Hibridação somática - Apostilas - Agronomia, Notas de estudo de . Universidade Federal de Goiás (UFG)
Ronaldo89
Ronaldo891 de Março de 2013

Hibridação somática - Apostilas - Agronomia, Notas de estudo de . Universidade Federal de Goiás (UFG)

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Apostilas sobre a hibridação somática em plantas, isolamento e cultura de protoplatos vegetais, regeneração de brotos, fusão de protoplatos, aproveitamento comercial de híbridos somáticos.
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HIBRIDAÇÃO SOMÁTICA EM PLANTAS

A cultura de soja, trigo e arroz cresceu devido à melhoria das condições de cultivo. O maior avanço foi com relação ao aprimoramento dos métodos de seleção que permite maior aproveitamento da variabilidade genética.

A germoplasma selvagem (caracteres do tipo vigor e resistência a doenças) para esses avanços foi pequena em espécies não domesticadas, embora teve um grande impacto na produção de cana-de-açúcar. O sucesso do algodão e do tomate não seria possível, se não fosse pela introdução de genes oriundos de espécies selvagens. A batata, por exemplo, esta entre as culturas que se beneficiaram do germoplasma exótico.

A intensão é expandir a variabilidade genética através da exploração do germoplasma selvagem pela hibridação sexual (interespecífica ou intergenérica). A hibridação interespecífica tem sido muito utilizada e seu sucesso depende da afinidade das relações filogenéticas entre as espécies envolvidas, esta afinidade vai determinar a fertilidade dos híbridos e seu potencial em programas de melhoramento genético. Sucessivas gerações de retrocruzamento com o parental cultivado são conduzidas no sentido de introgredir a característica selvagem no parental recorrente a fim de recuperar a performance da espécie comercial. Esse método e limitado em certas espécies por incompatibilidade: cruzamentos incompatíveis ou formação de zigoto porem abortivo, para contornar esse problema implica a excisão do embrião imaturo e o seu posterior desenvolvimento in vitro, esse resgate tem facilitado a incorporação de genes exóticos na cultura da batata, incluem também procedimentos biotecnológicos. Transformação genética tem sido vantajosa, quando se dispõe das sequencias do DNA. Quando genes de interesse forem identificados e clonados em um vetor, permitindo a produção de plantas transgênicas. Ainda são poucos os genes que esse tem disponíveis, correspondem a DNAs de tamanho grande que dificulta sua clonagem e transferências.

Avanços de pesquisa sobre cultura de tecidos, especialmente os de regeneração de plantas a partir de protoplastos tem possibilitado a introgressão de genes a partir da fusão de células somáticas, resultados um amplo espectro de híbridos com respeito a sua constituição nuclear tem sido produzida. A hibridação somática oferece a oportunidade de se combinar citoplasmas diferentes, essas combinações não podem ser produzidas por hibridação sexual pois o citoplasma materno e preferencialmente herdado. Avanços na tecnologia de fusão possibilita a fragmentação do núcleo antes da fusão.

ISOLAMENTO E CULTURA DE PROTOPLASTOS VEGETAIS

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Protoplastos são células desprovidas da parede celular. A remoção da parede se faz mediante o tratamento enzimático (uma mistura de enzimas capazes de degradar individualmente à celulose, a pectina, a hemicelulose ou outros polissacarídeos) componentes da parede celular.

Protoplastos podem ser isolados de tecidos vegetais como o mesófilo foliar, de tecido cotiledonar, hipocotíledonar, de raízes e também de calos e suspensões celulares.

A capacidade de regeneração e avaliada através de experimentos preliminares, a condição da planta doadora também e importante. O tecido deve ser cortado em fatias e plasmolizado em solução salina, essa solução deve ser preparada contendo um estabilizador osmótico (a base de açúcares, como o manitol e a sacarose), para impedir o rompimento da membrana ou a saída de agua excessiva de agua. Após a lavagem enzimática, a mistura sofre lavagens na mesma salina, seguidas de centrifugações brandas. Logo após ocorre a avaliação da variabilidade das dos protoplastos usando corantes vitais fluorescentes.

O cultivo de protoplastos e feita em meio a culturas rica em componentes orgânicos e inorgânicos. Suplementado com fitorreguladores e concentrações de polissacarídeos que serve como estabilizadores osmóticos. Protoplastos embebidos em agarose são mais densos, pois estão imobilizados. Cultura em agarose tende a se desenvolver mais rápido.

A regeneração a parede celular deve ocorrer em 24h e suas células entrar em divisão. As primeiras divisões variam depende da espécie e do genótipo. A osmolaridade da cultura e diminuída por substituição e adição de parte do meio liquido. Pequenas colônias de divisões celulares se formam originarias de uma única célula. A visualização das culturas e feita ao microscópio ótico invertido.

REGENERAÇÃO DE BROTOS

Em 28 dias já se pode ver, as microcolônias a olho nu, e devem ser transferidas para meio solido onde dará origem a calos. Este meio deve ter sais, uma fonte de vitamina C e fitorreguladores. A regeneração ocorre após a formação de brotos, sob condições de luz. Esse processo pode ocorrer pela via organogênica ou por embriogênese somática.

FUSÃO DE PROTOPLASTOS

Mecanismos eficientes que promovam a fusão celular. Em plantas a fusão pode ser feita por agente químico o polietileno glicol (PEG) onde protoplastos diferentes são colocados em contato na presença deste agente. Uma solução rica em íons Ca. E por choque de corrente elétrica ocorreu em duas etapas, às células e submetida a uma corrente alternada, gerando um campo elétrico de alta forca que faz os protoplastos se polarizarem e se dirigirem para o polo de maior

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forca. Essa proximidade facilita a fusão que provocada logo em seguida a aglutinação por choques de corrente continua a abertura de poros na membrana plasmática e reversível.

A fusão não e um evento dirigido pode ocorrer em protoplastos de uma mesma espécie (homocários), ou entre espécies diferentes (heterocários).

Os produtos de fusão são cultivados ate a fase de calo e colocados em meio de regeneração de brotos.

A natureza hibrida do broto pode ser identificada por análises morfológicas e cromossômicas. Na fase de calo por analise de padrões eletroforetico de proteínas totais e de isoenzimas.

APROVEITAMENTO COMERCIAL DE HÍBRIDOS SOMÁTICOS

Melhoramento genético vem enfatizando o aproveitamento de híbridos somáticos no melhoramento de leguminosa, gramíneas e solanáceas.

A fusão do protoplastos tornou-se uma técnica promissora para a introgressão de genes de interesse em espécies comerciais.

Visando o interesse no teor de acido nervônico foi encontrado. As principais características incorporadas via fusão de protoplastos incluem resistências a nematoides, a vírus, a ervininia e também a frio.

HIBRIDAÇÃO SOMÁTICA EM PASSIFLORA, O GÊNERO DOS MARACUJAZEIROS

O Brasil principal produtor de maracujá uma única espécie o maracujá amarelo Passiflora edulis f. flavicarpa. Cultura. De alto risco e elevado custo de produção (defensivos químicos). A monocultura favorece o desenvolvimento de doenças afetando sua produção. O plantio tem sido alvo de doenças do sistema radicular e da parte aérea como a bacteriose causada por xanthomonas, e a murcha do fusarium.

Alternativas no controle de doenças buscou-se no germoplasma selvagem, pesquisadores identificaram fonte de resistência em P. giberti, P.macrocarpa, Passiflora sp (maracujá-cobra). O programa de Hibridação interespecífica visando genes de resistência. Porem os híbridos obtidos apresentaram baixa fertilidade e níveis de esterilidade do pólen (devida não compatibilidade dos maracujazeiros).

Ensaios de fusão foram feitos, respeitando os protocolos do departamento de genética da ESALQ/USP 1. Uma vez aclimadas, as mudas foram levadas a campo, onde se desenvolveram florescimento abundante e viabilidade polínica acima de 70%. Analises da meiose apontaram que ocorre formação de multivalentes.

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Plantas hibridas que formem preferencialmente bivalentes na meiose tendem a ser mais férteis porem pede ser eliminadas dos programas de retrocruzamento, uma vez que a possibilidade de haver introgressão , via crossing-over e baixa, nas quais a frequência de multivalentes e alta tendem a ser incorporadas, embora possam mostrar fertilidade mais baixas.

COMENTÁRIO

Hibridação somática é a fusão de protoplastos que consiste na transferência de genes do germoplasma selvagem de uma planta, para outra, visando o melhoramento genético da cultura para que ela crie resistência a doenças, a nematoide, a vírus e também ao frio.

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