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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.1995.tde-20220207-225746
Documento
Autor
Nome completo
Janay Almeida dos Santos
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 1995
Orientador
Título em português
Estudo da instabilidade cromossômica em culturas de longa duração de calos de milho (Zea mays L.)
Palavras-chave em português
CALOGÊNESE
CULTURA DE CALOS
INSTABILIDADE CROMOSSÔMICA
MILHO
Resumo em português
Tem sido evidente desde o início da metodologia de cultura de tecidos vegetais que podem ocorrer alterações no número e estrutura de cromossomos em consequência do cultivo in vitro. A maioria das alterações observadas em plantas regeneradas a partir de culturas de calos de milho são decorrentes de quebras cromossômicas. A ocorrência destas aberrações tem sido interpretadas como resultantes da formação de pontes anafásicas e quebra de cromátides, envolvendo frequentemente braços cromossômicos contendo knobs heterocromáticos, em consequência de distúrbios no ciclo mitótico que causariam atraso na replicação já tardia dos knobs. O presente estudo teve como objetivos: analisar a ocorrência e frequência de aberrações cromossômicas em duas culturas de longa duração, investigando-se a ocorrência de ciclos de quebra- fusão-ponte em culturas de calo, avaliando-se também o envolvimento dos knobs na formação de pontes anfásicas, quebras cromossômicas e alterações no cariótipo. Para isto foram utilizadas duas culturas de calos, designadas 12-F e 3-57, obtidas a partir de embriões imaturos derivados de uma linhagem 13342/5 e de um F2 do cruzamento 1315/ lx13213/1, respectivamente. Os dois genótipos são homozigóticos para presença de knob em 6L2, 6L3, 7L, 7S, 8L1, 8L2. Além disso, o calo 12-F era originalmente heterozigótico em K3L, e o calo 3-57 homozigótico para presença de knob em 9S. Os calos foram induzidos em meio MS (MURASHIGE & SKOOG, 1962) suplementado com de 2,0 mg/1 de 2,4- D. Amostras dos calos foram mantidas separadamente, em meio MS + 2,0 mg/1 de 2,4-D, MS + 1,0 mg/1 2,4-D e N6 (CHU et al., 1975) com 1,5 mg/1 de 2,4-D + 12 mM de prolina, sendo consideradas como subclones. Coletas periódicas de amostras de cada subclone permitiram a análise de eventos de instabilidade mitótica e aberrações cromossômicas decorrentes dos mesmos durante o cultivo desses calos, por um período de 23 a 42 meses. Os resultados obtidos sugerem que ocorreram eventos de atraso na separação de cromátides, com consequente quebra de cromátide, confirmando observações anteriores (AGUIAR-PERECIN & FLUMINHAN Jr., 1992; FLUMINHAN Jr., 1992). Vários eventos observados dão evidências de que cromátides quebradas iniciam ciclos de quebra-fusão-ponte in vitro, mas que também os cromossomos que sofreram deleções terminais se estabilizam, ou seja, suas extremidades se cicatrizam. Estes eventos são ocorrência de pontes típicas; ocorrência de alterações em determinados cromossomos com knobs; multiplicação de células em que determinadas aberrações, sobretudo deleções terminais, se estabilizaram e se perpetuaram através de sucessivas divisões celulares. Entretanto, à medida que aumentou a idade da cultura, as aberrações que ocorreram nas várias subculturas acumularam-se, mas aparentemente não ocorreu um aumento na frequência de pontes. O calo 12-F apresentou maior estabilidade cromossômica em relação ao calo 3-57. Este último apresentou quase 100% das células com alterações nos cromossomos 7 e 9. As plantas regeneradas a partir do calo 3-57, apresentaram crescimento lento e dificilmente produziram sementes, enquanto que as plantas regeneradas do calo 12-F eram mais vigorosas e férteis, independente da idade do calo no período da regeneração, o que sugere que a capacidade de regeneração de plantas férteis está mais relacionada com a estabilidade cromossômica de que com a idade da cultura.
Título em inglês
Study of the chromosomal instability in long-term tissue cultures of maize (Zea mays L.)
Resumo em inglês
Since the beginning of the development of plant tissue culture in it has been evident that can ocorr in tissue culture changes in number and structure of chromosomes. Most alterations observed in maize plants regenerated are due to breakage in chromosomes. ln maize, this phenomenon has been associated with formation of anaphase bridges and consequent breakage of chromatids, often involving chromosome arms possessig heterochromatic knobs, as a consequence of alterations in the mitotic cycle that would make the normally late-replicating knobs to replicate even later in callus cultures. The objectives of the present study were: analysis of · the occurrence and frequency of chromosomal aberrations in two long- term tissue cultures, investigation of the occurrence of breakage-fusion- bridge cycles in callus culture, evaluating the involvement of knobs in the formation of anaphasic bridges, chromosomal breakages and karyotype alterations. The callus cultures 12-F and 3-57 were analysed. They were derived from immature embryos of the inbred line 13342/5 and the F2 of the crossing 1315/1 x 13213/1, respectively. Both genotypes are homozygous for the presence of knob in 6L2, 6L3, 7L, 7S, 8L1, 8L2. The 12-F culture was derived from a line heterozygous at K3L, and the 3-57 culture homozygous for the presence of K9S. Both calli were induced in MS medium (MURASHIGE & SKOOG, 1962) containing 2,0 mg/L 2,4-D. Callus samples were cultured separated in medium MS + 2 mg/L 2,4-D, MS + 1 mg/L 2,4-D and N6 (CHU et al., 1975) with 1,5 mg/L 2,4-D + 12 mM proline, being considered as subclones. Periodical sampling of each subclone allowed the analysis of the events promoted by mitotic instability and aberrations occurring during callus cultivation, for a period of 23-42 months. The results obtained suggested the occurrence of delays during the separation of the chromatids, leading to chromatid break:ages supporting previous observations (AGUIAR-PERECIN & FLUMINHAN Jr., 1992; FLUMINHAN Jr., 1992). Several observed events provided evidences that the broken chromatids initiate break:age-fusion- bridge cycles in vitro. Furthermore, chromosomes with terminal deletions apparently become stabilized, i.e., their broken ends are "healed". The evidences were the occurrence of typical bridges; alterations in some of the chromosomes bearing knobs; multiplication of cells with chromosomal aberrations, specially terminal deletions, which are stabilized and perpetuate through successive generations of cell divisions. However, as the culture age increased, aberrations were accumulated; however, no increase was obaserved in the frequency of bridges. The 12-F culture showed a higher karyotype stability as compared to 3-57. Almost 100% of the analysed cells of 3-57 cultures had alterations in chromosomes 7 and 9. Plants regenerated from 3-57 cultures had delayed growth and hardly produced seeds. Plants regenerated from 12-F culture were more vigorous than those from 3-57 culture and they are fertile. This results suggest that the callus capability to regenerate fertile plants is mainly dependent to the chromosomal stability than to the culture age.
 
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Data de Publicação
2022-02-07
 
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