Melhoramento de Plantas e Indução de mutações

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

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

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

VOLUME NUCLEAR, TAMANHO DOS CROMOSSOMOS E QUANTIDADE DE DNA 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

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

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

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

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

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

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

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.

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);

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;

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

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

TAXA DE DOSE - Doses agudas x doses graves

TIPO DE RADIAÇÃO Raios-x e gama x neutrons

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

PRÉ OU PÓS-TRATAMENTO COM PRODUTOS QUÍMICOS