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Melhoramento de Plantas e Indução de mutações. FATORES QUE AFETAM A SENSIBILIDADE AOS MUTAGÊNICOS A resposta das células e tecidos aos mutagênicos (físicos.

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1 Melhoramento de Plantas e Indução de mutações

2 FATORES QUE AFETAM A SENSIBILIDADE AOS MUTAGÊNICOS A resposta das células e tecidos aos mutagênicos (físicos e químicos) é influenciada por diversos fatores biológicos, físicos e químicos. - Alguns mecanismos ainda não são completamente claros mas estas influências já foram comprovadas experimentalmente. - Controlá-los ao máximo = repetibilidade experimental

3 FATORES QUE AFETAM A SENSIBILIDADE AOS MUTAGÊNICOS - Volume nuclear, tamanho dos cromossomos e quantidade de DNA - Condições fisiológicas (idade das sementes, conteúdo de água e nutrição) - Oxigênio - Temperatura - Armazenamento - Taxa de dose - Tipo de radiação - Pré ou Pós-tratamento com luz infra-vermelha ou ultra- violeta; - Pré ou Pós-tratamento com produtos químicos

4 VOLUME NUCLEAR, TAMANHO DOS CROMOSSOMOS E QUANTIDADE DE DNA -Há tempos já se sabia que a radiossensibilidade dependia da espécie: Pinus (Sens.) x Mostarda (Resist.); -Estudos na década de 50 sobre relações entre os constituintes do núcleo da célula e radiossensibilidade; Conclusões: 1. Em plantas diplóides, a radiossensibilidade é inversamente proporcional ao volume nuclear > maior volume nuclear < menor radiossensibilidade

5 VOLUME NUCLEAR, TAMANHO DOS CROMOSSOMOS E QUANTIDADE DE DNA 2.Número de cromossomos influi inversamente na radiossensibilidade Ex. espécies de mesmo volume nuclear > maior número de cromossomos < menor radiossensibilidade Posteriormente estudos concluíram que ao invés de volume nuclear médio deveria se observar outro parâmetro: ICV

6 VOLUME NUCLEAR, TAMANHO DOS CROMOSSOMOS E QUANTIDADE DE DNA ICV = Volume Cromossômico Interfásico Médio (Interphase Chromossome Volume) Volume Nuclear Interfase ICV = Número de cromossomos > ICV > maior radiossensibilidade

7 Plantas autopoliplóides são mais resistentes a radiação, que as respectivas diplóides; - Possuem material hereditário redundante - Frequentemente o ICV é menor que o das diplóides Plantas alopoliplóides nem sempre mostram maior resistência a radiação; - Não possuem material hereditário redundante - Em trigo, os cromossomos dos alopoliplóides possuem menor tamanho que os das variedades diplóides

8 CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS Idade das sementes Sementes envelhecidas possuem: - Menor taxa de germinação - Menor taxa de crescimento de plântulas - Maior frequência de mutações espontâneas - Maior radiossensibilidade

9 CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS Conteúdo de água - Efeitos diretos e indiretos - inicia os processos de germinação - ionização e produção de radicais livres - influência relativa em respostas biológicas - meio de difusão de produtos químicos e produtos da radiação

10 CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS Conteúdo de água Geral: sementes secas são mais resistentes a radiação que as hidratadas - Sementes secas – avaliar o teor de umidade – pois há diferenças devido a conteúdo de água nas sementes Ehrenberg et al. (1954) - sementes de Cevada - raios –X - GR 50 em plântulas era 5-7x maior em sementes secas - neutrons - GR 50 em plântulas era 2-3x maior em sementes secas

11 CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS Nybon et al. (1952) - sementes de Cevada - hidratação das sementes por 2 horas reduzia a radiossensibilidade - hidratação das sementes por > de 2 horas aumentava a radiossensibilidade - hidratação das sementes por 2, 12, 24 e 36 h. não havia diferença na radiossensibilidade

12 CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS Mecanismo pelo qual conteúdo de água influencia os efeitos da radiação em sementes com baixo teor de umidade (1-16%) - sugerem que há ação e mobilidade dos radicais livres e oxigênio influência da hidratação – iniciação dos processos metabólicos da germinação, presença da água e retirada de compostos protetores no endosperma.

13 ESTADO NUTRICIONAL -Em arroz, a deficiência de P causava um aumento na % de mutações (Noguchi, 1958); - Em Tradescantia, a deficiência de Mg e Ca causava um aumento de 17X na % de mutações (Steffensen, 1957, 1958);

14 OXIGÊNIO -efeitos diretos ou influenciados por diversos fatores secundários: temperatura, conteúdo de água, energia da radiação... Geralmente: - Presença de oxigênio ou maior pressão – radiossensitividade aumenta; - efeito do oxigênio se manifesta durante ou depois da irradiação; - os efeitos da presença do oxigênio no caso de uso de radiações densamente ionizantes (como neutrons e partic. Alfa) são menores que com uso de raios-x e gama;

15 TEMPERATURA - a temperatura afeta antes, durante ou depois da irradiação; - maior efeito em radiações -x e gama que neutrons; - menor temperatura durante irradiação - efeito protetivo - pré ou pós-tratamento com calor reduz os danos em sementes irradiadas - o efeito da temperatura parece estar relacionado com produção e mobilidade de radicais livres, início dos processos metabólicos da germinação

16 ARMAZENAMENTO DAS SEMENTES -Armazenamento por período longo após a irradiação resulta em aumento dos efeitos biológicos da radiação

17 TAXA DE DOSE - Doses agudas x doses graves

18 TIPO DE RADIAÇÃO - Raios-x e gama x neutrons

19 PRÉ OU PÓS-TRATAMENTO COM LUZ INFRA- VERMELHA OU ULTRA-VIOLETA -

20 PRÉ OU PÓS-TRATAMENTO COM PRODUTOS QUÍMICOS -


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