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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.11.2017.tde-09082017-150316
Document
Author
Full name
Rafaella Zanetti Dias
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2016
Supervisor
Committee
Almeida, Marcilio de (President)
Latado, Rodrigo Rocha
Piotto, Fernando Angelo
Title in Portuguese
Poliploidização induzida in vitro, como estratégia biotecnológica para a otimização da cultura de eucalipto
Keywords in Portuguese
Colchicina
Micropropagação
Mixoploides
Poliploidia
Abstract in Portuguese
A poliploidia induzida é uma ferramenta valiosa para o melhoramento genético de plantas, resultando em genótipos com características superiores aos diploides correspondentes. Considerando a importância da cultura de eucalipto para o setor florestal e para a economia brasileira, o presente trabalho teve como objetivo estabelecer um protocolo de poliploidização in vitro para eucalipto, utilizando a espécie Eucalyptus urophylla ST Blake. Segmentos nodais contendo gemas laterais de plântulas desenvolvidas in vitro foram utilizados como explantes para os testes de indução. Os tratamentos avaliados consistiram na imersão e agitação dos explantes em soluções de colchicina nas concentrações: 0; 0,125% e 0,250% em tempos de exposição de 12 e 24 horas e posterior inoculação in vitro em meio de cultura para multiplicação. Após 60 dias, as brotações emitidas foram analisadas por citometria de fluxo e constatou-se indivíduos diploides, tetraploides e mixoploides. Estas foram micropropagadas para a obtenção de mudas clonais ao final do processo. As mudas obtidas foram avaliadas por meio de análises morfológicas organográficas e anatômicas para verificar possíveis alterações resultantes da poliploidização in vitro. Os tratamentos promoveram a indução de 16 poliploides, sendo 11 mixoploides, quatro tetraploides e um octaplóide. A eficência máxima de indução obtida foi de 28% de poliploides no tratamento com 0,125% de colchicina por 12 horas sob agitação, com a obtenção tanto de mixoploides como de tetraploides puros. O protocolo geral de micropropagação utilizado, apesar de algumas perdas durante as etapas, garantiu a obtenção de altos percentuais de mudas clonais inteiramente tetraploides, comprovando a eficiência da técnica no isolamento de setores poliploides. A análise morfo-anatômica das mudas mostrou diferenças significativas em relação às características estomáticas, apontando este tipo de análise como indicador de poliploidização na separação preliminar dos indivíduos. A estrutura anatômica das folhas, no entanto, não sofreu modificações significativas, com exceção da espessura e área foliar da epiderme adaxial. A análise de componentes principais realizada para algumas variáveis morfo-anatômicas demonstrou que, apesar da análise estatística não ter apontado diferenças significativas, existe uma tendência em agrupar os genótipos diploides e tetraploides, diferenciando-os principalmente em relação às características estomáticas, espessura foliar, área do mesofilo, parênquimas paliçádico e lacunoso e espaço intercelular. Os resultados obtidos neste trabalho instigam a continuidade do estudo em diversas possibilidades de abordagens, como o estudo do desenvolvimento das mudas em condições de campos, anatomia da madeira e avaliação do comportamento meiótico.
Title in English
In vitro induced polyploidization as a biotechnology strategy for the optimization of eucalypt culture
Keywords in English
Colchicine
Micropropagation
Mixoploids
Polyploidy
Abstract in English
The induced polyploidy is a valuable tool for genetic improvement of plants, resulting in genotypes with superior characteristics to their corresponding diploid. Considering the Eucalyptus culture importance to the forest sector and Brazilian economy, the aim of this study was establish an in vitro polyploidy protocol for eucalyptus, using the species Eucalyptus urophylla ST Blake. Nodal segments containing lateral buds developed from in vitro seedlings were used as explants for induction tests. The treatments tested consisted of soak and shake the explants in colchicine solutions at the concentrations: 0; 0.125% and 0.250% in soaking by periods of 12 or 24 hours and subsequent in vitro inoculation in culture medium for multiplication. After 60 days, the emitted shoots were classified by flow cytometry in levels of ploidy (diploid, tetraploid and mixoploids) and were subsequently micropropagated to obtain clonal seedlings at the end of the process. The clonal seedlings were evaluated using morphological and anatomical analysis to check the possible changes resulting from the in vitro polyploidy. The treatments promoted the induction of sixteen polyploids, being eleven mixoploids, four tetraploid and one octaploid. The maximum induction efficiency was obtained in 28% of polyploidy in the treatment with 0.125% of colchicine by soaking period of 12 hours, having obtained both mixoploids and pure tetraploids. The general protocol of micropropagation used, although presenting some losses during the steps, guaranted the inducing of high percentages of enterelly tetraploid, proving the efficiency of micropropagation in the isolation of polyploid sectors. The morpho-anatomical analysis of the poliploidy seedlings showed significant differences in relation to stomatal characteristics, indicating this type of analysis as polyploidy indicator in the preliminary separation of individuals. The anatomical structure of the leaves, however, did not change significantly, except for the thickness and leaf area of the adaxial epidermis. The principal component analysis (PCA) performed for some morphological and anatomical variables demonstrated that despite the statistical analysis did not have pointed out significant differences, there is a tendency to group the diploid and tetraploid genotypes, differentiating them mainly in relation to stomatal characteristics, leaf thickness, mesophyll area, palisade and spongy parenchyma areas and intercellular space. The results of this work instigate to continue the study in several possibilities of approaches, such as the study of the development of seedlings in fields conditions, wood anatomy and study of meiotic behavior.
 
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Publishing Date
2017-08-15
 
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