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Propagação in vitro de helicônia (Heliconia spp.) a

Universidade Federal Rural de PernambucoUniversidade Federal Rural de Pernambuco

Departamento de AgronomiaDepartamento de Agronomia

Programa de PósPrograma de Pós--Graduação em AgronomiaGraduação em Agronomia

Melhoramento Genético de PlantasMelhoramento 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 LogesCo-Orientadoras: Lilia Willadino

Cláudia Ulisses

� Introdução

� Objetivos

� Metodologia

Roteiro de Apresentação

� Cronograma de Atividades

� Orçamento

� Relevância científica, tecnológica e sócio-econômica

Introdução

� Características Botânicas:

- Divisão: Magnoliophyta

- Classe: Liliopsida

- Ordem: Zingiberales- Ordem: Zingiberales

- Gênero: Heliconia

- Família: Heliconiaceae

� Características Botânicas:

Américas Central e do Sul;

Introdução

Ocorrência:

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 SEMENTESCULTURA

DE TECIDOS

Introdução

� Importância econômica

- Mercado mundial de flores e plantas ornamentais

14 1

BILHÕES ANUAIS (U$)

60

14

Flores e Plantas

Mudas

Bulbos

114

60

Fonte: Junqueira e Peetz, 2009.

� Importância econômica Floricultura Tropical 400 milhões (U$)- Brasil: pouco representativo no mercado mundial (5%);

- Países desenvolvidos:consumo per capita de flores condições desfavoráveis;

Introdução

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:- Cultura de Tecidos:

� Princípio Totipotência das células vegetais;

� Condições de cultivo: Meio nutritivo apropriado;

Ambiente asséptico;

Condições ambientais controladas;

� Cultura de Tecidos:- Vantagens:

� Propagação de plantas sadias;

� Propagação clonal de espécies de valor comercial;

Introdução

- Áreas de Aplicação

Micropropagação

Cultura de meristemas

EmbriogêneseSomática

Hibridação Somática

Cultura de protoplastos

Seleção in vitro

Cultura de Tecidos

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 célulashaplóides ou somáticas diplóides, sem que haja fusão degametas;

- Tipos de embriogênese:- Tipos de embriogênese:

ES DIRETA

MS + citocinina

Embriões Calos

MS +citocinina/auxina

ES INDIRETA

� Embriogênese Somática

- Vantagens:

� Alta taxa de multiplicação;

� Escalonamento da produção;

Introduçãoc

� 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 embriõeszigóticos e estabelecer protocolos para indução dezigóticos e estabelecer protocolos para indução deembriões somáticos em espécies de Heliconia.

Objetivos

� Objetivos Específicos:

� Avaliar a produção e desenvolvimento de mudas deHeliconia ssp. por meio de cultivo de embriões zigóticos;Heliconia ssp. por meio de cultivo de embriões zigóticos;

� Induzir a formação de embriões somáticos utilizandofontes 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:- 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. rostrataH. episcopalis H. rauliniana

H. stricta

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 MSFRUTOS 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� 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.� 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 2,4-DICLOFENOXIACÉTICO (2,4-D)

ÁCIDO BEZILAMINAPURINA (BAP)

ÁCIDO NAFTALENO ACÉTICO (ANA)

ÁCIDO INDOLACÉTICO (AIA)

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� Int. luminosa: 47 µmols m s

� 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 odesenvolvimento do projeto proposto;

�Materiais de consumo:�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;

� 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

Relevância Científica, Tecnológica e Sócio-Econômica

compatíveis com o ambiente, especialmente em países não

desenvolvidos.

Apoio Financeiro e Institucional

Silvany de Sousa Araújo

Mestranda em Melhoramento Genético de Plantas- UFRPEMestranda em Melhoramento Genético de Plantas- UFRPE

E-mail: ny_araujo@hotmail.com