RESUMEN
The production of alkaloids from Cereus peruvianus callus cultured in medium supplemented with different tyrosine concentrations, different 2,4-D/kinetin levels, and with NaCl was investigated using long-term callus culture. - and -Esterase isozyme patterns were also analyzed to investigate the differential gene expression in callus subcultured with the different tyrosine concentrations. The greatest amounts of alkaloids were obtained from callus maintained in medium containing 200 mg/L of tyrosine. Tyrosine induced a differential gene expression for the synthesis of specific - and -esterase isozymes. Two -carboxylesterases (EC 3.1.1.1) and one /-arylesterase (EC 3.1.1.2) were induced in callus, one /-acetylesterase (EC 3.1.1.6) and two -carboxylesterase were detected as more intensely stained while two /-carboxylesterases were absent or detected as more weakly stained bands after the addition of tyrosine as precursor
Tecidos de calos em cultura prolongada de Cereus peruvianus foram utilizados para investigar a produção de alcalóides pelos calos quando mantidos em meio de cultura suplementados com diferentes concentrações de tirosina, com diferentes níveis de 2,4-D/cinetina, e contendo NaCl. Foi analisado também, o padrão de isozimas - e -esterases, para investigar a expressão diferencial de genes nos calos subcultivados com as diferentes concentrações de tirosina. A maior quantidade de alcalóides foi obtida a partir de calos mantidos em meio contendo 200 mg/L de tirosina. A adição de tirosina no meio induziu uma expressão gênica diferencial para a síntese de isozimas - e -esterases. Duas -carboxilesterases (EC 3.1.1.1) e uma /-arilesterase (EC 3.1.1.2) foram induzidas nos calos, uma /-acetilesterase (EC 3.1.1.6) e uma -carboxilesterase foram detectadas como bandas mais intensamente coradas, enquanto duas /-carboxilesterases não foram detectadas ou foram fracamente coradas após a adição de tirosina como precursor no meio de cultura
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Isozyme electrophoresis was used as a method in the identification of biochemical markers for genotype discrimination and for genetic diversity determination in five varieties of sugarcane, Saccharum spp. (Poaceae) cultivated in the northern Paraná, Southern Brazil. The five RB (Republic of Brazil) varieties represent improved genetic material, useful for sugar and alcohol production. SOD isozyme pattern can be used as biochemical markers to discriminate the sugarcane RB (72454, 835089, 845257, 855156 and 855536) varieties. The proportion of polymorphic loci was 25% for the RB835089, RB855156, RB855536, and RB72454 varieties and 18.8% for the RB845257 variety. Genetic diversity showed high I values; however, the levels of intervariety genetic divergence demonstrated by the F-statistic values indicated a deficit of heterozygotes for the cPer-2 locus (F(IS) = 0.743). The standardized variance in allele frequency among the five RB varieties was F(ST) = 0.434 for the cPer-2 locus, and the value calculated for the mean standardized variance in allele frequency among the five RB varieties for the 4 loci was F(ST) = 0.182. Thus, the directional selection process for the development of the sugarcane RB varieties seems to have played a major role in determining selection of homozygous plants
A eletroforese de isoenzimas foi usada como um método para encontrar marcadores bioquímicos para a identificação de genótipos e para determinar a diversidade genética em cinco variedades de cana-de-açúcar, Saccharum spp. (Poaceae) cultivadas na região norte do estado do Paraná, sul do Brasil. As cinco variedades RB (República do Brasil) representam um material genético melhorado, usado para a produção de açúcar e de álcool. O padrão de isoenzimas SOD pode ser usado como um marcador bioquímico para discriminar as variedades RB (72454, 835089, 845257, 855156 e 855536) de cana-de-açúcar. A proporção de loci polimórficos foi de 25% para as variedades RB835089, RB855156, RB855536 e RB72454, e de 18.8% para a variedade RB845257. A diversidade genética mostrou valores altos para I, entretanto, os níveis de divergência intervariedades demonstrados pelos valores de F-estatístico indicaram um déficit de heterozigotos para o locus cPer-2 (F(IS) = 0.743). A variância na freqüência dos alelos entre as cinco variedades RB para o locus cPer-2 foi F(ST) = 0.434, e o valor calculado para a variância média na freqüência dos alelos para os 4 loci entre as cinco variedades RB foi F(ST) = 0.182. Assim, o processo de seleção direcional usado para o desenvolvimento das variedades de cana-de-açúcar RB parece exercer um papel significativo, determinando a seleção de plantas homozigotas
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The present study reports a research with different concentrations and combinations of auxins and cytokinins to activate bud development and to obtain multiplication of Cattleya walkeriana (Orchidaceae) without an intermediate callus stage. Seedlings of C. walkeriana were cultured on B5 medium containing 2% sucrose and solidified with 0.65% agar, with factorial combinations of the auxins 1-naphthaleneacetic acid (NAA), 3-indolbutyric acid (IBA), and cytokinins 6-benzylaminopurine (BA) and N-(2-furanyl-methyl)-1-purine-6 amine (Kinetin) at concentrations of 0.0, 0.5, 1.0, and 1.5 mg/L. The highest number of buds with elongated leaves occurred by cultivating seedlings on medium containing different concentrations of IBA and BA, while the lowest number was observed in NAA and KIN combination. IBA alone yielded better results at the three tested concentrations, when compared to the total absence of growth regulators. The higher frequency of bud induction using BA and IBA combination indicated that this combinations were more effective for C. walkeriana in vitro multiplication using seedlings as explants
No presente estudo, foram investigadas diferentes combinações e concentrações de auxinas e citocininas para ativar o desenvolvimento de brotos e multiplicar plântulas de Cattleya walkeriana (Orchidaceae), sem estágio intermediário de calos. As plântulas de C. walkeriana foram cultivadas em meio B5, contendo 2% de sacarose, 0,65% de agar e combinações fatoriais das auxinas ácido naftalenoacético (NAA) e ácido 3-indolbutírico (IBA), e das citocininas 6-benzilaminopurina (BA) e cinetina (KIN), nas concentrações de 0,0; 0,5; 1,0 e 1,5mg/L. O maior número de brotos com folhas desenvolvidas foi formado nas plântulas cultivadas em meio contendo IBA e BA, enquanto o menor número de brotos foi observado na combinação NAA e KIN. Houve maior indução de brotos em meio contendo somente IBA (na ausência de citocininas) nas três concentrações. A maior freqüência de indução de brotos usando as combinações de BA e IBA indicaram que essa combinação foi mais efetiva para a multiplicação in vitro de C. walkeriana, usando plântulas como explantes
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Malate dehydrogenase (MDH) isozymes were used as biochemical markers to discriminate and cluster cladophylls of plants of one clonal population of the prickly pear, Opuntia ficus-indica (Cactaceae). The isozyme electrophoretic patterns obtained with MDH provided 8 isozymes and 5 different electrophoretic phenotypes. Similarity in cladophylls was estimated using Jaccards coefficient. This clonal population studied was founded by only one propagule, and after 50 years, it is likely to have been formed by asexual and sexual propagules. Since that differential expression of MDH isozymes could play a significant role in overall plant cell metabolism, we suggest that the cladophylls of prickly pear that were clustered together showing identity or higher similarity are specially a suitable source for industrial procedures of industrial extraction of commercial interest compounds because a same extraction protocols can be most quickly and easily standardized using genetically uniform materials. Electrophoretic patterns of MDH isozymes can be used as an effective tool for previously determine the genetic similarity in the cladophylls of O. ficus-indica plants
Isozimas de malato desidrogenase (MDH) foram usadas como marcadores moleculares para discriminar e agrupar cladófilos de plantas de uma população clonal de cactus da espécie Opuntia ficus-indica (Cactaceae), conhecida como palma. O padrão eletroforético obtido revelou 8 isozimas MDH e 5 fenótipos eletroforéticos diferentes. A similaridade entre os cladófilos foi estimada usando o coeficiente de similaridade de Jaccard. Essa população clonal estudada foi fundada por somente um propágulo e, após 50 anos, parece ser formada por propágulos assexuais e sexuais. Uma vez que a expressão diferencial de isozimas MDH pode ter um papel significante no metabolismo das células da planta, sugerimos que os cladófilos de palma que foram agrupados com os mais altos valores de similaridade são os mais adequados para serem utilizados em procedimentos de extração industrial de compostos de interesse comercial, porque um mesmo protocolo de extração pode ser mais rapidamente e facilmente padronizado quando se utiliza material geneticamente uniforme. O padrão eletroforético das isozimas MDH pode ser usado como uma ferramenta efetiva para uma análise prévia da similaridade genética entre os cladófilos das plantas de O. ficus-indica