esse processo. Este trabalho abre perspectivas para a utilização de brassinosteróides em embriogênese somática direta em processos produtivos de C. arabica

Abstract: Coffee cultivation is of worldwide economic importance. The increasing consumption of coffee has led to search for varieties that produce better quality beverages with lower caffeine contents. Genetic improvement have concentrated their efforts on the search for these characteristics with emphasis on cultivars of the species Coffea arabica, the most cultivated in the world. Somatic embryogenesis is important to maintain selected characteristics in genetic improvement and produce selected individuals on a large scale, as well as contributing to physiological and molecular studies. Direct somatic embryogenesis shows the advantages of reduced consumables and less manual labor, due to elimination of the callus phase, but is inefficient with the species C. arabica when compared with the indirect pathway. Despite the importance of direct somatic embryogenesis, nothing is known about factors controlling its occurrence in C. arabica genotypes, nor are there any studies on use of brassinosteroids in the in vitro induction of this type of embryogenesis. The brassinosteroid 24-epibrassinolide was used alone and together with cytokinin N6-(2-isopentenyl) adenine (2-iP) to evaluate its effects on direct somatic embryogenesis and verify endogenous alterations in metabolism of these hormones during induction of embryogenesis in foliar explants of cultivar Mundo Novo of species Coffea Arabica. The explants were cultivated in modified MS culture medium with the addition of 10 µM 2-iP, with or without 24-epibrassinolide. The following concentrations of brassinosteroid were used: 0.01 µM, 0.10 µM and 1 µM, in two experiments carried out at different times of the year. Light microscopy and scanning electronic microscopy analyses were carried out in order to understand anatomic and morphologic events of embryogenic pathway as related to different hormone combinations applied. The qualitative and quantitative variables of the foliar explants were evaluated in the two experiments at points in time from 130 and 240 days. In an attempt to better understand the participation of the brassinosteroids in the somatic embryogenesis pathway, foliar explants induced only by the cytokinin 2-iP were submitted to nuclear magnetic resonance (RMN) analyses. The somatic embryos obtained both using the treatment with the exclusive use of cytokinin and in treatment with cytokinin associated with 24-epibrassinolide were cultivated in a culture medium for germination and developed into plant embryos. The application of brassinosteroid led to initiation of direct somatic embryogenesis process, promoting the formation of embryogenic structures. Its application together with cytokinin increased number of embryos, the number of explants with embryos, led to formation of embryos in a condition in which only application of cytokinin was insufficient and accelerated embryogenic pathway. It also promoted development of much better defined embryos with typically meristematic characteristics. The increase in peaks in the region of the RMN spectrum, characteristic of steroidal molecules, coinciding with the period in which direct somatic embryogenesis occurred, could be an indication of participation of endogenous brassinosteroids during the process. This work widens the perspectives for the use of brassinosteroids in direct somatic embryogenesis for productive processes with C. arabica
Subject: Brassinosteroides
Cafeeiro
Micropropagação
Citocininas
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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