Embriogênese somática em Butia odorata (Barb. Rodr.) Noblick : descrição anatômica, histoquímica e identificação de uma sequência parcial do gene serk

Abstract

Butia odorata (Barb. Rodr.) Noblick, é nativa da região Sul do Brasil e Sudeste do Uruguai. As áreas de butiazais do Rio Grande do Sul, formadas por B. odorata, vêm sofrendo redução devido à expansão agrícola e urbana. Além disso, a espécie apresenta dificuldades para germinar causando entraves na produção de mudas e assim a produção se torna extrativista, o que reduz a renovação dos butiazais. A embriogênese somática (ES) é uma alternativa para multiplicação in vitro de B. odorata. Análises anatômicas e o uso de marcadores moleculares podem contribuir para a determinação do processo da ES. O presente trabalho teve por objetivo principal propor uma metodologia para obtenção de embriões somáticos in vitro da espécie a partir de diferentes explantes. Para isso foram avaliados os efeitos das auxinas 2,4-D e picloram e a influência dos meios de cultura MS e Y3 sobre embriões zigóticos maduros. A técnica Thin Cell Layer (TCL) foi testada como fonte alternativa de explante para indução da ES em B. odorata. Para uma melhor compreensão das mudanças morfológicas e celulares foi realizado um estudo histo-anatômico mais detalhado das fases durante a ES. Para verificar a expressão do gene SERK foi isolado, clonado e sequenciado um gene candidato a partir de calos embriogênicos de B. odorata. 9Continua) Os resultados apresentaram uma resposta heterogênea produzindo calos embriogênicos e embriões somáticos em ambos os meios combinados com diferentes concentrações das auxinas. Dentre os resultados obtidos para TCL destacam-se o meio de cultura Y3 com a auxina picloram, nas concentrações de 452,49; 542,99 e 633,48 μM/L, induzindo a formação de calos embriogênicos e embriões somáticos. A análise histo-anatômica permitiu verificar os principais eventos celulares ocorridos durante a ES, como a presença de centros meristemáticos, proembriões, embriões globulares e grãos de amido como fonte de reserva em embriões somáticos. A obtenção de uma sequência parcial do gene SERK em butiá, além de confirmar a indução da ES, pode ser usada, juntamente com as análises anatômicas, como marcador molecular específico para ES. A metodologia proposta apresenta resultados promissores até a fase de diferenciação dos embriões somáticos globulares e alguns mais desenvolvidos, contudo a conversão desses em plântulas não foi completa.

Butia odorata (Barb. Rodr.) Noblick, is native to Southern Brazil and Southeastern Uruguay. Butiazais areas of Rio Grande do Sul, formed by B. odorata, have been reduced due to the agricultural and urban expansion. In addition, the species presents difficulties to germinate causing obstacles in seedlings production and thus the production becomes extractive, what reduces the renewal of butiazais. Somatic embryogenesis (ES) is an alternative to in vitro multiplication of B. odorata. Anatomical analysis and the use of molecular markers may contribute to the determination of the ES process. The present work had as main objective to propose a methodology for obtaining of somatic embryos in vitro of the different explants from species. The effects of 2,4-D auxins and picloram and the influence of MS and Y3 culture media on mature zygotic embryos were evaluated. The Thin Cell Layer (TCL) technique was tested as an alternative explant source for ES induction in B. odorata. For a better understanding of the morphological and cellular changes, a more detailed histo-anatomical study of the phases during ES was performed. To verify the expression of the SERK gene, a candidate gene was isolated, cloned and sequenced from B. odorata embryogenic calli. The results showed a heterogeneous response producing embryogenic calli and somatic embryos in both media combined with different concentrations of auxin. Among the results obtained for TCL include Y3 culture medium with auxin picloram, in concentrations of 452,49; 542,99 and 633,48 μM/L, inducing the formation of embryogenic calli and somatic embryos. Histo-anatomical analysis has shown the main cellular events that occurred during ES, as the presence of meristematic centers, proembryos, globular embryos and starch grains as a reserve source in somatic embryos. Obtaining a partial sequence of the SERK gene in pindo palm, in addition to confirm ES induction, it can be used, along with the anatomical analysis, such as molecular marker specific for ES. The proposed methodology presents promising results until the differentiation phase of the globular somatic embryos and some more developed, however the conversion of these in seedlings was not complete.