Light quality in the biometrics and leaf anatomy of Cattleya loddigesii L. seedlings (Orchidaceae) micropropagated

A qualidade de luz pode alterar a morfogênese das plantas por meio de uma série de processos mediados por receptores de luz, principalmente na região do vermelho e azul. O objetivo do presente estudo foi verificar alterações anatômicas foliares e características biométricas de Cattleya loddigesii 'Tipo', cultivadas in vitro, sob diferentes malhas coloridas com nível de radiação de 50% de sombreamento. Plântulas oriundas de autopolinização e sementes germinadas in vitro, com aproximadamente 1,0cm de comprimento e com raízes, foram inoculadas em meio WPM e submetidas a diferentes condições de incubação. Testou-se o efeito de sombrites coloridos (vermelho e azul) sobre os frascos cultivados em casa de vegetação (CV) e sala de crescimento (SC), além dos tratamentos, nos dois ambientes, sem utilização das telas coloridas. A avaliação foi efetuada 180 dias após inoculação. Com os resultados obtidos, observou-se que o ambiente de cultivo promove alterações anatômicas e biométricas em plântulas de Cattleya loddigesii 'Tipo' micropropagadas. As alterações promovidas pelo cultivo em luz natural evidenciam maior capacidade fotossintética, por meio de maior diferenciação dos tecidos clorofilianos, promovendo uma superfície foliar anatomicamente adaptada à fase de aclimatização.The light quality is responsible for the morphogenesis in plants. It is mediated by a series of processes involving light receptors, mainly in the red blue region. The aim of this research was to observe the anatomical leaf alterations as well as the biometric characteristics of in vitro cultured Cattleya loddigesii 'Tipo'. Two different colour shading nets (red and blue, 50% mesh) were tested and compared with a control without the shading nets in greenhouse and growth room. Plantlets of 1.0cm in length with roots produced by self pollinization and by seeds in vitro germination were inoculated in WPM medium and submitted to these different incubation environments. After 180 days of inoculation the plantlets were evaluated. It was observed that the culture environment promote anatomical and biometric alterations in Cattleya loddigesii 'Tipo' plantlets micropropagated. The changes promoted by the cultivation in natural light show greater photosynthetic capacity, through greater differentiation of the chlorenchyma tissue, promoting a leaf surface anatomically adapted to the acclimatization stage

Somatic embryogenesis from calli of sweet orange cultivars

A regeneração de plantas, por organogênese ou embriogênese somática, a partir do cultivo de células e tecidos vegetais in vitro, é a base para a utilização da biotecnologia no melhoramento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a embriogênese somática a partir de calos embriogênicos das cultivares de laranjeiras doces 'Hamlin', 'Pêra', 'Natal', 'Lima Verde' e 'Westin', em função da composição dos meios de cultura relacionada à fonte e concentração de diferentes carboidratos, utilizando-se meio de cultura MT modificado com 500mg L-1 de extrato de malte, acrescido de sacarose, galactose, glicose, sorbitol, lactose ou maltose, nas concentrações de 18, 37, 75, 110 ou 150mM à 27°C. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial cinco (cultivares) x seis (fontes de carboidratos) x cinco (concentrações das fontes de carboidratos no meio de cultura), com cinco repetições. A formação de embriões somáticos variou conforme a cultivar, e as laranjeiras 'Hamlin' e 'Natal' registraram o maior número de embriões, enquanto 'Lima Verde' e 'Westin' apresentaram menores números. A melhor fonte de carboidratos para indução de embriogênese somática foi a maltose, seguida pela lactose, nas concentrações de 37 e 75mM. Embriogênese somática não foi observada nos meios de cultura contendo galactose, glicose ou sorbitol para nenhuma cultivar estudada.Plant regeneration, by organogenesis or somatic embryogenesis, from cell cultures and in vitro plant tissue culture is the basis for biotechnology usage in plant breeding. This research aimed to evaluate somatic embryogenesis from embryogenic calli of 'Hamlin', 'Pêra', 'Natal', 'Lima Verde', and 'Westin' sweet orange cultivars related to culture medium composition as source and concentration of carbohydrates with the use of MT culture medium modified with 500mg L-1 of malt extract, supplemented with sucrose, galactose, glucose, maltose, lactose, or sorbitol at concentrations of 18, 37, 75, 110 or 150mM at 27°C. Statistical design were complete randomized, in a factorial five (cultivars) x six (carbohydrate source) x six (carbohydrate concentration in culture medium) with five replicates. The production of somatic embryos varied with the genotype, as 'Hamlin' and 'Natal' cultivars registered higher number of embryos, whereas 'Lima Verde' and 'Westin' showed lower numbers. The best carbohydrate source was maltose, followed by lactose at concentrations of 37 and 75mM. Somatic embryogenesis was not observed on culture media supplemented with galatose, glucose or sorbitol in any studied cultivar

In vitro organogenesis from internodal segments of adult sweet orange plants

O objetivo deste trabalho foi otimizar a regeneração in vitro via organogênese a partir de tecidos de plantas adultas das laranjas doces 'Hamlin', 'Pêra' e 'Valência'. Os explantes foram cultivados em meio EME com diferentes concentrações de 6-benzilaminopurina (BAP) e ácido naftalenoacético (ANA), a 27ºC sem luz por 50 dias, seguido de fotoperíodo de 16 horas por 20 dias. A regeneração foi avaliada 50 e 70 dias após o cultivo in vitro. A organogênese nas cultivares Hamlin e Valência foi favorecida pelo uso de EME suplementado com BAP, enquanto ANA não apresentou efeito aparente.The objective of this work was to optimize in vitro plant regeneration via organogenesis from tissues of adult 'Hamlin', 'Pêra', and 'Valência' sweet orange plants. Explants were grown in EME culture medium with different concentrations of 6-benzylaminopurine (BAP) and naphthaleneacetic acid (NAA), at 27ºC in the absence of light for 50 days, followed by a 16-hour photoperiod for 20 days. Regeneration was assessed 50 and 70 days after in vitro culture. Organogenesis in cultivars Hamlin and Valência was promoted by EME supplemented with BAP, while NAA showed no apparent effect

Transformação genética de laranjas doces com o gene D4E1 dirigido pelo promotor AtPP2

The objective of this work was to produce transgenic 'Pêra' and 'Valência' sweet orange plants using the D4E1 gene driven by the Arabidopsis thaliana phloem protein (AtPP2) promoter and to quantify transgene expression in different transformation events. Genetic transformation experiments were carried out with epicotyl segments co‑cultivated with Agrobacterium tumefaciens. Six plants from 'Pêra' sweet orange and seven plants from 'Valência' sweet orange were confirmed as different transgenic events by means of the polymerase chain reaction (PCR) and the Southern blot techniques. Transgene expression was quantified using real‑time quantitative PCR. D4E1 gene expression levels vary from 5 up to 50 times among different transformation events.O objetivo deste trabalho foi obter plantas transgênicas de laranja 'Pêra' e 'Valência' por meio do gene D4E1 dirigido pelo promotor Arabidopsis thaliana phloem protein (AtPP2) e quantificar a expressão dos transgenes nos diferentes eventos de transformação. Os experimentos de transformação genética foram realizados com segmentos de epicótilo cocultivados com Agrobacterium tumefaciens. Seis plantas de laranja 'Pêra' e sete plantas de laranja 'Valência' foram confirmadas como distintos eventos transgênicos por meio das técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR) e Southern blot. A expressão dos transgenes foi quantificada por PCR quantitativo em tempo real. Os níveis de expressão do gene D4E1 variam de 5 a 50 vezes entre os diferentes eventos de transformação

Expression of the uidA gene driven by promoters preferentially activated in the phloem of transgenic sweet orange inoculated with Candidatus Liberibacter asiaticus

O Brasil é o maior produtor de laranja doce do mundo, mas a história da citricultura brasileira é marcada por sucessivas perdas devido a pragas e doenças que atacam os pomares. Entre as doenças que afetam os pomares de citros, o huanglongbing (HLB) tem merecido destaque nos últimos anos. O HLB já é conhecido desde 1900 na China, mas no Brasil essa doença está presente desde 2004 e tem causado perdas significativas a citricultura. Essa doença é associada a três espécies de \"Candidatus Liberibacter\", mas no Brasil a espécie Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) é a mais comum. Devido à ausência de plantas de laranja doce resistentes a essa doença, a busca por plantas transgênicas que apresentem resistência a essa doença têm se intensificado nos últimos anos. Uma estratégia para projetar uma construção gênica visando a CLas é a utilização de promotores floema-específico, pois a CLas coloniza o floema das plantas de citros infectadas. Entretanto, para provar que uma sequência promotora funciona é preciso desafiar a construção gênica na presnça da CLas. Portanto, conduziu-se este trabalho com o objetivo de multiplicar plantas de Citrus sinensis Osbeck (L.) cv. \'Hamlin\' transgênicas contendo o gene uidA sob controle dos promotores floema-específicos Arabidopsis thaliana phloem protein 2 (AtPP2), Citrus phloem protein 2 (CsPP2) e Arabidopsis thaliana sucrose transporter 2 (AtSUC2), inocular com CLas por Diaphorina citri, avaliar a interdependência entre a expressão do transgene (gene uidA) e a concentração de CLas, para poder inferir sobre o controle da expressão dos promotores quando as plantas são inculadas com CLas. Para isso, cinco eventos de transformação de cada construção gênica, contendo apenas uma cópia do transgene foram selecionados, multiplicados e inoculados com CLas por Diaphorina citri, dezoito meses após a inoculação, o DNA e o RNA das plantas foram coletados. Foi realizada análise para verificar a concentração de CLas em todas as plantas inoculadas e a expressão do gene uidA foi realizada em uma linhagem transgênica de cada construção gênica. Com o auxílio da análise de coeficiente de correlação de Person, foi possível classificar qualitativamente a interdependência entre a concentração bacteriana e a expressão gênica. A frequência média de inoculação de CLas por Diaphorina citri foi de 30 %, demostrando que é possível incular CLas via Diaphorina citri. A análise de coeficiente de correlação de Person mostrou que nas construções com promotores AtPP2 e CsPP2 há baixa interdependência entre o controle da expressão gênica e a concentração de CLas. A construção sob controle do promotor AtSUC2 apresentou correlação forte e positiva, mostrando que quanto maior a concentração de CLas maior a expressão do transgene.Brazil is the largest producer of sweet oranges in the world, however the Brazilian citrus history is marked by successive losses due to pests and diseases attacking orchards. Among the diseases affecting citrus groves, the huanglongbing (HLB) has been highlighted in recent years. The HLB is known in China since 1900, although in Brazil this disease has been present since 2004 and has caused significant losses to citrus industry. This disease is associated with three species of \"Candidatus Liberibacter\", however, in Brazil Candidatus Liberibacter asiaticus species (CLas) is the most common. Due to the absence of sweet orange plants resistant to this disease, the search for transgenic plants with resistance to this disease have intensified in recent years. One strategy to design a genetic construct targeting the CLas includes the use of phloem-specific promoters, because the CLas colonizes the phloem of infected citrus plants. On the other hand, to prove that a promoter sequence works it is necessary to challenge the genetic construct in the presence of CLas. Therefore, we conducted this study with the objectives of multiplying transgenic Citrus sinensis Osbeck (L.) cv. \'Hamlin\' bearing the uidA gene under the control of the phloem-specific promoters Arabidopsis thaliana phloem protein 2 (AtPP2), Citrus phloem protein 2 (CsPP2) and Arabidopsis thaliana sucrose transporter 2 (AtSUC2), inoculate CLas with Diaphorina citri, and evaluate the interdependence between the expression of the transgene (uidA gene) and the concentration of CLas, to infer the promoter expression when the plants are inoculated with CLas. Five events processing of each gene construct, containing only one copy of the transgene, and inoculated with CLas by Diaphorina citri. The DNA and RNA of plants were collected after eighteen months of inoculation. The concentration of CLas in the inoculated plants and the expression of the uidA gene were performed in each transgenic line of each gene construct, with the aid of the analysis of Person correlation coefficient. Thus it was possible to classify qualitatively the interdependence between bacterial concentration and gene expression. The average frequency of CLas inoculation by Diaphorina citri was 30%, demonstrating that it was possible to inoculate CLas via Diaphorina citri. Person correlation coefficient values suggested low interdependence between the control of gene expression and the concentration of CLas in constructions with promoters AtPP2 and CsPP2. The construction under AtSUC2 promoter control showed strong positive correlation, indicating that the higher the concentration of CLas the greater is the transgene expression

Specific promoters for gene expression in the phloem in citrus genetic transformation

O Huanglongbing (HLB) é uma das doenças mais ameaçadoras para citricultura mundial e, até o momento, não foi encontrada resistência na base genética do gênero Citrus. A doença é causada pela bactéria Candidatus Liberibacter spp., endêmica de floema. Portanto, na busca por uma planta transgênica resistente ao HLB é desejável avaliar construções gênicas em que o gene de interesse se expresse preferencialmente na região em que a bactéria coloniza a planta, ou seja, no floema. Assim, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de plantas transgênicas via Agrobacterium tumefaciens, de citrange Carrizo [Poncirus trifoliata (L.) Raf. x Citrus sinensis (L.) Osbeck] e de laranja doce [Citrus sinensis (L.) Osbeck] cultivares Hamlin, Valência e Pêra, contendo o gene uidA (GUS) sob o controle dos promotores Citrus pholem protein 2 (CsPhP2), Arabidopsis thaliana pholem protein 2 (AtPhP2) e Arabidopsis thaliana sucrose transporter 2 (AtSuT2), para verificar se esses promotores regulam a expressão do gene repórter na região do floema. Foram utilizados segmentos de epicótilo de plântulas germinadas in vitro e como agente de seleção de regeneração de plantas transgênicas foi utilizado o gene nptII, que confere resistência ao antibiótico canamicina. Dos brotos regenerados foi coletada uma amostra de material para a realização do ensaio histoquímico com X-GLUC. Os brotos que formaram coloração azulada confirmaram a integração do transgene, sendo esses enxertados em porta enxertos previamente germinados e estiolados in vitro. A partir do número de explantes introduzidos, número explantes responsivos, número de brotos regenerados e número de brotos regenerados GUS positivos calculou-se a eficiência de transformação genética dos experimentos. Para a confirmação da transformação genética de laranja Hamlin foram realizadas análises de PCR e Southern blot de três plantas GUS positivas aclimatizadas. Também foram feitos cortes histológicos manuais para melhor visualização da reação histoquímica de GUS das plantas de laranja Hamlin Southern blot positivas. Todos os experimentos de transformação regeneraram pelo menos um broto GUS positivo. As plantas de laranja Hamlin analisadas por PCR e Southern blot analisadas foram confirmadas como transformadas com uma inserção do transgene. Plantas nas quais foram realizados cortes histológicos indicaram expressão diferencial das construções gênicas no floema.Huanglongbing (HLB) is one of the most threatening diseases to worldwide citriculture and till the present moment, no resistance has been found in citrus genetic basis. This disease has Candidatus Liberibacter spp. as the pathogenic agent, an endemic phloem bacterium. Therefore, in the search for a transgenic plant resistant to HLB, it is desirable to evaluate constructions in which the gene of interest is expressed, preferentially, in tissues where the bacteria grow, i.e., in the phloem. Therefore, this work aimed to obtain transgenic plants of Carrizo citrange [Poncirus trifoliata (L.) Raf. x Citrus sinensis (L.) Osbeck], and of Hamlin, Valencia, and Pera sweet oranges [Citrus sinensis (L.) Osbeck], via Agrobacterium tumefaciens, containing uidA (GUS) gene, controlled by the promoters Citrus pholem protein 2 (CsPhP2), Arabidopsis thaliana pholem protein 2 (AtPhP2) and Arabidopsis thaliana sucrose transporter 2 (AtSuT2), in order to check if these promoters drive the reporter gene expression in the phloem. For the transformation, in vitro germinated seedlings epicotil segments were used. The gene nptII, which confers resistance to the antibiotic kanamycin, was used as the selective system. From the regenerated shoots, a tissue sample was collected to perform the X-GLUC histochemical analysis. The regenerated shoots colored in blue were considered transgenic, and these were grafted on in vitro grown rootstocks. The transformation efficiency of each experiment was calculated based on the number of introduced explants, responsive explants, number of regenerated shoots, and number of GUS positive regenerated shoots. In order to confirm the genetic transformation of Hamlin sweet orange, PCR and Southern blot analyses of three positive GUS acclimatized plants were performed. Anatomic slices for better visualization of blue color formed by GUS reaction were also made. All transformation experiments regenerated at least one GUS positive shoot. Plants of Hamlin sweet orange analyzed by PCR and Southern blot are transformed and have one transgene insertion. Anatomical analyses indicated preferential expression of the transgenes in the phloem