Embriogênese somática de Ocotea porosa (Nees & Mart.) Barroso (Imbuia)

Abstract

O objetivo deste trabalho foi determinar o melhor tipo de explante, o tipo e a concentração adequada de reguladores vegetais e aminoácidos para induzir a formação de embriões somáticos de Ocotea porosa, estabelecer ciclos repetitivos de embriogênese somática e estudar o efeito de diferentes reguladores vegetais e agentes osmóticos na maturação e conversão de embriões somáticos. Observou-se que, nos explantes obtidos a partir de inflorescências, discos foliares, pecíolos, gemas apicais e eixos embrionários zigóticos maduros, não houve indução de embriões somáticos. A indução de massa embriogênica e embriões somáticos ocorreu em eixos embrionários zigóticos imaturos e sementes inteiras imaturas. Em meio de cultura WPM com 200 μM de 2,4-D e 1 g L-¹ de caseína hidrolisada ou glutamina, 8,3% dos eixos embrionários zigóticos imaturos formaram embriões somáticos. Em sementes inteiras imaturas cultivadas nas mesmas condições, variou de 10 a 24%. Os eixos embrionários zigóticos imaturos cultivados em meio de cultura WPM contendo 2,4-D apresentou maior porcentagem de indução de embriões somáticos comparado com a adição de ANA ou picloram. Durante a manutenção de culturas embriogênicas por meio da embriogênese repetitiva, a adição de 1 g L-¹ de caseína hidrolisada no meio de cultura WPM induziu em média 61,8 novos embriões somáticos globulares por calo. Além disso, a combinação de 0,5 μM de ANA e 10 μM de BAP proporcionou um número médio de 95 embriões somáticos globulares por calo. Na maturação dos embriões somáticos, o meio de cultura WPM contendo 0,5 μM de ANA e 20 μM de 2-iP proporcionou maior porcentagem de embriões maduros, comparado com 5 e 10 μM de 2-iP, porém esta foi baixa e assincrônica. No meio de maturação WPM sem regulador vegetal adicionado de 7% de PEG, houve formação de embriões somáticos em todos os estádios de desenvolvimento, mas na ausência de PEG, apenas novos embriões somáticos globulares foram observados. A substituição da sacarose pela maltose não aumentou o número de embriões somáticos maduros. Na conversão dos embriões somáticos, os ciclos repetitivos de divisão celular não foram interrompidos e a conversão dos embriões somáticos em plantas não foi constatada. No estudo morfoanatomico, foi possivel observar os diferentes estádios ontogenicos dos embriões somáticos de Ocotea porosa. Desta forma, podemos concluir que a formação de embriões somáticos dessa espécie é viável e pode ser obtida a partir de eixos embrionários zigóticos imaturos ou sementes inteiras imaturas, em meio de cultura WPM contendo 200 μM de 2,4-D e 0,5 g L-¹ de caseína hidrolisada. Os ciclos repetitivos podem ser mantidos no mesmo meio de cultura contendo 0,5 μM de ANA e 10 μM de BAP ou 0,5 g L-¹ de caseína hidrolisada sem regulador vegetal. Foi constatada baixa porcentagem e assincronia na maturação dos embriões somáticos e ausência de conversão dos embriões somáticos em plantas. Assim, há necessidade de experimentos futuros visando otimizar a maturação dos embriões somáticos e conversão em plantas para estabelecer um protocolo completo de embriogênese somática de Ocotea porosa.

The main purpose of this study was to determine the best type of explant, type and appropriate concentrations of plant growth regulators and amino acids in the induction of somatic embryos of Ocotea porosa, to establish repetitive cycles of somatic embryogenesis and study the effect of different plant growth regulators and osmotic agents in the maturation and conversion of somatic embryos. It was observed that, in the explants excised from inflorescences, leaf disks, petioles, apical buds and mature zygotic embryonic axes, there was not induction of somatic embryos. The induction of somatic embryos and embryogenic mass occurred in immature zygotic embryonic axes and immature seeds. In WPM culture medium supplemented with 200 μM 2,4-D and 1.0 g L-¹ glutamine or casein hydrolysate, 8.3% of the immature zygotic embryonic axes formed somatic embryos . In immature seeds grown under the same conditions, it ranged from 10 to 24%. The immature zygotic embryonic axes cultured in culture medium WPM containing 2,4-D presented higher percentage of somatic embryo induction compared with the addition of NAA or picloram. During maintenance of embryogenic cultures via repetitive embryogenesis the addition of 1 g L-¹ casein hydrolysate in WPM culture medium induced on average 61.8 new globular somatic embryos per callus. Furthermore, the combination of 0.5 μM NAA and 10 μM BAP provided an average of 95 somatic embryos per globular callus. In the maturation of somatic embryos, the WPM culture medium containing 0.5 μM NAA and 20 μM 2-iP provided higher percentage of mature embryos, compared with 5 μM NAA and 10 μM 2-iP, but this was low and asynchronous. In medium of maturation WPM free growth regulator supplemented with 7% PEG, the formation of somatic embryos occurred at all stages of development, but in the absence of PEG, only new globular somatic embryos were observed. The substitution of sucrose by maltose did not increase the number of mature somatic embryos. In the conversion of somatic embryos, the repetitive cycles of cell division were not interrupted and the conversion of somatic embryos into plants was not detected. In the morfoanatomical study it was possible to observe the different ontogenic stages of Ocotea porosa somatic embryos. Thus, we conclude that the induction of somatic embryos of this species is feasible and can be obtained from immature zygotic embryonic axes or immature seeds in WPM culture medium containing 200 μM 2,4-D and 0.5 g L-¹ casein hydrolysate. The repetitive cycles of somatic embryogenesis can be maintained in the WPM culture medium containing 0.5 μM NAA and 10 μM BAP or 0.5 g L-¹ casein hydrolysate without growth regulators. The percentage of mature embryos was low and asynchronous and they were not converted into plants. Thus, further experiments are needed in order to optimize the maturation of somatic embryos and conversion in plants to establish a full protocol of somatic embryogenesis of Ocotea porosa.