MICROPROPAGAÇÃO E LIMPEZA CLONAL DE PLANTAS

Apresentação em tema: "MICROPROPAGAÇÃO E LIMPEZA CLONAL DE PLANTAS"— Transcrição da apresentação:

1 MICROPROPAGAÇÃO E LIMPEZA CLONAL DE PLANTAS
Biotecnologia

2 Aplicação da cultura de tecidos 1.Micropropagação
2. Limpeza clonal 3. Preservação de Germoplasma 4-Transgenia 5- Resgate de embriões 6- Fusão de protoplastos 7- Haplóides 8- Variação somaclonal 9- Produção in vitro de metabólitos

3 Micropropagação: Propagação de plantas em larga escala a partir de pequenos tecidos (explantes) cultivados in vitro Limpeza clonal: Obtenção de plantas livres de patógenos (vírus) a partir da cultura de tecidos (meristemas)

4 OBJETIVO MICROPROPAGAÇÃO
Obter grande número de mudas de uma planta selecionada, em um curto período de tempo e em espaço físico reduzido

5 Explantes Se baseia na expressão da totipotência celular
Fragmentos retirados de plantas e cultivados em um meio nutritivo, em condições assépticas, visando a obtenção de plantas completas. Se baseia na expressão da totipotência celular

6 FUNDAMENTOS DA MICROPROPAGAÇÃO
TOTIPOTÊNCIA MORFOGÊNESE E REGENERAÇÃO ASSEPSIA HEREDITARIEDADE

7 Habilidade de uma célula (mesmo diferenciada) dar origem
TOTIPOTENCIALIDADE Habilidade de uma célula (mesmo diferenciada) dar origem a um organismo inteiro Plantas a partir de células diferenciadas cultivadas in vitro

8 DIFERENCIAÇÃO CELULAR:
* Processo progressivo de perda das características citológicas e fisiológicas das células embrionárias e aquisição de características de células adultas e diferenciadas * Quanto mais especializada a célula, mais difícil de expressar totipotência

9 Aplicações práticas e vantagens da micropropagação
Multiplicação rápida de plantas de propagação vegetativa ou de difícil propagação (redução do tempo) Pode ser realizada a qualquer época do ano; Possibilidade de multiplicar grandes quantidades de plantas em uma área reduzida a baixos custos; Auxilia no melhoramento vegetal na manutenção e multiplicação de plantas híbridas (mantém a combinação genética); Extremamente importante para o estabelecimento de novas variedades onde apenas poucas plantas são inicialmente viáveis;

10 Aplicações prática e vantagens da micropropagação
Cont. Maior controle sobre a sanidade do material propagado; Permite a obtenção de plantas livres de vírus (limpeza clonal); Criação e manutenção de bancos de germoplasma e intercâmbio de germoplasma; Uniformidade do produto final. A partir de parte da planta matriz selecionada é possível a produção de inúmeros indivíduos idênticos CLONAGEM

11 EXPLANTES PARA INICIAR A MICROPROPAGAÇÃO
Segmento de folha Raíz Meristema/ápice caulinar

12 MICROPROPAGAÇÃO DE GINKO BILOBA A PARTIR DE DISCOS FOLIARES

13 apresentam células geneticamente estáveis
Tecidos não diferenciados são preferíveis pois apresentam alta capacidade morfogenética, apresentam células geneticamente estáveis (permite regenerar plantas idênticas a planta mãe). Meristema Obtenção de plantas livres de vírus

14 Explantes com menor nível de diferenciação
Meristema Gemas axilares Meristema apical Embriões imaturos Pendão imaturo

15 Meristema e ápice caulinar
Explante mais utilizado para iniciar a micropropagação 1) Alta capacidade morfogenética (indiferenciado) 2) Células geneticamente estáveis, permitindo regenerar plantas idênticas a planta mãe. 3) Livre de vírus - Obtenção de plantas livres de vírus

16 Por que o meristema é livre de vírus?
Algumas hipóteses: Falta de conexão vascular Multiplicação do vírus é menor que o crescimento apical da planta Existe um mecanismo de inativação viral nas células meristemáticas em cultura

17 Meristema ou ápice caulinar ?
Ápices caulinares Meristema + primórdios foliares Meristema Forma de cúpula achatada Células não diferenciadas

18 ESTÁGIOS DA MICROPROPAGAÇÃO
Segundo Murashige (1974): - Estágio I: Seleção de explantes, desinfestação e cultura em meio nutritivo sob condições assépticas.

19 ESTÁGIOS DA MICROPROPAGAÇÃO
Estágio II: Multiplicação dos propágulos mediante sucessivas subculturas em meio próprio para multiplicação.

20 ESTÁGIOS DA MICROPROPAGAÇÃO
Estágio III: Transferência das partes aéreas produzidas para meios de enraizamento e subseqüente Transplante para um substrato ou solo (aclimatização)

21 Fatores que afetam a micropropagação
Material vegetal: - Genótipo - Tipo de explante (seleção e coleta) - Condições fisiológicas da planta e do explante (idade,época do ano, nutrição, condições de crescimento) - Condições fitossanitárias da planta doadora e do explante

22 Fatores que afetam a micropropagação
Meio de cultura: - Constituição química (macronutrientes e micronutrientes inorgânicos, vitaminas,fontes de N orgânico, açucares, agente solidificante e reguladores de crescimento) - Consistência (líquido e gelatinoso) Condições ambientais: - Luz (intensidade, qualidade, fotoperíodo) - Temperatura - Trocas gasosas

23 Fatores que afetam a micropropagação
Desinfestação dos explantes Produtos com ação Germicida Etanol Hipoclorito de sódio Hipoclorito de cálcio PPM NaDCC HgCl2 Peróxido de hidrogênio Ácidos Bases Mertiolate Fungicidas Antibióticos

24 Processo para obtenção de batata-semente “livre de vírus”
Retirada do meristema Tubérculos selecionados Meio de cultura Multiplicação em telado Multiplicação “in vitro” Fase de crescimento

25 Rápida multiplicação em espaço físico reduzido
Batata - 1 meristema milhões de mudas/ano mudas livres de vírus aumento de produtividade de até 80% Morango - 1 meristema mil mudas/ano Pelotas - 3t/ha a 22t/ha Cana-de-açucar- 1 meristema 40 milhões mudas/ano 7 anos pelo processo convencional Maçã - 1 meristema 50 mil mudas/ano 10 a 15 mudas/ano processo convencional Banana - 1 meristema e repicagens mudas 4-7 brotações por repicagem

26 A alta capacidade de multiplicação num sistema de
micropropagação se dá por: repicagens sucessivas R R R R R R R7 1 merit

27 Cultivares de batata micropropagadas no LBV/UPF Mudas indexadas
Macaca  Ciclamen  Lady Rosetta  Rosaura  Elvira  Hertha  Ágata  Achat  Ágria  Synfonia  Baraka Mudas indexadas LBV/UPF

28 SISTEMAS DE MICROPROPAGAÇÃO
1) Multiplicação por meio da proliferação de gemas axilares Tufos de parte aérea são formados, estes são divididos em partes menores, ou cada parte é isoladas das demais para formação de novos explantes.

29 SISTEMAS DE MICROPROPAGAÇÃO
2) Multiplicação mediante indução de gemas adventícias Originadas em locais diferentes daqueles onde se formam no curso normal de desenvolvimento da planta. Ocorre de forma direta e indireta por organogênese

30 SISTEMAS DE MICROPROPAGAÇÃO
3) Multiplicação via embriogênese somática. a) b) c) Indução de calos embriogênicos e regeneração de plantas de milho Grando, 2001

31 LABORATÓRIO DE BIOTECNOLOGIA VEGETAL DA UPF
Plântulas de batata micropropagadas Mudas de batata aclimatizadas em estufa Tubérculos de batata-semente pré-básica

32 Municípios beneficiados:
 Ibiraiaras (RS) Bom Jesus (RS) Santa Maria (RS) Santa Maria do Herval (RS) Canguçu (RS) Passo Fundo (RS) Canoinhas (SC) Mafra (SC)

33 LABORATÓRIO DE BIOTECNOLOGIA VEGETAL DA UPF
Plântulas de morangueiro micropropagadas Aclimatização de mudas matrizes de morangueiro em estufa Planta de morangueiro proveniente do cultivo in vitro

34 LABORATÓRIO DE BIOTECNOLOGIA VEGETAL DA UPF
Plântulas de gipsofila micropropagadas Aclimatização de mudas de gipsofila Flores de gipsofila

35 LABORATÓRIO DE BIOTECNOLOGIA VEGETAL DA UPF
Plântulas de orquídea oriundas da semeadura in vitro Orquídeas do orquidário da UPF

36 Micropropagação de Alcachofra in vitro
LABORATÓRIO DE BIOTECNOLOGIA VEGETAL DA UPF Micropropagação de Alcachofra in vitro

37 Micropropagação de Ginkgo biloba in vitro
LABORATÓRIO DE BIOTECNOLOGIA VEGETAL DA UPF Micropropagação de Ginkgo biloba in vitro

38 Resultados de pesquisa:
Micropropagação Ginkgo biloba Doutorando Nilton Mantovani

39 RESULTADOS – Fase de isolamento
- A caseína hidrolisada (500 mgL-1) estimulou o desenvolvimento das gemas axilares em 27,8% dos segmentos nodais 39

40 RESULTADOS - Fase de isolamento
- A caseína hidrolisada induziu a formação de múltiplos brotos em 80% dos segmentos nodais KIN e carvão ativado- sem efeito no desenvolvimento das brotações na fase de isolamento 40

41 Exemplos ornamentais Begônia Lili Rose Violeta Samambaia Limonium
       Exemplos ornamentais Begônia Lili Rose Violeta Samambaia Limonium Spathiphyllum Antúrio

42 Exemplos olerícolas e frutíferas
Banana Couve-flor Cenoura Abacaxi Maracujá Pêra Café

43 Exemplo florestais Pinus Eucalipto REFLORESTAMENTO

44 Três passos devem ser constantemente observados:
Perpectivas Três passos devem ser constantemente observados: *Valor genético do clone a ser propagado *Ajuste da metodologia para o clone em questão * Busca de alternativas para tornar o processo mais econômico, acessível e viável embriogênese somática cultura em meio líquido robotização da operação de subcultura