Melhoramento por haplodiploidização androgenética: variação genotípica no tamanho das anteras e no estágio de desenvolvimento dos micrósporos em aveia

Oat (Avena spp.) is poorly responsive to the haplodiploidization process, which leads to the production of homozygous lines in one step, increasing breeding efficiency. Androgenetic haploids in small grain cereal crops are obtained from microspores cultured at the mononucleate stage, which can be identified by the size of anthers. In order to identify the appropriate anther size for in vitro culture, microspore cytological analyses were made in Avena sativa cultivars UPF 7, UPF 18, UFRGS 14, Stout and Avena sterilis CAV 3361, cultivated in growth chamber under controlled light and temperature conditions. Variation was observed within and among genotypes for anther size at each microspore developmental stage and according to the position of spikelets in the panicle. Architecture variation in panicle shape and non-linear microsporogenesis maturation increased the challenge of identifying potentially androgenetic oat anthers. Cytological screening before culture is critical in identifying microspores at the right stage for oat androgenesis.A aveia (Avena spp.) tem sido pouco responsiva à haplodiploidização, um processo que aumenta a eficiência da seleção no melhoramento por gerar, em uma etapa, linhas puras homozigóticas. A fase mononucleada do micrósporo é critica para o sucesso da androgênese in vitro nos cereais de inverno e, em geral, pode ser inferida pelo tamanho da antera. Foram medidas anteras e analisados citológicamente micrósporos das cultivares de Avena sativa UPF 7, UPF 18, UFRGS 14, Stout e da linhagem CAV 3361 de Avena sterilis, cultivadas em câmaras de crescimento sob temperaturas dia-noite variando de 16ºC a 9ºC e 12 horas de intensidade luminosa de 300 mol m-2 s-1. O tamanho das anteras em cada fase de desenvolvimento dos micrósporos variou significativamente entre genótipos e de acordo com a região de inserção das espiguetas na panícula. A variação na arquitetura da panícula e a maturação não linear das espiguetas aumentam as dificuldades para a identificação das anteras potencialmente androgenéticas e podem explicar, em parte, os baixos resultados da androgênese na aveia. Os dados mostram a necessidade de uma análise citológica prévia para auxiliar a determinar a fase ideal de desenvolvimento dos micrósporos potencialmente responsivos à cultura de anteras, para o uso da androgenese na aveia

Cultura de embriões zigóticos e indução de embriogênese somática em <i>Campomanesia</i> <i>guasumifolia</i> Berg (sete-capotes)

O presente trabalho teve por objetivos: (1) verificar o potencial morfogenético de embriões para o cultivo in vitro; (2) avaliar a taxa de sobrevivência dos embriões zigóticos durante o cultivo in vitro; (4) desenvolver um protocolo de indução de embriogênese somática em Campomanesia guasumifolia Berg., utilizando diferentes concentrações de auxina e embriões de diferentes estádios de desenvolvimento visando acelerar a produção de mudas através da micropropagação

Indução de embriogênese somática em diferentes explantes de aveia (Avena sativa L.) Somatic embryogenesis induction in different explants of oat (Avena sativa L.)

Três experimentos foram conduzidos com o objetivo de avaliar o potencial de formação de calos embriogênicos de três tipos de explantes de aveia branca (Avena sativa L.) (embrião imaturo, embrião maturo e segmentos de coleóptilo). Cada experimento foi conduzido com um dos explantes, cinco cultivares ("UPF15", "UPF16", "UPF18", "UPFA20" e "OR3") e dois meios de indução de calos (M1 = MS + 2mg L-1 de 2,4-D e M2 = MS + 2mg L-1 2,4-D + 1mg L-1 BAP), sendo avaliadas as freqüências de calos embriogênicos aos 60 dias de cultivo, massa fresca (mg) aos 90 e 120 dias e taxa de crescimento dos mesmos durante um período de 30 dias. Foi observada a influência do genótipo sobre as freqüências de calos somente quando utilizado o explante embrião imaturo. O fator meio não teve influência sobre a freqüência de calos em nenhum dos explantes testados. O embrião maturo não se mostrou adequado para indução de embriogênese somática em aveia. Os explantes coleóptilo e embrião imaturo apresentaram uma capacidade embriogênica similar, produzindo 24 e 29% de calos embriogênicos, respectivamente. No entanto, o coleóptilo pode ser considerado o explante ideal devido à independência genotípica, à alta taxa de crescimento de calos (328% em 30 dias), à fácil disponibilidade e à rapidez de obtenção.Three experiments were carried out to evaluate the embryogenic callus formation potential of three types of explants in oat (Avena sativa L.) (immature embryo, mature embryo and coleptile segments). Each experiment was conduced with one explant, five cultivars (UPF15, UPF16, UPF18, UPFA20 and OR3) and two induction callus medium (M1 = MS + 2 4-D and M2 = MS + 2 4-D + BAP), being analyzed the frequency of embryogenic calli at 60 days of cultivation, callus fresh weight (mg) at 90 and 120 days and callus growth rate during 30 days period. The influence of genotype on the embryogenic callus frequency was detected only when using the immature embryo explant. The culture medium did not influence the frequency of callus in any of the three tested explants. The mature embryo was not suitable for the induction of oat somatic embryogenesis. The coleoptile and immature embryo explants present a similar embryogenic capacity, producing 24 and 29% of embryogenic calli, respectively. However, the coleoptile can be considered the ideal explant due to its genotypic independence, high embryogenic callus growth rate (328% in 30 days), as well as easy and quick availability

Micropropagação de Gerbera através de capítulos florais.

A gérbera (Gerbera spp.) pertence à Família Asteraceae, cuja inflorescência típica é o capítulo. Nessa espécie, os capítulos são formados por flores vistosas, que variam quanto à forma da corola, sexualidade, simetria, fusão de órgãos e pigmentação. A propagação da gérbera pode ser realizada por sementes. Porém, esse método proporciona uma grande variabilidade devido à segregação genética, provocando a perda de características de interesse comercial. Em decorrência do grande mercado para gérbera, a micropropagação surge como uma técnica eficiente de propagação, por permitir obter um maior número de plantas em um curto espaço de tempo, com um alto padrão genético e fitossanitário. Além disso, possibilita manipular e programar a cultura para o uso racional das estufas, uma vez que a produção independe da estação do ano. Essa técnica também contribui para a redução do número de plantas matrizes necessárias para a produção de novas plantas e facilita o intercâmbio de material entre países. Estudos sobre a micropropagação de gérbera vêm sendo realizados nos últimos anos buscando o estabelecimento de protocolos adequados. Para isto vários meios de cultura e diferentes explantes vêm sendo testados, como ápices (Huang & Chu, 1985), ápices de rizoma (Severin et al., 2000), capítulos jovens e pequenos explantes (Severin et al., 2000), folhas (Jerzy & Lubomski, 1991; Reynoird et al., 1993), inflorescência (Pierik et al., 1973; Preil et al., 1977; Severin et al., 2000) e óvulos (Miyoski & Asakura, 1996; Tosca et al., 1999). Porém, ainda não foram obtidos resultados muito satisfatórios. O trabalho objetivou avaliar a possibilidade de micropropagar gérbera através de capítulos jovens e primórdios de capítulo

Estudos reprodutivos e citológicos em gérbera visando cruzamentos sexuais

Os objetivos deste trabalho foram investigar a ocorrência de geitonogamia e apomixia em gérbera, confirmar o número de cromossomos nos diferentes híbridos de gérbera (híbridos de capítulos simples, semidobrado e dobrado), determinar o número de cromossomos nos acessos não melhorados coletados no Rio Grande do Sul e Espírito Santo e a taxa de viabilidade do pólen, a fim de avaliar a relação citogenética e a possibilidade de cruzamentos entre os acessos estudados, além de fornecer subsídios para o melhoramento de gérbera através da determinação do sistema de reprodução

Agronomic, cytogenetic, and isoenzymatic characterizations of oat somaclones

Immature embryo-derived somaclones regenerated from genotypes UPF 12, UPF 89S080 and UFRGS 7 were analyzed for eight agronomic traits and two enzymatic systems in order to evaluate the potential of tissue cultures to induce genetic variability in oats (Avena sativa L.). Some somaclones were also analyzed cytogenetically. Agronomic traits were evaluated in the field for all somaclones in 1993 and 1994. Bi-directional variation (P < 0.05) was detected for all characteristics, and the average frequency of variation observed in 1993 in somaclones from genotypes UPF 12 and UPF 89S080 was 35.2%. Variation observed for agronomic characteristics was heritable through two generations. Isoenzymatic analysis showed variation for both enzymatic systems in four somaclones. In general, the frequency of abnormalities at the cytogenetic level was low. The few that were observed had no effect on the meiotic index. Tissue culture can generate variability in oats in breeding programs.<br>Para avaliar o potencial da cultura de tecidos na indução de variabilidade genética em aveia (Avena sativa L.), somaclones regenerados de embriões imaturos dos genótipos UPF 12, UPF 89S080 e UFRGS 7 foram analisados em relação a oito características agronômicas e dois sistemas enzimáticos. A avaliação foi realizada em dois anos consecutivos, 1993 e 1994, em relação aos caracteres agronômicos. Foram observadas variações bidirecionais significativas (P < 0.05) para todos os caracteres, sendo que a freqüência média de variações detectadas em 1993, em populações somaclonais provenientes dos genótipos UPF 12 e UPF 89S080, foi de 35,2%. A maioria das alterações observadas em 1993 se mantiveram em 1994. A análise isoenzimática mostrou variações para os dois sistemas enzimáticos em quatro somaclones. A freqüência de anormalidades citogenéticas, de uma forma geral, foi baixa, porém mesmo nos somaclones onde a mesma foi alta, estas anormalidades não se refletiram na estabilidade meiótica. O processo de cultura de tecidos como gerador de variabilidade apresenta potencial como estratégia de apoio aos programas de melhoramento genético de aveia

Caracterização citogenética, viabilidade de pólen e hibridação artificial em gérbera Chromosome number, pollen viability and gerbera hybridization

Este trabalho foi conduzido com o objetivo de confirmar o número de cromossomos em cultivares de Gerbera hybrida Hort., determinar o número de cromossomos em acessos não comerciais de Gerbera sp., avaliar a viabilidade de pólen e a possibilidade de cruzamentos entre cultivares e acessos não comerciais. Foram coletados ápices de raízes e pólen de seis cultivares e de sete acessos não comerciais. O material coletado foi corado com carmim acético a 45%. A contagem dos cromossomos foi realizada em células metafásicas intactas e a estimativa de viabilidade de pólen realizada por meio da contagem do número de grãos de pólen viáveis e não viáveis. A possibilidade de cruzamento entre as cultivares e entre as cultivares e acessos não comerciais foi avaliada por meio da hibridação entre os genitores femininos, cv. Terra Fame e acesso A8, e masculinos, cvs. Cariba e Azteca. Todos os acessos contiveram cinqüenta cromossomos, indicando que a variação morfológica nos capítulos (simples, semidobrado e dobrado) não é devida a mutações cromossômicas numéricas ou a poliploidia. A viabilidade do pólen variou de 87,67% a 99,27%. A formação de sementes foi de 4,46% nos cruzamentos entre cultivares, e de 50% entre o A8 e as cultivares. A compatibilidade genômica entre os acessos, a alta viabilidade do pólen e o sucesso na obtenção de sementes entre acessos comercias e não comerciais, revela a possibilidade de produção de híbridos com novas combinações alélicas e transferência de caracteres desejáveis dos acessos não comerciais para os comerciais<br>This work was conducted to confirm the chromosomes number of Gerbera hybrida Hort. cultivars, to determine the chromosomes number in the non commercial accessions of Gerbera sp., and to estimate the pollen viability and the possibility of crossings among different accessions. Root-tip and pollen were collected from six cultivars and seven non commercial accessions. The collected material was stained with acetic carmim at 45%. The chromosome counting was performed in metafasic intact cells and the pollen viability estimated by counting the number of viable and non viable pollen grains. The crossing possibility among cultivars and among cultivars and non commercial accessions was evaluated through the hybridization between the feminine cv. Terra Fame and A8 and masculine genitors, cvs. Cariba and Azteca. All accessions presented fifty chromosomes, indicating that the morphological variation in the capitulum (simple, semidouble and double) is not due to the chromosome number mutation or polyploidy. The evaluated accessions displayed high pollen viability, varying from 87.67% to 99.27. The seed formation was 4.46% in the crossings among cultivars, and 50% among cultivar and non commercial accession of gerbera. The genomic compatibility among the accessions, the high pollen viability and the success in the seed formation among commercial and non-commercial accessions, reveal the possibility of hybrid production with new allelic combination and transference of desirable traits from the non-commercial to the commercial accessions

Haplodiploid androgenetic breeding in oat: genotypic variation in anther size and microspore development stage Melhoramento por haplodiploidização androgenética: variação genotípica no tamanho das anteras e no estágio de desenvolvimento dos micrósporos em aveia

Oat (Avena spp.) is poorly responsive to the haplodiploidization process, which leads to the production of homozygous lines in one step, increasing breeding efficiency. Androgenetic haploids in small grain cereal crops are obtained from microspores cultured at the mononucleate stage, which can be identified by the size of anthers. In order to identify the appropriate anther size for in vitro culture, microspore cytological analyses were made in Avena sativa cultivars UPF 7, UPF 18, UFRGS 14, Stout and Avena sterilis CAV 3361, cultivated in growth chamber under controlled light and temperature conditions. Variation was observed within and among genotypes for anther size at each microspore developmental stage and according to the position of spikelets in the panicle. Architecture variation in panicle shape and non-linear microsporogenesis maturation increased the challenge of identifying potentially androgenetic oat anthers. Cytological screening before culture is critical in identifying microspores at the right stage for oat androgenesis.<br>A aveia (Avena spp.) tem sido pouco responsiva à haplodiploidização, um processo que aumenta a eficiência da seleção no melhoramento por gerar, em uma etapa, linhas puras homozigóticas. A fase mononucleada do micrósporo é critica para o sucesso da androgênese in vitro nos cereais de inverno e, em geral, pode ser inferida pelo tamanho da antera. Foram medidas anteras e analisados citológicamente micrósporos das cultivares de Avena sativa UPF 7, UPF 18, UFRGS 14, Stout e da linhagem CAV 3361 de Avena sterilis, cultivadas em câmaras de crescimento sob temperaturas dia-noite variando de 16ºC a 9ºC e 12 horas de intensidade luminosa de 300 mol m-2 s-1. O tamanho das anteras em cada fase de desenvolvimento dos micrósporos variou significativamente entre genótipos e de acordo com a região de inserção das espiguetas na panícula. A variação na arquitetura da panícula e a maturação não linear das espiguetas aumentam as dificuldades para a identificação das anteras potencialmente androgenéticas e podem explicar, em parte, os baixos resultados da androgênese na aveia. Os dados mostram a necessidade de uma análise citológica prévia para auxiliar a determinar a fase ideal de desenvolvimento dos micrósporos potencialmente responsivos à cultura de anteras, para o uso da androgenese na aveia