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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2005.tde-04052005-164236
Document
Author
Full name
Lilian Ellen Pino-Nunes
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2005
Supervisor
Committee
Peres, Lazaro Eustaquio Pereira (President)
Kerbauy, Gilberto Barbante
Majerowicz, Nidia
Title in Portuguese
Obtenção e uso de mutantes com alterações no balanço auxina/citocinina no estudo da competência organogênica em micro-tomateiro (Lycopersicon esculentum cv Micro-Tom).
Keywords in Portuguese
auxinas
citocininas
hormônios vegetais
linhagens vegetais
mutação genética
regeneração “in vitro”
tomate
Abstract in Portuguese
Uma das abordagens mais utilizadas atualmente para se estudar o metabolismo e a transdução de sinais hormonais é o uso de mutantes com alterações nos genes que codificam os principais componentes desses processos. A cultivar miniatura de tomateiro (Lycopersicon esculentum) denominada Micro-Tom (MT) possui porte reduzido (8 cm) e ciclo de apenas 75 dias, constituindo-se em um excelente modelo para uma abordagem genética de estudos fisiológicos. Mutantes com alterações no balanço auxina/citocinina, ou na capacidade de resposta a esse balanço, podem ser utilizados para desvendar o papel da interação entre esses hormônios no controle do desenvolvimento, inclusive no que se refere à capacidade de regeneração in vitro. O presente trabalho teve como objetivo criar um modelo para se estudar o papel do balanço auxina/citocinina endógeno na competência para regeneração in vitro, através da incorporação das mutações dgt, brt, gf, lutescent, ls e bu, as quais sugerem alterações no metabolismo e/ou sensibilidade hormonal, na cultivar MT. Essas mutações foram caracterizadas quanto à sensibilidade à auxina e citocinina através da obtenção de curvas de dose-resposta, utilizando-se diferentes concentrações de AIA (0; 0.1; 1; 10 e 100 µM) e TDZ (0; 0.01; 0.1; 1; 10 e 100 µM), em segmentos de pecíolo e plântulas germinadas em gerbox, respectivamente. As mutações caracterizadas para auxina e citocinina, bem como o controle MT, foram testadas in vitro, quanto à sua capacidade de regeneração, em meio de cultura MS, suplementado com 5µM de BAP (explantes cotiledonares e segmentos de hipocótilo) e 4,5 µM de Zeatina (segmentos de raiz). Os mutantes lutescent, gf e bu, apesar de possuírem fenótipo bastante interessante, não parecem ser relacionados à sensibilidade à auxina e citocinina, bem como ao etileno. Já os mutantes dgt e brt apresentaram respostas típicas de mutantes com pouca sensibilidade à auxina e citocinina, respectivamente. Dessa forma, a resposta ao balanço AIA/Cks é alterado nesses mutantes, afetando o processo de regeneração. Nos segmentos de hipocótilo, houve formação de calos em todos os explantes, entretanto, poucos explantes formaram gemas adventícias, sendo que o mutante dgt foi o que apresentou menor taxa de regeneração. Nos explantes cotiledonares, a taxa de regeneração foi menor ainda no MT e no mutante dgt, e ausente no mutante brt. Não houve regeneração em nenhum dos genótipos em segmentos de raiz. Esses resultados sugerem que, embora a competência para regeneração in vitro possa ser dependente do balanço AIA/Cks, ou da resposta a esse balanço, existem interações mais complexas entre esses hormônios e seus efeitos na regeneração. A exemplo disso, era de se esperar uma maior formação de gemas caulinares em dgt, já que sua capacidade de resposta ao balanço está voltada para Cks. Um estudo mais aprofundado para a correta interpretação dessa interação deve levar em conta que a sensibilidade à auxina é necessária também no processo de desdiferenciação. Além disso, auxinas e citocininas não só atuam na diferenciação, mas também podem interferir na regeneração, independente do balanço AIA/Cks, já que são necessárias para a expansão e divisão celular.
Title in English
Generation and utilization of mutants with altered auxin/cytokinin ratio in the study of organogenic competence in micro-tomato (Lycopersicon esculentum CV Micro-Tom).
Keywords in English
credit
economic idicators
microeconomics
regional development
social economy
transaction costs
Abstract in English
To date, one of approaches more used to study the metabolism and transduction of hormone signals are the mutants with alterations in genes which encode the principal components of this process. The miniature cultivar of tomato (Lycopersicon esculentum) named Micro-Tom (MT) possesses reduced size (8 cm) and a life cycle of just 75 days, constituting an excellent model for a genetic approach of physiology studies. Mutants with altered auxin/cytokinin ratio, or in the response capacity to this ratio, can be used to clear up the role of interactions between these hormones in the control of development, including those concerning the in vitro regeneration capacity. The current work aimed to produce a model to study the role of endogenous auxin/cytokinins ratio in the competence for in vitro regeneration, through incorporation of the dgt, brt, gf, lutescent, ls and bu mutations, which concern altered hormone metabolism and/or sensibility, in the MT cultivar. These mutations were tested for the hypothesis of being related to auxin and cytokinin sensibility by means of dose-response curves, using different concentrations of IAA (0; 0.1; 1; 10 e 100 µM) and TDZ (0; 0.01; 0.1; 1; 10 e 100 µM), in petiole segments and gerbox-germinated seedlings, respectively. The mutations confirmed to be auxin and cytokinin related, as well the MT control, were tested in vitro for regeneration capacity, in MS culture media, with either 5µM de BAP (cotyledon explants and hypocotyl segments) or 4,5 µM Zeatin (root segments). The luescent, gf and bu mutants, despite showing an interesting phenotype, do not seem to be related to auxin and cytokinin sensibility, as well as to ethylene. However, the dgt and brt mutants showed typical responses of reduced auxin and cytokinin sensibility, respectively. Thus, the response to auxin/cytokinin is altered in these mutants, affecting the regeneration process. Calli were observed in all hypocotyl segments, however few explants formed adventitious buds, with the dgt mutant presenting the least regeneration ratio. In the cotyledon explants, the regeneration ratio was even less than in MT and in dgt, and absent in the brt mutant. There was no regeneration whatsoever from root segments in any genotype. These results suggest that, although the competence for in vitro regeneration might be dependent on the IAA/Cks ratio, or the response to this ratio, interactions far more complex exist between these hormones and their effects on regeneration. For instance, a greater adventitious buds formation was expected in dgt, because its response ability is biased toward Cks. A deeper study for the correct interpretation of these data should consider that the sensibility to auxin is also necessary in the process of undifferentiation. Besides, both auxins and cytokinins have roles not only in differentiation, but also can interfere with regeneration independent of the IAA/Cks ratio, as they are required for cell division and expansion.
 
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Publishing Date
2005-05-13
 
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