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Embriogênese Somática
Profa. Adriana Menezes Salgueiro 2009
I. Introdução
Formação de embriões a partir de células somáticas Estruturas bipolares, sistema vascular independente.
Embriões somáticos = Embriões Não-zigóticos = Embriões Adventícios
Somático X Zigótico
Embriões Somáticos NÃO TEM Endosperma, casca, semente e não estão associados ao fruto
Embriões Somáticos NÃO tem fusão de gametas = sem recombinação gênica = CLONES
Os embriões somáticos apresentam um sistema vascular fechado, sem conexão vascular com os tecidos do explante inicial.
A embriogênese somática pode ser direta ou indireta A maioria dos sistemas de embriogênese ocorre pela via indireta.
Embriogênese Somática Direta
Embriogênese Somática Direta
Embriogênese Somática Indireta
Indireta = Calo
Embriogênese Somática Indireta
As células mães embriogênicas apresentam características comuns:
Tamanho pequeno (100 – 200µm) Conteúdo citoplasmático denso Núcleos grandes com nucléolo proeminente Vacúolos pequenos Presença de grãos de amido
Figure – Cellsuspension of banana cv maçã. Histological preparations of embryogenic cell suspensions (SG – stach grains; NL – nucleolus; N – nucleus).
Figure – longitudidal sections of the zygotic embryo of Carica papaya L. Small cells arranged compactly with dense cyroplasm.
Estágios da embriogênese somática em dicotiledôneas
Estágios de embriogênese somática em monocotiledôneas
II. Etapas do Processo explante inicial
indução de calo embriogênico
maturação dos embriões
Germinação dos embriões e formação de plantas
III. Fatores que influenciam o Processo 1. Explante inicial
Quase todas as partes da planta têm sido utilizadas com sucesso hipocótilo
inflorescência jovem
caule
raiz
embrião zigótico
protoplasto
óvulo óvulo
segmentos segmentos de flor
antera
tecido de endosperma
pólen
etc.
ápice caulinar rosa
mandioca
III. Fatores que influenciam o Processo 2. Composição do meio de cultura Dois tipos de meio podem ser requeridos: Meio para iniciação das células embriogênicas Alta concentração de auxina Meio para o desenvolvimento das células embriogênicas Meio Baixa concentração ou ausência de auxina
Em algumas plantas tanto a formação do embrião quanto a sua maturação ocorrem no primeiro meio e o segundo meio é empregado para o desenvolvimento da plântula.
III. Fatores que influenciam o Processo 2. Composição do meio de cultura A. Sais minerais Meios com alta concentração salina tem efeito positivo no crescimento e desenvolvimento de embriões somáticos. Nitrogênio reduzido (NH4) A adição de alguns aminoácidos (asparagina, glutamina, prolina) ou amidas, favorece a indução de embriões em algumas espécies (Ex.: soja, trigo, fumo, alfafa, milho).
III. Fatores que influenciam o Processo 2. Composição do meio de cultura B. Carboidratos A sacarose tem sido a fonte de carboidrato mais utilizada, embora outros mono e dissacarídeos possam ser utilizados,
C. Substâncias Reguladoras do Crescimento Auxinas Envolvidas na indução inicial de embriões somáticos. Inibe o desenvolvimento subsequente dos embriões.
Citocininas Resultados conflituosos
III. Fatores que influenciam o Processo 2. Composição do meio de cultura C. Substâncias Reguladoras do Crescimento Ácido abscísico Aumenta a frequência de embriões somáticos produzidos e sua conversão em plantas.
Ácido giberélico Estimula o desenvolvimento de raízes.
D. Carvão ativado Facilita a embriogênese em diversas culturas.
III. Fatores que influenciam o Processo 2. Composição do meio de cultura E. Concentração osmótica Alta osmolaridade Efeitos benéficos para a indução de embriões em milho e cenoura Evita a germinação precoce dos embriões
III. Fatores que influenciam o Processo 3. Condições de cultura Tipo de frasco, posição dos embriões em relação ao meio de cultura e estado do meio (sólido ou líquido) Pouca influencia sobre a embriogênese
Densidade de embriões por frasco Afeta a taxa de formação e maturação dos embriões.
Idade da cultura Ocorre mais rapidamente em culturas jovens.
Luminosidade Em geral, o processo de indução e iniciação de embriões somáticos é realizado no escuro.
IV. Sincronização da embriogênese somática
1.
Uso de peneiras
2. Centrifugação em gradiente em solução de Ficol 3. Centrifugações leves e repetidas
IV. Estádios e modulação da embriogênese somática
Figura - Ciclos da embriogênese somática e a sequência de eventos celulares da desdifenciação e diferenciação.
IV. Estádios e modulação da embriogênese somática
Aumento da osmolaridade Ácido abscísico
Integração da ES em um programa de conservação ou melhoramento genético.
Rota da indução de calos, obtenção e aclimatização de plântulas de Vriesea reitzii, via embriogênese somática.
ES e Produção de Sementes Sintéticas
TECNOLOGIA DE SEMENTES SINTÉTICAS Emprego de embriões somáticos como sementes verdadeiras, combinado a eficiência e baixo custo do “sistema semente” com a produção clonal massal em CT.
VANTAGENS Grandes volumes em pequeno espaço; Manutenção da identidade clonal Semeadura direta a campo; Sementes recalcitrantes; ES transgênicos.
b
c
d
a) ES em estádio torpedo de Feijoa sellowiana b) unidades encapsuladas c) semente sintética germinando d) conversão a plântula de F. sellowiana.
Importância
Produção rápida de milhões de própagulos, a custos competitivos com os dos métodos convencionais de propagação.
• A planta originada pode ser idêntica genotipicamente à planta-mãe. • Embriões usados na tecnologia de sementes sintéticas e transformação genética de plantas.
Limitações
Baixa resistência à dessecação.
• Baixa disponibilidade de nutrientes e oxigênio.
• Não tolerância ao dano mecânico e às flutuações de temperatura no leito de conversão.
