ABSTRACT
ABSTRACT: The availability of an efficient protocol for in vitro regeneration is imperative for genetic transformation. Using genotypes adapted to the target region as a transgenic platform accelerates the development of cultivars. Therefore, this study aimed to adapt an in vitro regeneration protocol for Brazilian wheat genotypes. For this purpose, the in vitro regeneration capacity of immature embryos from six Brazilian wheat genotypes using two protocols of regeneration of somatic embryos was analysed. Furthermore, combinations of 2,4-D and picloram in the callus induction medium were tested in order to improve regeneration efficiency. Genotypes with higher regeneration efficiency were BR18-Terena and PF020037, yielding 0.42 and 1.13 shoots per explant using the Hu and the Wu protocol, respectively. Adding 1mgL-1 2,4-D in the callus induction medium was the most favourable, producing 3.73 and 3.07 shoots per explant for PF020037 and BR18-Terena, respectively. In conclusion, a protocol for regeneration for two Brazilian wheat genotypes recommended and developed to be cultivated at the Cerrado region has been adapted.
RESUMO: A disponibilidade de um protocolo eficiente de regeneração in vitro é imperativa para a transformação genética de plantas. O uso de material genético adaptado à região alvo como plataforma de transgenia permite acelerar o desenvolvimento de uma cultivar. Portanto, o objetivo deste estudo foi adaptar um protocolo de regeneração in vitro para genótipos brasileiros de trigo. Para esta finalidade, a capacidade de regeneração in vitro de embriões imaturos de seis genótipos brasileiros de trigo, utilizando dois protocolos de regeneração de embriões somáticos, foi analisada. Além disso, combinações de 2,4-D e picloram no meio de indução de calos foram analisadas buscando aumentar a eficiência de regeneração. Os genótipos com maior eficiência de regeneração foram BR18-Terena e PF020037, produzindo 0,42 e 1,13 brotações por explante usando os protocolos Hu e Wu, respectivamente. A adição de 1mgL-1 de 2,4-D no meio de indução de calos foi o mais favorável, produzindo 3,73 e 3,07 brotações por explante para PF020037 e BR18-Terena, respectivamente. Concluindo, foi adaptado um protocolo de regeneração para dois genótipos brasileiros recomendados e desenvolvidos para o cultivo no Cerrado.
ABSTRACT
ABSTRACT: The asexually gene introduction by genetic engineering has brought enormous possibilities to innovate plant breeding. However, principally because of the low in vitro response, genetic transformation has been restricted to only certain genotypes of agronomically significant species. With the objective of establishing a protocol for genetically transforming the Brazilian BR 451 maize variety through Agrobacterium tumefaciens, it was studied the capacity of plant regeneration in vitro from embryogenic calli cultivated in three regeneration media, each having different growth regulators. It was also evaluated the temperature stress effect on the transformation of the immature embryos with A. tumefaciens EHA 101 containing the plasmid pTF102 with uidA and bar genes. The BR 451 variety embryos and those of the Hi-II hybrid (control) were exposed to three treatments applied as they were being infected with the agrobacteria (a) infection at 25°C; (b) infection at 40°C; (c) pretreatment at 40°C for 5 seconds followed by infection at 25°C. Transformation was determined by uidA gene expression and through the callus resistant to the herbicide Bialaphos® formation. Embryos infected at 40°C showed a higher degree of genetic transformation in the Hi-II, although the same was not noted in BR 451. When growth regulators were added to the culture medium the number of regenerated BR 451 plants showed no increase.
RESUMO: A introdução de genes de forma assexual por meio da engenharia genética tem ampliado as possibilidades do melhoramento genético vegetal. No entanto, devido principalmente a baixa resposta in vitro, a transformação genética tem se limitado a poucos genótipos das espécies de interesse agronômico. Visando estabelecer protocolo de transformação genética da variedade de milho BR 451 via Agrobacterium tumefaciens, foi estudada a capacidade de regeneração de plantas in vitro a partir de calos embriogênicos cultivados em três meios de regeneração contendo diferentes reguladores de crescimento. Também foi avaliado o efeito do estresse de temperatura na transformação de embriões imaturos com a A. tumefaciens EHA 101portadora do plasmídeo pTF102 que contém os genes uidA e bar. Para tal, três tratamentos foram aplicados aos embriões da variedade BR 451 e do híbrido Hi-II (controle) durante a infecção com a agrobactéria: (a) infecção em 25oC; (b) infecção a 40oC; (c) pré-tratamento de 40oC por cinco segundos seguido por infecção em 25oC. A transformação foi avaliada mediante a expressão do gene uidA e a formação de calos resistentes ao herbicida Bialaphos®. A infecção de embriões a 40oC aumentou a transformação genética em Hi-II, mas não em BR 451. A adição de reguladores de crescimento no meio de regeneração não incrementou o número de plantas regeneradas.