Transformação genética de Coffea arabica através de bombardeamento

Abstract

A manipulação genética de espécies de Coffea através de procedimentos de transformação constitui uma valiosa ferramenta para os programas de melhoramento de café. Vários estudos já foram desenvolvidos para o estabelecimento de um protocolo eficiente de transformação de C. arabica. Entretanto, os mais conhecidos, como uso de protoplastos e transformação mediada por Agrobacterium, foram dificultados por problemas de regeneração in vitro. Desta forma, o objetivo deste trabalho é testar o uso da biolística como uma estratégia alternativa para transformação da região do meristema apical de embriões zigóticos de C. arabica. Neste trabalho são apresentados os resultados provenientes de experimentos preliminares de desenvolvimento de um protocolo de transformação via bombardeamento para obtenção de plantas transgênicas de C. arabica. Foram determinadas as condições básicas para a multibrotação in vitro de meristemas apicais de embriões zigóticos de C. arabica e posterior aclimatação dos brotos obtidos. Além disso, são apresentados os resultados comparativos de reguladores de crescimento de plantas em dois cultivares de C. arabica. A dose seletiva de Imazapyr, a molécula de herbicida utilizada como agente seletivo na transformação de células meristemáticas, também foi estabelecida. Em relação à expressão transiente do gene repórter gus, nossos resultados mostraram que não houve diferença entre três plasmídios testados. Por outro lado, uma variação foi observada em relação à idade do embrião no momento do bombardeamento. A expressão estável do gene gus observada em um broto derivado da região apical de embrião zigótico confirmou a possibilidade de monitoramento da transformação neste tipo de tecido.

The genetic manipulation of Coffea species through transformation procedures is a valuable tool for coffee breeding programs. Many studies have attempted to establish an efficient protocol of C. arabica transformation. However, the use of protoplasts and Agrobacterium-mediated process has been hindered by regeneration problems. For that, the aim of this work is to test the use of biolistics as an alternative strategy to transform the meristematic apical region of C. arabica zygotic embryos. In this work, we present the results from some preliminary assays toward the development of a transformation method in order to obtain C. arabica transgenic plants. The in vitro conditions for successful multiple shooting induction and acclimatization of apical shoots from C. arabica zygotic embryos were determined. In addition, the effect of plant growth regulators on multiple shooting induction of the apical regions of two cultivars has been investigated. We have also determined the selective dose of Imazapyr, the herbicidal molecule used as selective agent in transformation of meristematic cells. Regarding to the transient expression of gus reporter gene, our results showed that there was no difference among three plasmid tested. We have also observed a variation on the transformation efficiency related to the age of the embryo at bombardment. Some stable expression was observed a shoot derived from the apical region of a zygotic embryo, showing that transformed areas can be detected in this kind of tissue.