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Ao se aproximar o término do ano, desejamos aos associados os votos deboas festas junto com os nossos agradecimentos pela colaboraçãodispensada.

Informamos que a anuidade da International Association for Plant TissueCulture (IAPTC), referente ao ano de 1997, será de R$ 30,00 (trinta reais).Os interessados em se associarem deverão efetuar o pagamento em chequenominal à José Antonio Peters, até o dia 30 de janeiro de 1997.

Informamos também que a anuidade da Associação Brasileira de Culturade Tecidos de Plantas (ABCTP), para o ano de 1997, será de R$ 20,00(vinte reais). O pagamento deverá ser efetuado em' cheque nominal àABCTP até 30 de março de 1997, remetido para o endereço de seupresidente.

NOVIDADES: Em 1997, o ABCTP NOTÍCIAS e muitas outrasinformações sobre biotecnologia estarão disponíveis via Internet

para os associados.'

AGUARDEM!

AUTOMAÇAo ERAeIONALIZAÇÃONA'~ICRO~J!ÔP:INDUSTRIAL ""

Miklós Fári1 & Natoniel Franklin de Melo2

I, CODEV ASF / EMBRAP A - CP ATSA /AGROINVEST (Hungria), Consultor e pesquisadorvisitante (Agricultural Biotechnology Center,Gôdõllo, -Hungary),2, EMBRAP AlCP ATSA, Laboratório deBiotecnologia, BR428 Km 152 Zona Rural, CaixaPostal 23, Petrolina - PE, CEP 56.300-000E.mail: natoniel@cpatsa.embrapa.br

Introdução

A micropropagação de especies de importânciaagrícola tem grande aplicabilidade no processo deprodução industrial. A clonagem in vitro é umprocedimento significante, na multiplicação de espéciesornamentais, frutíferas e essências florestais, tanto empaíses' desenvolvidos quanto em desenvolvimento.Atualmente, milhares de pequenas, médias e grandesempresas produzem de 10.000 a mais de 1.000.000 deespécimes deplantas in vitro por ano.Na América Latina' a micropropagação industrialcomeçou nos anos 80, existindo atualmente cerca de1O~ laboratórios comerciais onde, por exemplo, em

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Cuba, a câpacidade de produçãochega a 60 milhõesde plantas por ano (panick, 1995; Ponce, 1995).Os principais problemas neste tipo deempreendimento são: (1) o custo de produção érelativamente alto, e (2) o valor biológico (qualidade,estabilidade genética, etc.) das mudasmicropropagadas é, em certas condições, instável(Aitken-Christie, 1991).Atualmente, a mão-de-obra representa de 50 a 75% docusto de produção (Donnan, 1986; Rajeevan &Pandey, 1986; Pachauri & Dhawan, 1989; Pierik,1990) Na Europa, urna das possibilidades maissimples para aumentar o balanço econômico daprodução é, em curto prazo, pagar baixos salários, ouseja, transferir a produção comercial para países emdesenvolvimento, onde o custo da mão-de-obra é maisbaixo. Outra possibilidade, em médio e, longo prazo,são inovações tecnológicas através da automação e/ourobotização (Standaert de Met.senaere, 1991) Nestecaso, a racionalização das fases de trabalho manuaisda micropropagação pode reduzir a demanda por mão-de-obra e, consequentemente, diminuir os custos deprodução (Fári & Kertész, 1995)Este trabalho apresenta o estágio atual da tecnologiade mecanização/automação aplicados à propagação invitro de espécies de interesse .

Tendências da mecanização na propagação lnvitro em larga escala

A necessidade de muunuzar custos namicropropagação industrial fez com que ospesquisadores desenvolvessem novas estratégias eequipamentos bem como, introduzissem elementosde automação com tecnologia "high tech" os quaisestão sendo aceitos para utilização rotineira (Aitken-Christie, 1991).Há três alternativas pnncipais para odesenvolvimento da automação/mecanização(Zandvoort & Holdgate, 1991; Aitken-Christie,1991):(1) automação/mecanização dos procedimentosrotineiros da micropropagação (preparo de meios decultura, repicagem das culturas e aclimatação dasplantas propagadas),(2) desenvolvimento de novas tecnologias baseadasna utilização de sistemas de propagação em meiolíquido,

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~~.

I(3) desenvolvimentode sistemas de cultivo in vitroalternativos.

Automação das etapas dos métodos tradicionaisde cultura de tecidos

(i) Preparo, distribuição e dosagem do meio decultura: A automação das etapas de preparo,distribuição e dosagem de meios de cultura é oúnico exemplo que encontra-se introduzido emescala comercial.O primeiro autômato, para a distriibuição edosagem contínua do meio de cultura, foi umdesenvolvimentohúngaro, na primeira década de 80(Fári, 1984; Fári, 1987). A capacidade do autômatoCLONMATIC (distribuição e dosagem automática)é 720 VegBox (recipientes plásticos descartáveispré-esterilizados) por hora (Fári et ai, 1985; Baloghet ai, 1990). Esta linha de dosagem foi conjugada,posteriormente, com uma autoclave automática daempresa holandesa PPS Ltd., com capacidade deesterilização de 50 litros por hora, controlada porum microcomputador. Um sistema similar foidesenvolvido pela Tasman Forestry Ltd., na NovaZelândia, consistindo, basicamente, em uma linhacontínua de esterilização do meio de cultura (Gleed,1990).

(tt) Repicagem dos explantes axilares/nodais: Umsistema mecanizado/automatizado de repicagem desegmentos axilares foi projetado e produzido pelaprimeira vez por Schonstein & Johnson (1986). Emseguida, na Universidade de Waseda (Japão), Y.Miwa (1987) foi um dos primeiros pesquisadoresque fizeram o plano de um robô paramicropropagação. Este modelo pioneiro tinha umacapacidade moderada, com uma repicagemautomática por mínuto, sob condições axênicas.Dois anos após, a Toshiba Company (Fujita, 1989)desenvolveu um novo autômato demicropropagação, o qual utilizava um robô para arepicagem automática, e um novo sistema mecânicopara o transporte dos segmentos e brotos repicados.Este sistema está baseado na digitalização da figurado explante através de um método de análisetridimencional do objeto. Na Austrália, também foipatenteado um sistema parcialmente automatizadopara repicagem (Brown, 1988). Em 1990,Takayama descreveu, no Japão, um sistematotalmente automatizado para a repicagem dosbulbilhos de Lilium sp., obtidos in vitro.Atualmente, observa-se o aumento das pequisasvoltadas para a automação das etapas de repicagemdos segmentos nodais/axilares. Entretanto, até suaaplicação comercial na micropropagação, é

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necessário aumentar a qualidade dos propágulosrepicados, reduzir os custos de investimento eresolver os problemas de contamínações.

(iii) Transplantio das plantas obtidas in vitro parao solo (aclimatação ex vitro): A última etapa declonagem é o transplantio e aclimatação dasplantas. Este assunto foi abordado com detalhe noABCTPNotícias No. 25.

Novas tecnologias baseadas na. utilização desistemas de propagação em meio líquido ,-Ó,

(i) Sistemas de cultivo em meio líquido: A maiorparte dos trabalhos para a automação damicropropagação utiliza, pelo menos parcialmente,as vantagens práticas do meio em fase líquida. Asabordagens tecnológicas e os aspectos teóricosdesta estratégia foram sumarizados por Zandwort& Holdgate (1991), em comparação com o sistemade cultivo em meio semi-sólido. Maene & Debergh(1985), Aitken-Christie & Jones (1987) eVandershaege & Debergh (1988) desenvolveram eutilizaram sistemas parcialmente análogos. Porexemplo, com a aplicação do sistema semi-mecânico "shoot-hedging", Aitken-Christie &Davies (1988) conseguiram reduzir os custos deprodução em 30-40%, durante um período de testede 18 meses. Nos EUA, Tisserat & Vandercook(1985) desenvolveram um outro sistema deautomação de dosagem do meio de cultura líquido,controlado através de um microcomputador. Estemétodo permitiu uma economia de mão de obracinco vezes menor do que o sistema tradicional.Young et aI. (1989) desenvolveram um novométodo para multiplicação das plantas sensíveis aomeio de cultura líquido. Esta tecnologia se baseianum copo especial flutuante, para manter ospropágulos na superficie do meio de cultura líquido,permitíndo o cultivo contínuo de espécies sensíveisà vitrificação. Outra estratégia para evitar avitrificação é a utilização de membranasmicroporosas (Hamilton et aI., 1985; Kong & Chin,1988; Matsumoto & Yamaguchi, 1989). Para amultiplicação de espécies dos gêneros Nephrolepis,Musa e Cordyline. Weathers et aI. (1988)desenvolveram o sistema "nutrient-mist". Nadécada de 80, surgiram as primeiras informaçõessobre as investigações da utilização de biorreatorespara multiplicação in vitro. Preil et aI. (1990)relataram o potencial e as dificuldades desta áreautilizando espécies de Euphorbia como modelo. NoJapão, Takayama (1990) propagou com sucessoespécies bulbíferas num outro tipo de biorreator.Desta forma, parece que a propagação em

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biorreatores em escala industrial seria possível numfuturo próximo, principalmente com espéciesbulbíferas e tuberosas como, por exemplo, Liliumlongiflorum, Solanum tuberosum, Gladiolus sp. eColocasia esculenta (Ziv, 1990).

Desenvolvimento de sistemas de cultivo in vitroalternativos.

(i) Cultivo de meristemas axilares: Entre 1985 e1988, a PB Ind. (Israel) desenvolveu o sistemasemi-automático VITROMATIC paramultiplicação de meristemas axilares em meiolíquido (Levin, 1985; Levin et aI., 1988). Oprincípio deste equipamento baseia-se num tanquede multiplicação especial contendo um meio decuhura líquido. Os meristemas axilaresmultiplicam-se dentro deste tanque, passando, emseguida, por um instrumento homogeneizadorautomático. Os explantes obtidos por meio destesistema são colocados automaticamente numamatriz de cultivo, dentro de um recipiente especial,para um próximo ciclo ou para emissão de raizes. Osistema VITROMATIC usa também retardantes decrescimento para obter maior qualidade com ummaterial cada vez mais homogêneo (Ziv, 1989; Ziv,1990).

(it) Cultivo de segmentos nodais: Aitken-Christieet al. (1988) e McCown et al. (1988) observaramque no cultivo automático de segmentos nodais emmeio líquido, ocorreu o desenvolvimento e amultiplicação em níveis aceitáveis em Populus sp.,entretanto, em Pinus radiata este método não foisatisfatório.

(iii) Embriogênese somática e sementes artificiais:Um dos aspectos mais importantes da utilização daembriogênese somática, é a concepção de sementeartificial. Para fins de automação, é necessárioresolver muitos obstáculos fisiológicos, genéticos etecnológicos. Redenbaugh et ai. (1993) revisaramos progresssos nesta área de conhecimento. Comoexemplo, podemos citar o desenvolvimento feitopelo o grupo de pesquisa do Dr. W. Preil, naAlemanha, demonstrando a multiplicaçãosincronizada dos embriões somáticos na cultura decélulas de Euphorbia pulcherrima em grandeescala (Preil & Beck, 1991).

(iv) Cultivo e multiplicação in vitro de plantas emambiente que permita o desenvolvimentoautotrójico: Kozai (1988) foi o pioneiro doprincípio de que as plantas cultivadas in vitro têmcapacidade de assimilar CO2 do ar atmosférico. De

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acordo com esta teoria, sob certas condições invi tro tais como alta iluminação e alta concentraçãode CO2, dentre outras, não é necessário suplementaro meio de cultura com fonte orgânica de carbonopara as necessidades heterotróficas. Este autorrelatou que, em Rosa sp. e Lycopersicumesculentum, sob condições controladas é possívelomitir a fonte de açúcar do meio de cultura in vitro.

Sistema CLONER: Uma nova iniciativa deracionalização da bancada de micropropagação.

O laboratório de cultura de células e tecidos doAgricultural Biotechnological Center (ABC),Godollo-Hungria, desenvolveu trabalhos com oobjetivo de reduzir os custos de mão-de-obra namicropropagação industrial. Durante os últimoscinco anos, estes trabalhos enfocaramprincipalmente o aperfeiçoamento do processo demanipulação dos explantes, devido representarcerca de 30-40% do custo total da mão-de-obra(Standaert-de Metsenaere, 1991).Os critérios para o desenvolvimento da bancadaforam: 1) reduzição eficiente da mão-de-obra napreparação dos explantes através de um processosimplificado; e 2) interação dos novos processoscom tecnologias atuais de micropropagação, sobuma base razoável.Desta forma, o grupo do ABC desenvolveu abancada de micropropagação racionalizadaCLONER, um simples e econômico tipo de câmarade fluxo laminar (Fári & Kertész, 1995). OCLONER é constituído por duas inovações: a) umdispositivo de inoculação estéril (die), e b) umdispositivo de abertura e fechamento (daf) (Fári &Kertész, 1993a; Fári & Kertész, 1993b). Estesistema possui características positivas peloscritérios biológicos e econômicos, para amicropropagação. Em escala piloto, o processo deoperação com o CLONER aumentou a velocidadede repicagem, em Gerbera, de 3 para 8 explantespor minuto. Este modelo foi recentemente instaladono laboratório de biotecnologia da EMBRAPA-CPATSA, em colaboração com a CODEVASF(Companhia de Desenvolvimento do Vale do SãoFrancisco), demonstrando grande praticidade nostrabalhos de pesquisa e produção, além de poder seradaptado aos sistemas tradicionais de capelas defluxo laminar. Desta forma, este modelo semi-automático de manipulação de explantes pode trazerpossibilidades consideráveis para odesenvolvimentofuturo da micropropagação.

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Introdução

Segundo dados do "FAO Production Yearbook1993" a produção mundial de batata-doce em 1993atingiu um total de 124 milhões de toneladas,colocando esta hortaliça no 8º lugar entre todas asespécies produtoras de alimento. No Brasil, é a 3ª

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hortaliça mais plantada, com 58.199 ha, detendo o4º lugar no montante produzido, com 603.347toneladas colhidas (IBGE 1994).É múltipla a aplicabilidade da batata-doce, pela suautilização na alimentação humana e animal emforma in natura e industrializada, e,potencialmente poderá ser usada na produção debiomassa para produção de etanol e metano (Smithe Frank 1984).A batata-doce é uma dicotiledônea, pertencente àfamília Convolvulácea cujo órgão deannazenamento é classificado como raíz tuberosa eé a parte comestível da planta. É uma espéciehexaplóide (2n=6=90), apresentando auto-incompatibilidade (Hernandez e Miller 1964; Wang1964) e também incompatibilidade cruzada entre

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