Otimização de técnicas de cultura de tecidos para o melhoramento do cafeeiro (Coffea arabica L.)

Abstract

Os objetivos deste trabalho foram os de se testar metodologas de cultura de tecidos como a cultura de anteras, a micropropagação e a cultura de embriões para as cultivares de café pertencentes a coleção "in vivo" da Universidade Federal de Lavras. Para isso, foi necessário determinar: o tamanho do botão floral ideal para obtenção de plantas haplóides através da cultura de anteras, determinar, na micropropagação: as melhores concentrações utilizadas dos reguladores de crescimento BAP (6-benzilaminopurina), GA3 (ácido giberélico) e TDZ (N-phenil-N-l,2,3-thiadiazol-5-iluréia), e na cultura de embriões, determinar quais as melhores concentrações dos reguladores de crescimento ANA (ácido naftalenoacético) e BAP. Foram realizadas análises morfológicas e citológicas em botões florais de 4 cultivares de Coffea arabica: cv. Mundo Novo, Catuai, Icatú e Rubí, observou-se que para todos os genótipos, o micrósporo não vacuolado com núcleo central, ideal para a obtenção de haplóides através da cultura de anteras, ocorre com mais frequência em botões florais variando de 4,5 a 6,O mm de comprimento, contendo anteras que variam de 4,5 a 5,5 mm de comprimento. Para os experimentos de micropropagação, foram utilizadas como explantes, microestacas da cultivar Catuai, onde foram testadas diversas combinações entre os reguladores de crescimento BAP e GA3 e de TDZ e GA3 resultando em um fatorial 4x5, dispostos em um delineamento inteiramente casualisado. Para se verificar o efeito das diferentes combinações dos reguladores de crescimento, foram feitas avaliações periódicas com relação ao número de brotações, brotos maiores que um centímetro, número total de folhas, peso da matéria fresca e seca das brotações. Os melhores resultados para a combinação BAP e GA3 foram obtidos na ausência de GA3 e presença de BAP. Para a combinação TDZ e GA3, os melhores resultados foram obtidos quando a concentração máxima testada de GA3 foi associado às concentrações mínimas de TDZ. Na cultura de embriões, foram utilizados embriões da cv. Catuai, com os quais foram testadas combinações entre concentrações dos reguladores de crescimento ANA e BAP, resultando em um fatorial 4x4, dispostos em um delineamento inteiramente casualisado . Para todas as características avaliadas, os melhores resultados foram observados na concentração de BAP igual a 7,40 mg/l, associado a concentração de ANA igual a 1,0 mg/l.. Modelos de superfície de resposta foram utilizados nos experimentos de micropropagação e cultura de embriões, para otimizar as concentrações dos reguladores de crescimento utilizados. Este trabalho faz parte do programa de melhoramento do cafeeiro da Universidade Federal de Lavras.

The purpose of this work were to test tissue culture methodologies of: the anthers culture, the micropropagation and the embryos culture for the coffe cultures "in lives" that belong to the Universidade Federal de Lavras (UFLA). For that, it was necessary to determine the ideal floral bud size for the obtantion of haploids plants through the anthers culture. Also, to determine in micropropagation: the best concentrations of the growth regulators BAP (6-benzilaminopurina), GA3 (giberelic acid) and TDZ (N-phenil-N-1,2,3-thiadiazol-5-iluréia). Finally, in the embryos culture: to determine which were the best concentrations of the growth regulators ANA (naftalenacetic acid) and BAP(6-benzilaminopurine). For the morphologic and cytological evaluations, were used floral buds of 4 cultivates of Coffea arabica: cv.Mundo Novo, Catuaí, Icatú and Rubí. Morphologic and cytological analyses were accomplished, by observing that, for all the genotipes, the microspore non vacuolated (with central nucleus, ideal for the haploids obtained through the anthers culture), happens frequently in floral buds they vary in length from 4,5 to 6,0 mm, anthers varying from 4,5 to 5,5 mm length. For the micropropagation experiments, were used like explants microestacas of cultivating Catuaí, where several combinations were tested among the growth regulators BAP and GA3 (mg/l) and of TDZ and GA3, resulting in a factor 4x5, disposed entirely in a completely randomyzed. To verify the effect of the different combinations of the growth regulators, there were made periodic evaluations with there relationship of the total shoot number, larger sprouts than a centimeter, total leaf number, weight of the fresh and dry matter of the shoot. The best results for the combination of BAP and GA3 were obtained in the absence of GA3 and presence of BAP. For the combination TDZ and GA3, the best results were obtained when the maximum concentration of GA3 was associated to the minimum concentrations of TDZ. In the culture of embryos, were used embryos of the cv. Catuaí, in which combinations were tested among concentrations of the growth regulators ANA and BAP, resulting in a fator 4x4, disposed entirely in a completely randomyzed. For all the characteristics, the best results were observed in the concentration of BAP, the same to 7,40 mg/l, associated ANA’s concentration, the same to 1,0 mg/l. Models of answer surface were used in the micropropagation experiments and embryos culture, for optimize the concentrations of the used growth regulators. This work belongs to the program of improvement of the coffee culture of the Universidade Federal de Lavras (UFLA).