ABSTRACT
Insect pests are a major worldwide cause of damage to agriculture. The control of insect pests was primarily relied on agrochemical and, in a much smaller scale, on biological insecticides. Insect-resistant transgenic plants represent a new alternative to the protection of crops against insect pests. The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis (Bt) is the source of resistance genes for the commercial production of the so called Bt-plants. In this review, the main features of Bt as source of resistance genes will be described as well as the main aspects of insect-resistant transgenic plants and advantages of using Bt-plants.
Os insetos constituem uma das principais causas de danos à produção agrícola no mundo. O controle de insetos tem sido realizado por meio de agroquímicos e, em muito menor escala, pelo emprego de inseticidas biológicos. As plantas transgênicas resistentes a insetos representam uma nova alternativa no combate aos insetos-praga das lavouras. A bactéria entomopatogênica Bacillus thuringiensis Berlinier (Bt) é a fonte dos genes de resistência nas chamadas plantas-Bt, produzidas comercialmente. No presente trabalho de revisão, são abordados os aspectos relacionados à bactéria Bt como fonte de genes de resistência a insetos-pragas, plantas geneticamente modificadas, vantagens do uso de plantas-Bt, bem como perspectivas dessa ferramenta biotecnológica.
ABSTRACT
Insect pests are a major worldwide cause of damage to agriculture. The control of insect pests was primarily relied on agrochemical and, in a much smaller scale, on biological insecticides. Insect-resistant transgenic plants represent a new alternative to the protection of crops against insect pests. The entomopathogenic bacterium Bacillus thuringiensis (Bt) is the source of resistance genes for the commercial production of the so called Bt-plants. In this review, the main features of Bt as source of resistance genes will be described as well as the main aspects of insect-resistant transgenic plants and advantages of using Bt-plants.
Os insetos constituem uma das principais causas de danos à produção agrícola no mundo. O controle de insetos tem sido realizado por meio de agroquímicos e, em muito menor escala, pelo emprego de inseticidas biológicos. As plantas transgênicas resistentes a insetos representam uma nova alternativa no combate aos insetos-praga das lavouras. A bactéria entomopatogênica Bacillus thuringiensis Berlinier (Bt) é a fonte dos genes de resistência nas chamadas plantas-Bt, produzidas comercialmente. No presente trabalho de revisão, são abordados os aspectos relacionados à bactéria Bt como fonte de genes de resistência a insetos-pragas, plantas geneticamente modificadas, vantagens do uso de plantas-Bt, bem como perspectivas dessa ferramenta biotecnológica.
ABSTRACT
Androgenesis is a phenomenon in which pollen grain changes its developmental pathway giving rise to haploid sporophyte. This alternative ontogenetic process is still not completely understood despite of its potencial to basic and applied studies, including crop improvement. The present article has the purpose of reviewing the factors related to the deviation of normal gametophytic route and the fundamental mechanisms of pollen embryogenesis induction.
A androgênese é o fênomeno no qual um grão de pólen é capaz de alterar sua rota de desenvolvimento e originar um esporófito haplóide. Este processo ontogenético alternativo ainda é pouco conhecido, apesar de sua potencialidade tanto para estudos básicos como àqueles aplicados para melhoramento de plantas. O presente artigo tem como propósito revisar os fatores envolvidos no desvio da via gametofítica normal e os mecanismos fundamentais na indução da embriogênese do pólen.
ABSTRACT
Androgenesis is a phenomenon in which pollen grain changes its developmental pathway giving rise to haploid sporophyte. This alternative ontogenetic process is still not completely understood despite of its potencial to basic and applied studies, including crop improvement. The present article has the purpose of reviewing the factors related to the deviation of normal gametophytic route and the fundamental mechanisms of pollen embryogenesis induction.
A androgênese é o fênomeno no qual um grão de pólen é capaz de alterar sua rota de desenvolvimento e originar um esporófito haplóide. Este processo ontogenético alternativo ainda é pouco conhecido, apesar de sua potencialidade tanto para estudos básicos como àqueles aplicados para melhoramento de plantas. O presente artigo tem como propósito revisar os fatores envolvidos no desvio da via gametofítica normal e os mecanismos fundamentais na indução da embriogênese do pólen.
ABSTRACT
The bacterium Bacillus thuringiensis (Bt) is characterized by its ability to produce proteic crystalline inclusions during sporulation. Cry1 protein has insecticidal activity and is highly specific to certain insects and not toxic to unrelated insects, plants or vertebrates. In this work, the patogenicity of twelve Bt isolates was tested against Anticarsia gemmatalis, one of the most important insect pests of soybeans. Spore-crystal complex was applied to the surface of artificial diets and the mortality of A. gemmatalis larvae was assessed seven days after each treatment. When compared to a control Bt isolate known by its high toxicity to A. gemmatalis larvae, four novel Bt isolates exhibited even higher toxic activities against the insect, resulting in more than 90% mortality. PCR was used to amplify DNA fragments related to known cry1 genes. Bt strains with high toxicity produced expected PCR products of around 280 bp, whereas non-toxic or low toxic strains did not produce any PCR product or showed amplified fragments of different sizes. Toxic Bt isolates also exhibited an expected protein profile when total protein extracts were evaluated by SDS-PAGE.
A bactéria Bacillus thuringiensis (Bt) é caracterizada pela sua habilidade de produção de corpos paraesporais durante a esporulação. As proteínas cry1 têm atividade inseticida e são altamente específicas para certos insetos e não são tóxicas para outros insetos, plantas e vertebrados. Neste trabalho, a patogenicidade de doze isolados foram testados contra Anticarsia gemmatalis, um dos mais importantes insetos pragas da cultura da soja. Para tanto, foi aplicada sobre a superfície da dieta uma suspensão de esporo-cristal e a mortalidade de lagartas de Anticarsia gemmatalis foi avaliada sete dias após a aplicação. Quando comparado com uma linhagem de Bt controle, conhecido pela sua alta toxicidade para lagartas da soja, quatro novos isolados exibiram atividade tóxica superior, acima de 90% de mortalidade. Foi utilizada a técnica de PCR para amplificar fragmentos de DNA de regiões codificantes de genes cry1. Os isolados de Bt com alta mortalidade produziram produtos de PCR de tamanho esperado, em torno de 280 pb, isolados não tóxicos ou pouco tóxico não produziram qualquer produto de PCR ou mostraram fragmentos amplificados com padrões diferentes do esperado. Os isolados de Bt com alta atividade contra a lagarta da soja mostraram a presença de proteínas com tamanho de aproximadamente 150 kDa, quando o extrato protéico total foi analisado em SDS-PAGE.
ABSTRACT
In an attempt to establish an alternative plant regeneration system for soybean [Glycine max (L.) Merrill] cultivars used in Brazilian breeding programs, ten genotypes were tested for their embryogenic potential. Cotyledons were removed as explants from immature seeds harvested from field-grown plants. After 45 days on induction medium, the number of responding cotyledons and the number of somatic embryos per immature cotyledon were evaluated. The percentage of explants that produced somatic embryos varied from 1 to 70% among cultivars. The average number of somatic embryos produced per cotyledon pair ranged from 0.01 to 10.3 with a mean of 3.4. Suspension cultures were initiated with three Agrobacterium tumefaciens susceptible cultivars. Suspensions were successfully developed from Bragg and IAS5 cultivars. The packed cell volume, in one-month growth, increased 8.1 fold for Bragg and 3.5 fold for IAS5 and the fresh weight increased 6.6 and 2.8 fold, respectively. The cultivars differed for the analysed parameters. All tissue from each cultivar was transferred to the maturation medium and subsequently to the germination medium. The germination frequency was 45.7 and 54.9% for Bragg and IAS5, respectively. Plants were gradually exposed to ambient humidity over one week and then planted in soil. All plants yielded seeds in the greenhouse.
Com o objetivo de estabelecer um sistema alternativo de regeneração de plantas para cultivares de soja [Glycine max (L.) Merrill] utilizadas em programas de melhoramento no Brasil, dez genótipos foram testados quanto ao seu potencial embriogênico. Os cotilédones utilizados como explantes foram excisados de sementes imaturas de plantas provindas do campo. Após 45 dias em meio de indução, o número de cotilédones embriogênicos e o número de embriões somáticos por cotilédone imaturo foram avaliados. A porcentagem de explantes que produziram embriões somáticos variou de 1 a 70% entre cultivares. O número médio de embriões somáticos produzidos por par de cotilédones variou de 0,01 a 10,3, com uma média de 3,4. Culturas em suspensão foram iniciadas a partir de três cultivares suscetíveis a Agrobacterium tumefaciens. Suspensões foram estabelecidas com sucesso para os cultivares Bragg e IAS5. Em um mês, o volume celular aumentou 8,1 vezes para Bragg e 3,5 vezes para IAS5 e o peso fresco aumentou 6,6 e 2,8 vezes, respectivamente. Todo o tecido de cada cultivar foi transferido para meio de maturação e, subseqüentemente, para meio de regeneração. A freqüência de germinação foi de 45,7 e 54,9% para Bragg e IAS5, respectivamente. Durante uma semana, as plantas foram expostas gradualmente à umidade do ambiente, sendo então plantadas em solo em casa de vegetação. Todas as plantas produziram sementes.
ABSTRACT
In an attempt to establish an alternative plant regeneration system for soybean [Glycine max (L.) Merrill] cultivars used in Brazilian breeding programs, ten genotypes were tested for their embryogenic potential. Cotyledons were removed as explants from immature seeds harvested from field-grown plants. After 45 days on induction medium, the number of responding cotyledons and the number of somatic embryos per immature cotyledon were evaluated. The percentage of explants that produced somatic embryos varied from 1 to 70% among cultivars. The average number of somatic embryos produced per cotyledon pair ranged from 0.01 to 10.3 with a mean of 3.4. Suspension cultures were initiated with three Agrobacterium tumefaciens susceptible cultivars. Suspensions were successfully developed from Bragg and IAS5 cultivars. The packed cell volume, in one-month growth, increased 8.1 fold for Bragg and 3.5 fold for IAS5 and the fresh weight increased 6.6 and 2.8 fold, respectively. The cultivars differed for the analysed parameters. All tissue from each cultivar was transferred to the maturation medium and subsequently to the germination medium. The germination frequency was 45.7 and 54.9% for Bragg and IAS5, respectively. Plants were gradually exposed to ambient humidity over one week and then planted in soil. All plants yielded seeds in the greenhouse.
Com o objetivo de estabelecer um sistema alternativo de regeneração de plantas para cultivares de soja [Glycine max (L.) Merrill] utilizadas em programas de melhoramento no Brasil, dez genótipos foram testados quanto ao seu potencial embriogênico. Os cotilédones utilizados como explantes foram excisados de sementes imaturas de plantas provindas do campo. Após 45 dias em meio de indução, o número de cotilédones embriogênicos e o número de embriões somáticos por cotilédone imaturo foram avaliados. A porcentagem de explantes que produziram embriões somáticos variou de 1 a 70% entre cultivares. O número médio de embriões somáticos produzidos por par de cotilédones variou de 0,01 a 10,3, com uma média de 3,4. Culturas em suspensão foram iniciadas a partir de três cultivares suscetíveis a Agrobacterium tumefaciens. Suspensões foram estabelecidas com sucesso para os cultivares Bragg e IAS5. Em um mês, o volume celular aumentou 8,1 vezes para Bragg e 3,5 vezes para IAS5 e o peso fresco aumentou 6,6 e 2,8 vezes, respectivamente. Todo o tecido de cada cultivar foi transferido para meio de maturação e, subseqüentemente, para meio de regeneração. A freqüência de germinação foi de 45,7 e 54,9% para Bragg e IAS5, respectivamente. Durante uma semana, as plantas foram expostas gradualmente à umidade do ambiente, sendo então plantadas em solo em casa de vegetação. Todas as plantas produziram sementes.
ABSTRACT
The effect of colchicine on the protocorm-like bodies of Cattleya intermedia L. (Orchidaceae) cultured in vitro was studied. Different concentrations of the drug (0.00, 0.05, 0.10 and 0.20%) as well as two times of culture (4 or 8 days) were tested to determine the best treatment for the induction of tetraploid plants. Of the 3 colchicine levels applied, 0.05 and 0.10% of drug treatments appeared to be effective on the production of mixoploids and tetraploids and could be further used in breeding programs. The suitability of stomatal area and stomata density as criteria for the distinction between diploids and tetraploids was also tested. The results suggested that tetraploid plants could be identified with a fair amount of certainty when the screening was based on the density of stomata.
No presente trabalho, foi estudado o efeito da colchicina em corpos semelhantes a protocormos de Cattleya intermedia L. (Orchidaceae). Diferentes concentrações da droga (0,00; 0,05; 0,10 e 0,20%), bem como diferentes tempos de cultura (4 ou 8 dias) foram testados para determinar o melhor tratamento para a indução de plantas tetraplóides. Dos três níveis de colchicina aplicados, os tratamentos com 0,05 e 0,10% da droga parecem ser mais efetivos na produção de mixoplóides e tetraplóides, sendo que tais tratamentos podem ser utilizados em programas de melhoramento. Como critério para distinção entre diplóides e tetraplóides, foram realizadas medidas de área de estômatos e densidade de estômatos das folhas. Os resultados sugerem que as plantas tetraplóides podem ser identificadas com elevado grau de certeza quando a seleção é realizada com base na densidade de estômatos.
ABSTRACT
The effect of colchicine on the protocorm-like bodies of Cattleya intermedia L. (Orchidaceae) cultured in vitro was studied. Different concentrations of the drug (0.00, 0.05, 0.10 and 0.20%) as well as two times of culture (4 or 8 days) were tested to determine the best treatment for the induction of tetraploid plants. Of the 3 colchicine levels applied, 0.05 and 0.10% of drug treatments appeared to be effective on the production of mixoploids and tetraploids and could be further used in breeding programs. The suitability of stomatal area and stomata density as criteria for the distinction between diploids and tetraploids was also tested. The results suggested that tetraploid plants could be identified with a fair amount of certainty when the screening was based on the density of stomata.
No presente trabalho, foi estudado o efeito da colchicina em corpos semelhantes a protocormos de Cattleya intermedia L. (Orchidaceae). Diferentes concentrações da droga (0,00; 0,05; 0,10 e 0,20%), bem como diferentes tempos de cultura (4 ou 8 dias) foram testados para determinar o melhor tratamento para a indução de plantas tetraplóides. Dos três níveis de colchicina aplicados, os tratamentos com 0,05 e 0,10% da droga parecem ser mais efetivos na produção de mixoplóides e tetraplóides, sendo que tais tratamentos podem ser utilizados em programas de melhoramento. Como critério para distinção entre diplóides e tetraplóides, foram realizadas medidas de área de estômatos e densidade de estômatos das folhas. Os resultados sugerem que as plantas tetraplóides podem ser identificadas com elevado grau de certeza quando a seleção é realizada com base na densidade de estômatos.