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UNIVERSIDADE FEDERAL DE
VIÇOSA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO
FIT 798 – SEMINÁRIO EM GENÉTICA E MELHORAMENTO
Seminário de Dissertação de Mestrado
Mestranda: Isabella Santiago de
Abreu Orientador:
Prof. Dr. Carlos Roberto de Carvalho
Monitoramento da embriogênese somática a
partir de embriões zigóticos de Carica papaya L. por técnicas
citogenéticas e de citometria de fluxo
Carica papaya é a espécie mais importante economicamente da
família Caricaceae. O cultivo em escala comercial do mamoeiro, entretanto, apresenta
algumas dificuldades. Em função da alogamia e da propagação seminífera, ocorre
uma alta taxa de heterozigose, gerando variação genotípica quanto a rendimento,
qualidade dos frutos e suscetibilidade a doenças (Drew 2003). Além disso, há 3 tipos
sexuais (masculino, feminino e hermafrodita),
segregação diferencial desses sexos e reversão sexual sazonal (Ming et al.
2007). A cultura em regiões tropicais se baseia preferencialmente no
hermafrodita, cujo fruto é o mais aceito no mercado. No entanto, a
identificação do tipo sexual só é possível tardiamente (dado a
semelhança na morfologia da planta dos 3 sexos até a fase reprodutiva), fato
que onera os custos da produção (Chaves-Bedoya & Nuñez 2007).
Tendo em vista tais problemas, torna-se desejável a busca por um método
que propicie o cultivo clonal de plantas elite dessa espécie. A cultura de
tecidos (CT) tem sido uma alternativa de sucesso para a produção em massa do
mamoeiro (Schmildt et al. 2007), principalmente
pela embriogênese somática (ES). A ES tem sido estabelecida a partir de
diferentes explantes de C. papaya, mas
a maioria dos trabalhos utiliza embriões zigóticos imaturos, considerando o seu
alto potencial embriogênico. Embora o meio semi-sólido seja o mais empregado, o
sistema líquido tem se mostrado mais eficiente para a produção de embriões
somáticos de forma rápida e em quantidade elevada (Castillo et al. 1998). Apesar dos sucessos descritos,
há desafios relacionados à CT em C.
papaya que se referem ao estabelecimento de um sistema de ES em cultura
líquida a partir de embriões zigóticos, ao risco de variação somaclonal (VS) e,
consequentemente, à elaboração de estratégias para monitorar o nível de ploidia
das plantas regeneradas.
A CT está freqüentemente associada com a
ocorrência de VS, decorrente das próprias condições impostas por este sistema
de cultivo. Independente do interesse, seja geração de variabilidade genética
ou propagação clonal, é importante selecionar esses variantes. A citometria de
fluxo (CF) tem se constituído numa ferramenta confiável de análise e detecção
rápida de somaclones (Clarindo et al. 2008);
e a citogenética permite a confirmação do estabilidade
cromossômica das plantas selecionadas. Nesta perspectiva, este trabalho teve
por objetivo induzir ES em sistema líquido a partir de embriões zigóticos de C. papaya, e monitorar a ocorrência de
eventual VS pela associação de ferramentas citogenética e citométrica de fluxo.
A metodologia aplicada incluiu (i) a indução de
ES em meio semi-sólido utilizando embriões zigóticos como explantes, (ii) a
formação de embriões somáticos em sistema líquido, (iii) a maturação e
germinação desses embriões, e (iv) a aclimatação das plântulas regeneradas. Em
todas estas etapas foram adequados protocolos a partir de trabalhos já
publicados. O nível de ploidia dos regenerantes foi determinado pela CF, e o
número cromossômico e o cariograma dos diplóides obtidos pela citogenética.
As diferentes condições de cultivo e exposições
hormonais adotadas propiciaram a formação de calos friáveis e a subseqüente
rediferenciação em embriões somáticos em grande quantidade. Portanto, o uso do
sistema líquido corroborou com relatos na literatura, em que a produção
embriogênica foi superior ao de resultados em meio semi-sólido (Castillo et al. 1998); além disso, a cultura
líquida facilita o isolamento dos embriões que se individualizam na suspensão. Em
escala industrial, este procedimento se torna bastante eficaz e apropriado.
Para a averiguação da estabilidade genética após
todo o processo de ES, uma amostragem da população de regenerantes foi
analisada pela CF. A alta qualidade das suspensões nucleares, caracterizada pela
obtenção de núcleos intactos isolados em quantidade satisfatória, foi
comprovada pela geração de histogramas com baixos coeficientes de variação
(entre 3,31 e 4,68). O screening realizado
apresentou 88% de plântulas diplóides normais (2C = 2X), 6% de tetraplóides (2C
= 4X) e 6% de aneuplóides (dados não apresentados). A realização da citogenética
nas plântulas diplóides (2X = 18) apresentou o correto pareamento dos homólogos
e, conseqüentemente, a ausência de alterações estruturais. Os tetraplóides não
foram analisados citogeneticamente, visto que, na propagação clonal, tem-se
interesse nos indivíduos diplóides.
Os resultados deste trabalho demonstraram que,
primeiramente, a técnica de CT foi eficiente na numerosa produção de embriões
somáticos e com porcentagem elevada de indivíduos normais, em relação à
ploidia. Além disso, a associação entre CF e citogenética garantiu a detecção
de somaclones, e principalmente a CF se firmou como uma ferramenta prática,
confiável e de análise rápida para o escaneamento de ploidia de DNA. Tal
aplicabilidade é particularmente útil para a micropropagação em escala industrial.
Referências
bibliográficas
Castillo B, Smith MAL, Yadava UL. Liquid system scale
up of Carica papaya L. somatic
embryogenesis. J Hortic Sci Biotech,
73: 307-311, 1998.
Chaves-Bedoya
G, Nuñez V. A SCAR marker for the sex types determination in Colombian
genotypes of Carica papaya. Euphytica, 153: 215-220, 2007.
Clarindo WR, Carvalho CR, Araújo FS,
Abreu IS, Otoni WC. Recovering polyploid papaya in
vitro regenerants as screened by flow cytometry. Plant Cell
Tiss Org Cult, 92: 207-214,
2008.
Drew RA. Micropropagation of Carica papaya
and related species. In: Micropropagation of Woody Trees and Fruits, SM
Jain & K Ishii (eds.), Ed. Kluwer
Academic Publishers, pp. 543-564, 2003.
Ming
R, Yu Q, Moore PH. Sex determination in
papaya. Semin. Cell. Dev. Biol., 18: 401-408, 2007.
Schmildt
ER, Amaral JAT, Schmildt O. Sucrose on in
vitro rooting phase of papaya tree ‘Tainung 01’. Scientia
Agraria, 8: 25-31, 2007.
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Isabella S. de Abreu (estudante) Carlos R.
de Carvalho (Orientador)