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Embriogênese somática em pupunha como estratégia para a multiplicação massal de
genótipos selecionados
Dr. Douglas A. Steinmacher
Ilheus, Setembro de 2011
I Simpósio Brasileiro da
Pupunheira
Bactris gasipaes Kunth In
trodução
Bactris gasipaes Kunth Arecaceae Caespitose (perfilhos) Espinhos (porém: Mutações sem espinhos)
Espécie domesticada Única espécie de palmeira completamente domesticada na América tropical
Cultigen Bactris gasipaes var. chichagui (Forma selvagem) -Frutos 0,5 – 10 g Bactris gasipaes var. gasipaes (Forma cultivada) - Frutos 10 – 120 g
Usos In
trodução
Madeira Frutos Palmito
Diferentes demandas
Variabilidade genética Just
ific
ati
va
Variabilidade genética
Variabilidade genética
Variabilidade genética
Formas de propagação O
bje
tivos
Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Elevada variabilidade genética Atualmente principal forma de propagação é por sementes (riscos fitossanitários; procedência desconhecida)
Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie
Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema
Formas de propagação O
bje
tivo
Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Atualmente principal forma de propagação é por sementes
Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie
Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema
Formas de propagação O
bje
tivo
Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Atualmente principal forma de propagação é por sementes
Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie
Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema
Embriogenênese somática Just
ific
ati
va
2005
Protocolo de regeneração in vitro Flu
xogra
ma
Planta matriz
Indução da embriogênese somática
Formação dos embriões somáticos
Maturação dos embriões somáticos
Regeneração das plântulas
Comercialização das mudas
Protocolo de embriogênese somática In
flore
scência
Infl
ore
scência
Infl
ore
scência
Vantagens:
- Explantes obtidos de plantas adultas; Desvantagens:
- Resposta in vitro muito morosa; - Dificuldade de otimização do protocolo; - Mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha são desconhecidos;
Em
bri
ão z
igóti
co
Em
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igóti
co
Em
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igóti
co
Em
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co
Em
bri
ão z
igóti
co
Vantagens:
- Facilidade de obtenção de explantes; - Rápida resposta in vitro; - Otimização do protocolo; - Compreensão dos mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha; Desvantagens:
- Uso de embriões zigóticos como fonte de explantes;
Cam
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Cam
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Vantagens:
- Explantes de tecidos somáticos; - Elevada competência embriogênica; - Compreensão dos mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha; Desvantagens:
- Poucos genótipos foram avaliados; - Cultivo “linear”;
Cultivo „linear“ In
trodução
Planta matriz
Indução
Formação dos embriões somáticos
Maturação dos embriões somáticos
Regeneração das plântulas
Comercialização das mudas
Cultivo cíclico In
trodução
Planta matriz
Indução
Maturação dos embriões somáticos
Regeneração das plântulas
Comercialização das mudas
Multiplicação
cíclica
Regeneração in vitro de pupunha O
bje
tivos
Por que multiplicação in vitro? Domesticada Sementes recalcitrantes Perfilhos enraizam com dificuldade Atualmente principal forma de propagação é por sementes
Objetivos da multiplicação in vitro? Conservação ex situ Melhoramento genético da espécie Regeneração massal da espécie
Como multiplicar in vitro? Embriogênese somática Semi-automatização do sistema
MOTOCROMPRESSOR
TEMPORIZADOR
1
1
2
3
4
A B
1
5
6
1
2
3
6
4
5
MANGUEIRAS DE SILICONE
VÁLVULAS SOLENÓIDES
FILTROS DE AR 0,2 micras
ROLHAS DE SILICONE
TUBOS DE VIDRO
RESERVATÓRIO DE MEIO
DE CULTURA
7 RECIPIENTE DE CULTIVO
7
BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Regeneração in vitro de pupunha
Imers
ão T
em
porá
ria
MOTOCROMPRESSOR
TEMPORIZADOR
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1
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A B
1
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MANGUEIRAS DE SILICONE
VÁLVULAS SOLENÓIDES
FILTROS DE AR 0,2 micras
ROLHAS DE SILICONE
TUBOS DE VIDRO
RESERVATÓRIO DE MEIO
DE CULTURA
7 RECIPIENTE DE CULTIVO
7
BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Regeneração in vitro de pupunha
Imers
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MOTOCROMPRESSOR
TEMPORIZADOR
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A B
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MANGUEIRAS DE SILICONE
VÁLVULAS SOLENÓIDES
FILTROS DE AR 0,2 micras
ROLHAS DE SILICONE
TUBOS DE VIDRO
RESERVATÓRIO DE MEIO
DE CULTURA
7 RECIPIENTE DE CULTIVO
7
BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Regeneração in vitro de pupunha
Imers
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MOTOCROMPRESSOR
TEMPORIZADOR
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MANGUEIRAS DE SILICONE
VÁLVULAS SOLENÓIDES
FILTROS DE AR 0,2 micras
ROLHAS DE SILICONE
TUBOS DE VIDRO
RESERVATÓRIO DE MEIO
DE CULTURA
7 RECIPIENTE DE CULTIVO
7
BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Regeneração in vitro de pupunha
Imers
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MOTOCROMPRESSOR
TEMPORIZADOR
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MANGUEIRAS DE SILICONE
VÁLVULAS SOLENÓIDES
FILTROS DE AR 0,2 micras
ROLHAS DE SILICONE
TUBOS DE VIDRO
RESERVATÓRIO DE MEIO
DE CULTURA
7 RECIPIENTE DE CULTIVO
7
BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Regeneração in vitro de pupunha
Imers
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MOTOCROMPRESSOR
TEMPORIZADOR
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MANGUEIRAS DE SILICONE
VÁLVULAS SOLENÓIDES
FILTROS DE AR 0,2 micras
ROLHAS DE SILICONE
TUBOS DE VIDRO
RESERVATÓRIO DE MEIO
DE CULTURA
7 RECIPIENTE DE CULTIVO
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BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Regeneração in vitro de pupunha
Imers
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MOTOCROMPRESSOR
TEMPORIZADOR
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A B
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MANGUEIRAS DE SILICONE
VÁLVULAS SOLENÓIDES
FILTROS DE AR 0,2 micras
ROLHAS DE SILICONE
TUBOS DE VIDRO
RESERVATÓRIO DE MEIO
DE CULTURA
7 RECIPIENTE DE CULTIVO
7
BIORREATORES DE IMERSÃO TEMPORÁRIA Regeneração in vitro de pupunha
Imers
ão T
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Imers
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porá
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Imers
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Imers
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Palm growing in temporary immersion system
Imers
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Imers
ão T
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ria
Vantagens:
- Cultivo cíclico; - Rápida resposta in vitro; - Elevada competência embriogênica; - Compreensão dos mecanismos morfo-fisiologicos governando a resposta in vitro de pupunha; Desvantagens:
- Requer a implantação do sistema; - Requer mão de obra ainda mais especializada; - Resposta de diferentes genótipos está sendo avaliada; - Coleção nuclear do INPA;
Cole
ção n
ucle
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0
10
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40
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60
70
80
90
Total Viáveis Contaminação Embriogênico
Estabelecimento in vitro da coleção nuclear do INPA
3 Meses 6 Meses
CN1
CN10
CN11
CN12
CN13
CN15
CN16
CN18 CN19
CN21
CN23 CN25
CN27
CN29
CN3
CN34
CN35 CN36
CN38 CN39 CN40
CN41
CN44 CN46
CN49
CN50
CN52 CN56
CN57
CN58
CN59
CN6
CN61 CN63
CN7
CN8; 30
0
50
100
150
200
250
300
Número de estruturas embriogênicas
Cole
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Capacidade embriogênica em sistema avançado de cultivo (9 meses de cultivo após introdução in vitro)
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Regeneração in vitro de pupunha Aplicações
Planta matriz
Indução
Regeneração das plântulas
Multiplicação
cíclica
Criopreservação
Formação de um jardim clonal
Duplicação do banco de germoplasma
Propagação massal
Variação somaclonal
Obrigado pela atenção!
I Simpósio Brasileiro da
Pupunheira
Dr Douglas A. Steinmacher Pesquisador sênior em cultura de tecidos
Instituto Biosomática, Holambra, SP [email protected]