UNB - Dissertações

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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.