ABSTRACT
The growth of the tropical flower market has demanded a consistent search for new varieties, primarily those endowed with an exotic profile, but that are also beautiful and durable. The genusHeliconia, naturally found in the Amazon region, is among the most prominent of tropical flowers. Looking to augment the genetic variability available in Heliconia chartacea var. Sexy Pink, biotechnological research was conducted with the application of colchicine to induce polyploidy in plants from this species. With that in mind, this study was undertaken to evaluate the establishment of plants in the field drawn from in vitro polyploidy induction assay and to determine the morphological and physiological characteristics of 38 H. chartacea var. Sexy Pink clones. The characterization analyzes were performed through 49 morphological descriptors and a stomatal density evaluation using microscopy. The genotype 35 exhibited the greatest morphological variations, with alterations in the position and coloring of the inflorescence, in addition to having the edges of the entire limbus. Genotype 18 featured the lowest amounts for plant height and inflorescence size, showing promise for research geared towards use in reduced environments. Some genotypes did not have any flowering and arerecommended exclusively for landscape composition such as foliage, since their exotic characteristics allow for this. The genotypes that were evaluated displayed stomata with tetracytic morphology and guard cells that had no significant changes. However, genotypes with greater equatorial diameter and stomatal density were obtained in relation to the mother-plant. Overall, the induction of polyploidy allowed for clones to be obtained with a high variability for the characteristics of the leaf, pseudostem and inflorescence, with various attributes that confer a more efficient post-harvest management to some genotypes, in addition to favorable aspects for commercialized purposes as a cut flower.
A expansão do mercado de flores tropicais tem demandado uma constante procura por novas variedades, principalmente aquelas dotadas de perfil exótico, mas ainda apresentando beleza e durabilidade. Dentre as flores tropicais de maior destaque, se encontram as do gênero Helicônia, sendo estas naturalmente encontradas na região Amazônica. Visando aumentar a variabilidade genética disponível em Heliconia chartacea var. Sexy Pink, pesquisas biotecnológicas foram realizadas com a aplicação de colchicina para indução a poliploidia em plantas da espécie. Deste modo, o objetivo do presente trabalho foi avaliar as plantas estabelecidas em campo, provenientes dos ensaios de indução à poliploidia in vitro para determinar as características morfológicas e fisiológicas de 38 clones de H. chartacea var. Sexy Pink. As análises de caracterização foram realizadas por meio de 49 descritores morfológicos e avaliação da densidade estomática por microscopia. O genótipo 35 foi o que apresentou as maiores variações morfológicas, com alterações na posição e coloração da inflorescência, além de possuir as bordas do limbo foliar inteiras. O genótipo 18 apresentou os menores valores para altura da planta e tamanho das inflorescências, mostrando-se promissor para pesquisas voltadas ao uso em ambientes reduzidos. Alguns genótipos não tiveram floração, sendo recomendada a sua utilização exclusivamente para composição paisagística como folhagens, já que sua exoticidade permite esta finalidade. Os genótipos avaliados apresentaram estômatos com morfologia tetracítica e células-guarda sem alterações significativas, porém, foram obtidos genótipos com maior diâmetro equatorial e densidade estomática em relação a planta matriz. De modo geral, a indução a poliploidia permitiu a obtenção de clones com alta variabilidade para características da folha, pseudocaule e inflorescência, sendo vários os atributos que conferiram a alguns genótipos um manejo pós-colheita mais eficiente, além de aspectos favoráveis para comercialização como flor de corte.
Subject(s)
Polyploidy , Colchicine , Heliconiaceae , FlowersABSTRACT
The African oil palm (Elaeis guineensis) is the most effective oil producer in tons per hectare. Nevertheless, its increasing cultivation in Latin America is harmed by the “lethal yellowing”. Genetic resistance to this anomaly can be found in the germplasm of American oil palm or caiaué (E. oleifera), a native species from the Amazon rainforest. However, the procedures adopted to induce seeds of E. guineensis to germination frequently result mild for interespecific hybrids. Embryo in vitro cultivation can be a viable option. This work was aimed initially to test liquid MS medium supplemented with different glucose or sucrose concentrations for the in vitro cultivation of zygotic embryos from E. guineensis x E. oleifera controlled pollinations. Additionally we investigated different compost mixtures to acclimatize the regenerated hybrid plantlets. Concentrations of 10, 20 and 30g/L of both sugars were tested on flasks containing five mature zygotic embryos, with 15 repetitions per treatment in a total of 450 explants. The number of embryos displaying shoots and radicles at least 2mm in length per experimental unit was evaluated during phase one of in vitro cultivation. Plantlets displaying shoots and radicles were transferred to phase two of in vitro cultivation and subsequently to acclimatization, under 70% shading with manual water supply. The experiments of acclimatization were conducted with 130 plantlets randomly distributed in pure horticultural compost, 3:1 or 1:1 compost:sand mixtures and each plantlet was defined as an experimental unit. Data were submitted to ANOVA, t test and analyzes of correlation (p≤0.05). Highest emergence rates were 97% for shoots and 73% for radicles, observed in MS medium supplemented with 20g/L (110mM) of glucose. This sugar in concentrations of 20 or 30g/L provided balanced shoot/root development, and this was considered one of the reasons for the higher frequency of plantlet establishment. The survival percentage was 55% after the first 43 days of acclimatization and by the fourth month, 66 plants developed simultaneously longer shoot and root systems in pure horticultural compost. in conclusion, radicle development was an impairment to plantlet establishment and was overcame under media with glucose above 110mM. Acclimatization could benefit from an extended period of in vitro development. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1081-1088. Epub 2011 September 01.
Elaeis guineensis es el productor de aceite más eficaz en toneladas por hectárea, su cultivo, cada vez mayor en América Latina, se ha visto perjudicado por el “amarilleamiento letal”. La resistencia genética a esta anomalía se puede encontrar en el germoplasma de la palma aceitera americana o caiaué (E. oleifera), una especie nativa de la selva amazónica. Sin embargo, los procedimientos adoptados para inducir la germinación de las semillas de E. guineensis frecuentemente produce resultados modestos para híbridos interespecíficos. El cultivo de embriones in vitro puede ser una opción viable. En este trabajo se probó el medio líquido MS complementado con diferentes concentraciones de glucosa o sacarosa en el cultivo in vitro de embriones cigóticos de E. guineensis x E. oleifera originados de polinización controlada. Además se investigaron diferentes mezclas de compost para aclimatar los híbridos regenerados. Las concentraciones de 10, 20 y 30 g/L de ambos azúcares se probaron en frascos que contenían cinco embriones cigóticos maduros, con 15 repeticiones por tratamiento y un total de 450 explantes. El número de embriones que muestran brotes y radículas de al menos 2mm de longitud por unidad experimental se evaluó durante la primera fase de cultivo in vitro. Las plántulas que mostraron brotes y radículas fueron trasladadas a la segunda fase de cultivo in vitro y, posteriormente, se aclimataron, por debajo de 70% de sombra con el suministro manual de agua. Los experimentos de aclimatación se llevaron a cabo con 130 plántulas distribuidas al azar en el compost hortícola puro, compost 3:1 o 1:1: mezclas de arena y cada plántula se definió como una unidad experimental. Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza, prueba t y análisis de correlación (p≤0.05). Las tasas más altas de emergencia fueron 97% y 73% para brotes y radículas respectivamente, en el medio MS complementado con 20g/L (110mM) de glucosa. Este azúcar en concentraciones de 20 o 30g/L permitió un desarrollo balanceado de brotes/desarrollo de raíces, que fue considerado como una de las razones de la alta frecuencia de establecimiento de las plántulas. El porcentaje de supervivencia fue de un 55% después de los primeros 43 días de aclimatación y por el cuarto mes, 66 plantas desarrollaron simultáneamente hojas largas y un sistema radical en el compost hortícola puro. En conclusión, el desarrollo radicular fue un impedimento para el establecimiento de plántulas y se superó en el medio con glucosa por encima de 110mM. La aclimatación podría beneficiarse con un largo período de desarrollo in vitro.
Subject(s)
Arecaceae/embryology , Germination/physiology , Hybridization, Genetic/physiology , Acclimatization , Arecaceae/classification , Hybridization, Genetic/genetics , Species Specificity , Seeds/embryologyABSTRACT
The present work aimed at regenerating plants of Eucalyptus camaldulensis from the cotyledonary explants and describing the anatomy of the tissues during callogenesis and organogenesis processes, in order to determine the origin of the buds. The cotyledonary leaves of E. camaldulensis were cultured in Murashige and Skoog (MS), WPM and JADS media supplemented with 2.7 µM NAA and 4.44 µM BAP. The best results for bud regeneration were obtained on MS and WPM media (57.5 and 55 percent of calluses formed buds, respectively). Shoot elongation and rooting (80 percent) were obtained on MS/2 medium (with half-strength salt concentration) with 0.2 percent activated charcoal. Acclimatization was performed in the growth chamber for 48 h and then the plants were transferred to a soil:vermiculite mixture and cultured in a greenhouse. Histological studies revealed that the callogenesis initiated in palisade parenchyma cells and that the adventitious buds were formed from the calluses, indicating indirect organogenesis.
Este trabalho teve como objetivo a obtenção de plantas de Eucalyptus camaldulensis a partir de folhas cotiledonares e o estudo da anatomia dos tecidos durante a calogênese e organogênese para determinar a origem das gemas. Folhas cotiledonares foram cultivadas em meios de cultura MS, WPM e JADS suplementados com 2,7 µM de ANA e 4,44 µM de BAP. Os melhores resultados para a regeneração de gemas foram obtidos com os meios MS e WPM. Para o alongamento e enraizamento, o meio de cultura MS/2 contendo 0,2 por cento de carvão ativado apresentou-se eficiente para ambas as etapas. A aclimatização foi realizada mediante a abertura dos frascos na sala de crescimento por 48 horas, seguido da transferência para casa-de-vegetação com nebulização intermitente. Estudos histológicos foram conduzidos e revelaram que a calogênese teve início nas células do parênquima paliçádico e que as gemas adventícias formaram-se a partir dos calos, indicando a organogênese indireta.
ABSTRACT
The objectives of the present work were to establish the minimal lethal dose of the selective agent to determine the type and concentration of appropriate antibiotics for the elimination of Agrobacterium tumefaciens inoculated explants, without interfering with the regenerative potential of the E. camaldulensis cotyledonary explants. Non-transformed explants were cultivated in medium supplemented with kanamycin. The results showed that the antibiotic was suitable for the selection of transformed cells in the concentration of 9 mg L-1 as it inhibited the growth of non-transformed cells. Cotyledons infected with A. tumefaciens were cultivated in MS N/2 medium supplemented with BAP, ANA, Km and cefotaxime or AugmentinÒ . The highest average of regenerated shoots by explant (5,4) was observed in the presence of 300 mg L-1 of AugmentinÒ /15 days, followed by 150 mg L-1/15 days and 100 mg L-1/30 days.
O presente trabalho teve como objetivos determinar o tipo e a concentração de antibióticos adequados para a eliminação de Agrobacterium tumefaciens de explantes inoculados e estabelecer a dose letal mínima do agente seletivo canamicina (Km), sem interferir com o potencial regenerativo do explante cotiledonar de E. camaldulensis. Para a avaliação da eficiência dos antibióticos, cotilédones infectados com A. tumefaciens foram cultivados em meio MS N/2 com BAP, ANA, canamicina e cefotaxima ou AugmentinaÒ . Foi observada a maior média de brotos regenerados por explante (5,4) na presença de 300 mg.L-1 de AugmentinaÒ /15 dias, seguido por 150 mg.L-1/30 dias, e 100 mg.L-1/30 dias. Explantes cotiledonares não transformados foram cultivados em meio de cultura suplementado com antibiótico canamicina onde a concentração adequada para a seleção de células transformadas foi de 9 mg.L-1.
ABSTRACT
Rosewood (Aniba rosaeodora Ducke, Lauraceae) is an Amazonian evergreen tree and a source of the purest linalool, the main component of its essential oil, which is very valuable in the international perfumery market. After decades of over-exploitation it is currently considered as threatened. We evaluated the genetic diversity and its distribution in four populations in Central Amazonia. Thirty-five reliable RAPD markers were generated, of which 32 were polymorphic (91.4 percent). Variation was higher within the populations (76.5 percent; p < 0.0001) and geographic distribution contributed to population differentiation (23.4 percent; p < 0.0001). The Amazon River had a small influence on gene flow (3.3 percent; p < 0.0001), but we identified evidence of gene flow across the river. There were significant differences in marker frequencies (p < 0.05), in agreement with the low gene flow (Nm = 2.02). The correlation between genetic distance and gene flow was - 0.95 (p = 0.06) and between geographic distance and gene flow was -0.78 (p = 0.12). There was a geographic cline of variability across an East-West axis, influenced as well by the Amazon River, suggesting the river could be a barrier to gene flow. Although threatened, these Rosewood populations retain high diversity, with the highest levels in the Manaus population, which has been protected for over 42 years in a Reserve.
O Pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke, Lauraceae) é uma árvore amazônica fonte do mais puro linalol, o qual é o principal componente do seu óleo essencial e muito valioso no mercado internacional de perfumaria. Após várias décadas de intensa exploração, a espécie foi levada à categoria de ameaçada de extinção. Quatro populações naturais distribuídas na bacia Amazônia Central foram avaliadas quanto ao nível e a distribuição da diversidade genética. Trinta e cinco marcadores RAPD reprodutíveis foram gerados, dos quais 32 foram polimórficos (91,4 por cento). A diversidade foi maior dentro das populações (76,5 por cento; p < 0,0001) e a distribuição geográfica contribuiu para a diferenciação entre as populações (23,4 por cento; p < 0,0001). A AMOVA indicou que pode haver uma influência parcial do Rio Amazonas no fluxo gênico (3,3 por cento; p < 0,0001), mas foram identificadas evidências de fluxo gênico atravessando o rio. Houve diferenças significativas nas freqüências dos marcadores (p < 0,05) e o fluxo gênico estimado foi relativamente baixo (Nm = 2,02). A correlação entre a distância genética e o fluxo gênico foi de - 0,95 (p = 0,06) e para a distância geográfica e o fluxo gênico foi de - 0,78 (p = 0,12). Houve um padrão geográfico de variabilidade ao longo do eixo Leste - Oeste, influenciado também pelo Rio Amazonas, o que sugere que o rio poderia funcionar como uma barreira para o fluxo gênico. Apesar de ameaçadas, estas populações de Pau-rosa possuem alta diversidade, com o maior valor na população de Manaus, que vem sendo protegida por 42 anos em uma reserva.
Subject(s)
Random Amplified Polymorphic DNA Technique , Gene Flow , RainforestABSTRACT
O Pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke) é uma espécie importante economicamente para a Região Amazônica, porque sua madeira é fonte de linalol, insumo utilizado pelas perfumarias. Esta espécie foi explorada durante décadas e, ainda assim, o conhecimento acerca da diversidade genética intra-específica é muito restrito. Foram objetivos deste trabalho: 1) validar um protocolo para coleta de folhas de pau-rosa que permitisse preservar a integridade do DNA até a estocagem em "freezer"; 2) selecionar um protocolo para extração de DNA em quantidade e qualidade adequadas para geração de bandas RAPD e 3) desenvolver um critério para avaliar o grau de reprodutibilidade que pudesse auxiliar a seleção de bandas RAPD úteis para análises de diversidade genética. Imediatamente após a coleta, as folhas foram acondicionadas em tubos de polietileno com sílica gel e aí permaneceram por até 10 dias. Foram testados três protocolos para a extração de ácidos nucléicos destas folhas, condições ideais para as PCR e a reprodutibilidade dos padrões RAPD. Critérios para a eliminação das bandas que mais contribuíram para o afastamento dos resultados do ideal da reprodutibilidade total foram desenvolvidos e a significância estatística das diferenças geradas pela aplicação dos critérios ao conjunto de dados foi testada. DNA com qualidade e em quantidade suficiente para a geração de padrões RAPD, nas condições ideais definidas para as PCRs, foi obtido. A eliminação de bandas com reprodutibilidade menor que 70 por cento não diferiu do controle. A eliminação de bandas com reprodutibilidade menor que 90 por cento diferiu dos demais tratamentos em todos os arranjos testados (P < 5 por cento).
Rosewood (Aniba rosaeodora Ducke) is one of the economically valuable species in the Amazon region, because it is the principal source of linalool which is demanded by the perfumery industry. This species was submitted to hard exploitation along the past decades and besides this almost nothing is known about its intraspecific genetic diversity. The objectives of this work were: 1) to validate a method to collect rosewood leaves, while preserving the integrity of DNA until storage in freezer; 2) to choose a method for extraction of nucleic acids in quantity and with quality good enough to be used for RAPD and 3) to develop criteria for evaluating the reproducibility, which could help to select RAPD bands useful for genetic diversity analysis. Immediately following collection, the leaves were put in PET flasks partially filled with silica gel and kept there up to 10 days. Three methods for extracting nucleic acids from those leaves, the PCR conditions and the reproducibility of the RAPD patterns produced were tested. Criteria for elimination of bands that contributed to maintain reproducibility away from the ideal, which would be total reproducibility, were developed and the differences produced by application of these criteria were statically tested. DNA with sufficient quality to generate RAPD patterns under the improved conditions defined for the PCRs was obtained. Elimination of bands with reproducibility below 70 percent did not differ from control. Elimination of bands with reproducibility below 90 percent differed from all the other treatments tested (P < 5 percent).
Subject(s)
Biomarkers , Reproducibility of Results , Amazonian Ecosystem , Random Amplified Polymorphic DNA TechniqueABSTRACT
Este trabalho teve como objetivo o estabelecimento in vitro de embriões e de gemas de mudas de pau-rosa (Aniba rosaeodora Ducke) livres de contaminações e de oxidação fenólica. As gemas foram obtidas da rebrota de mudas cultivadas em viveiro e os embriões a partir de sementes em diversos estágios de maturação. Para a assepsia dos explantes foram utilizados dois antibiótico (Ampicilina e Agrimicina), etanol (70 por cento) e hipoclorito de sódio, em concentrações e tempo de exposição variando em função do tratamento. Para o controle da oxidação foram utilizados imersão em ácido ascórbico (250 mg/l) e PVP (Polivinilpirrolidona) no meio Murashige & Skoog (MS). O delineamento estatístico empregado foi o inteiramente ao acaso com tratamentos e repetições em função do tipo de explante. Foi observado 71 por cento de sobrevivência e 53 por cento de germinação de embriões tratados com hipoclorito de sódio (50 por cento e 2 por cento de cloro ativo) por 10 minutos e inoculados em meio MS contendo 20 mg/l de água de côco após 45 dias. As gemas das rebrotas de mudas tratadas com solução de Sulfato de Estreptomicina (Agrimicina) na concentração de 500 mg/l (1h) apresentaram 51 por cento de sobrevivência. Quando submetidas ao pré-tratamento com o emprego de bomba a vácuo (180 mmHg) contendo a Agrimicina (500 mg/l), apresentaram 25 por cento de sobrevivência.