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Embriogênese somática do cafeeiro (Coffea arabica L.) e caracterização bioquímica e anatômica das diferentes etapas envolvidas no processo
(Instituto de Ciências Biológicas - Universidade de Brasília, 2012-08) Bartos, Patrícia Monah Cunha; Pereira, Jonny Everson Scherwinski
A cafeicultura é uma atividade de grande expressão no cenário agroindustrial brasileiro, colocando o Brasil como o maior produtor e maior exportador de café do mundo. Coffea arabica L. (Rubiaceae) é responsável por 70% de todo o café produzido e comercializado no mundo. O sucesso dos programas de melhoramento genético do cafeeiro tem disponibilizado variedades mais adaptadas. Entretanto a propagação convencional do cafeeiro é muito lenta. Dessa forma, a propagação clonal da espécie é fundamental para possibilitar uma rápida difusão de novos genótipos de interesse. Sendo assim, a micropropagação via embriogênese somática é a melhor opção para a rápida propagação clonal em larga escala dessa espécie. Nesse contexto, o objetivo do trabalho foi otimizar as estratégias de clonagem via embriogênese somática indireta a partir de folhas jovens do cafeeiro (Coffea arabica L. variedade Catuaí Vermelho), além de compreender as principais etapas do processo, com o auxílio de cortes anatômicos e análises bioquímicas. Na fase de indução de calo, foi avaliada a influência de genótipos de Coffea arabica (Catuaí Vermelho, Mundo Novo, Híbrido 427-2, Híbrido Clone 12), associados a tipos de folhas fenotipicamente semelhantes; a influência do número de explantes por placa de Petri (4, 6, 8 e 10) e tipos de folhas fenotipicamente semelhantes; o efeito de concentrações de sacarose (1, 2, 3 e 4%); as combinações de caseína hidrolisada (0 e 100 mg.L -1 ) e extrato de malte (0 e 400 mg.L -1 ); o efeito de tipos de auxinas (2,4-D e Picloram) e suas concetrações (2,5; 5; 10 e 20 μM) para as variedades Catuaí Vermelho e Mundo Novo, além da citocinina 2-iP (5, 10, 20 e 30 μM). Na fase de multiplicação, foi analisada a influência da densidade inicial de calos embriogênicos (6, 8, 10 e 12 g.L -1 ); volumes de Erlenmeyers (125 e 250 ml), associados ao ajuste ou não da densidade, bem como a presença e ausência de luz. Experimentos também foram efetuados na fase de regeneração, maturação e germinação de embriões, onde foram testados o número de calos embriogênicos por placa de Petri (4, 6, 8 e 10), o efeito da luz e escuro, associado ao tempo de cultivo (30, 60 e 90 dias), além do efeito da luz e escuro associado a diferentes densidades iniciais de células (1, 5 e 10 g.L -1 ). Para melhor entender o processo embriogênico, cortes anatômicos seriados foram realizados em explantes foliares com diferentes períodos de cultivo nos meios primário e secundário (0, 4, 7, 15, 30 dias), calo primário tipo 1, calo primário tipo 2, calo embriogênico, embriões globulares, embriões torpedo, embriões cotiledonares e embriões zigóticos. Por fim, foram extraídos e quantificados os carboidratos, os aminoácidos e as proteínas de diversas fases do desenvolvimento embriogênico. Verificou-se que a variedade Catuaí Vermelho é a que melhor responde ao protocolo de indução de calo. A amostragem de folhas e a percentagem de formação de calo primário tipo 2 influenciam a percentagem de formação de calo embriogênico. A utilização de seis explantes por placa, a concentração de 3% de sacarose, a utilização de caseína hidrolisada associada ao extrato de malte e a concentração de 10 μM de 2-iP proporcionam os melhores resultados para a formação de calo embriogênico. Na fase de multiplicação, o tratamento com densidade inicial de 10 g.L - 1 de calo embriogênico, o uso do frasco de 250 ml de capacidade, com ajuste parcial da densidade e material cultivado na ausência de luz responderam com as melhores taxas de multiplicação de calo embriogênico. A etapa de regeneração, maturação e germinação de embriões somáticos foi otimizada com a inoculação de quatro ou seis explantes por placa, cultivados por 90 dias em meio de regeneração e, quando transferidos para o meio de germinação líquido, a densidade inicial de 5 g.L -1 proporcionou a maior sincronização na maturação dos embriões. Em relação à anatomia das diferentes etapas, foi verificado que a formação de calo primário acontece aos 7 dias de cultivo e esse calos se originaram a partir de divisões sucessivas de células do procâmbio. Calos primários tipo 1 e tipo 2 apresentaram morfologia e tipos celulares distintos e o calo embriogênico é originado do calo primário tipo 1. O metabolismo dos carboidratos, aminoácidos e proteínas auxiliam para uma melhor interpretação e entendimento sobre os processos de indução da embriogênese somática, assim como a regeneração, maturação e germinação dos embriões somáticos.
HISTOLOGIA DE CALOS PROVENIENTES DA EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA DE Coffea arabica L. – Embrapa Café
(2011) Bartos, Patrícia Monah Cunha; Gomes, Hugo Teixeira; Laid, Allan; Gomes, Sueli Maria; Teixeira, João Batista; Embrapa - Café
O objetivo do presente trabalho foi comparar a anatomia dos calos primários tipo 1 (de crescimento não persistente) e tipo 2 (de crescimento persistente), e dos calos embriogênicos, oriundos de explantes foliares de Coffea arabica L., cultivar Catuaí Vermelho. Para tanto, os três tipos de calos foram fixados em FAA (formalina, ácido acético, álcool etílico), desidratados em série etanólica crescente, infiltrados em historresina e cortados em micrótomo rotativo. As secções foram coradas em azul de toluidina e os resultados foram registrados através de fotomicroscópio com sistema de captura de imagens. Verificou-se que os calos primários têm células maiores do que os embriogênicos, sendo que o tipo 1, com células de 39 a 48 μm de diâmetro, apresenta células parenquimáticas com paredes mais espessas (cerca de 3,1 μm), enquanto os do tipo 2 possuem células parenquimáticas alongadas (com 101 a 165 μm de diâmetro), espaços intercelulares mais amplos e 1,9 μm de espessura de parece celular. O calo embriogênico mostrou-se com regiões meristemáticas bem definidas, com células pequenas (de 15 a 25 μm de diâmetro), isodiamétricas, citoplasma denso e reduzido, paredes celulares mais estreitas (aproximadamente 0,9 μm), núcleo evidente e intensa divisão celular. A linearização das células em algumas regiões no calo embriogênico sugere a organização celular envolvida no processo de formação de embriões. Esta análise permitiu esclarecer anatomicamente as diferenças morfológicas entre os três tipos de calos.