Influence of dehydration on cryopreservation of Musa spp. germplasm

Cryopreservation is an important technique for the long-term storage of economically important plant germplasm. In this study, an efficient protocol was developed for the long-term conservation of seven economically important Musa taxa: M. acuminata Colla ssp. burmannica N.W. Simmonds, M. acuminata Colla ssp. zebrina (Van Houtte) R.E. Nasution, M. balbisiana Colla, M. basjoo Sieb., M. ornata W. Roxburgh (St. Lavender), M. velutina H. Wendl. et Drude (Velvet Pink Banana), and M. acuminata’ balbisiana. The seeds were dehydrated in a sterile laminar flow cabinet for different exposure times and then they were directly immersed in liquid nitrogen. The critical point was to support the initial germination of cryopreserved seeds and this was achieved by the excision of zygotic embryos after liquid nitrogen treatment that allowed the seed germination. The best moisture content for tolerance to cryopreservation ranged from 15.8% (M. acuminata ssp. zebrina) to 17.1% (M. ornata) and the maximum post-cryopreservation germination rates varied from 86.4% (M. velutina) to 55.0% (M. ornata). All seedlings derived from seeds germinated after cryopreservation were easily rooted and acclimated to greenhouse conditions

Melhoramento genético da bananeira: estratégias e tecnologias disponíveis

A banana cultivada 107 países, em uma área de 4,1 milhões de hectares e produção de 95 milhões de toneladas, é segunda fruta mais produzida do mundo. A bananeira é atacada por vírus (CMV e BSV), fungos (Sigatoka amarela e negra, mal-do-Panamá), bactéria (Moko), nematoide e insetos (Broca do rizoma). No entanto, por meio do melhoramento genético é possível obter resistência a maioria das pragas e doenças. O centro de origem de grande parte do germoplasma de Musa spp. é o Continente Asiático, onde são encontradas bananeiras diploides, triploides tetraploides, com genomas de Musa acuminta e M. balbisiana. No melhoramento de banana, feito principalmente para resistência às doenças, são usados os seguintes métodos: introdução e seleção de clones; hibridação (cruzamentos de diploides com diploides, triploides com diploides e diploides com tetraploides); duplicação de cromossomos; mutação e transgenia. Os métodos que envolvem hibridação, embora sejam os mais usados, apresentam limitações como a partenocarpia, a esterilidade; o número variável de ploidia e a baixa produção de sementes. Todo material produzido no programa, é depois avaliado nas regiões produtoras de banana. Atualmente novas técnicas de melhoramento, baseadas em informações genéticas de Musa spp. estão sendo incrementadas

Genetic variability estimated in banana diploids through microsatellite markers

O objetivo deste trabalho foi estimar a divergência genética entre 38 diplóides de banana do programa de melhoramento da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, incluindo genótipos melhorados, cultivadose selvagens, por meio de 15 marcadores microssatélites ou SSR. As similaridades genéticas, com base no coefi ciente de Jaccard, foram utilizadas para fazer o agrupamento dos genótipos pelo método UPGMA.O número de alelos obtidos foi 113, com média de 7,53 alelos por iniciador. A similaridade genética média foi de 0,22, e variou de 0,028 a 0,48, o que indica existência de variabilidade genética entre os genótipos. A análise de grupos, com base no polimorfi smo de microssatélites, não pôde separar completamente os híbridosmelhorados, cultivados e selvagens. Alguns diplóides agruparam-se com base em sua origem geográfi ca, entre eles Musa ornata e IAC-1, e Tjau Lagada e Lidi, enquanto que, em outros, nenhuma relação foi estabelecida.Houve tendência de agrupamento entre os diplóides aparentados, como: SH3263 e 8694-20, 4279-01 e 9179-03,1304-06 e 5854-03, 86B79-10 e 7341-03, 86B79-12 e 0337-02, e 9194-04 e 4154-08.The objective of this work was to estimate the genetic diversity between 38 banana diploids from the banana breeding program of Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical (Embrapa Cassava and Tropical Fruits), including improved hybrids, cultivated and wild species, using fi fteen SSR markers. Genetic similarities were utilized to cluster genotypes through UPGMA, based on Jaccard coeffi cient. The average number of alleles per primer was 7.53, with a total of 113 alleles identifi ed. The average similarity was 0.22, and ranged from 0.028 to 0.48, indicating the existence of genetic variability between genotypes. The clustering analysis based on microsatellite polymorphism could not completely separate improved hybrids, cultivated and wild species.Some diploids grouped according to their geographic origins, among which Musa ornata and IAC-1, and Tjau Lagada and Lidi, while in others no relation was established. There was a trend of clustering among related diploids as: SH3263 and 8694-20; 4279-01 and 9179-03; 1304-06 and 5854-03; 86B79-10 and 7341-03; 86B79-12 and 0337-02; and 9194-04 and 4154-08

Simulação de deficit hídrico in vitro para seleção de bananeiras tolerantes à seca

The objective of this work was to determine a method to simulate water stress in vitro to select drought-tolerant banana (Musa sp.) genotypes. The BRS Tropical and Prata Anã cultivars were grown in vitro in an MS liquid medium containing sucrose and benzylaminopurine (BAP), supplemented with different concentrations of polyethylene glycol (PEG) or sorbitol. The yield stability index of dry matter was evaluated. Cultivation for 30 days in a medium containing 15 g L-1 PEG or 36.4 g L-1 sorbitol is appropriate to simulate water stress in vitro.O objetivo deste trabalho foi determinar uma metodologia para simulação de estresse hídrico in vitro, para seleção de genótipos de bananeira (Musa sp.) tolerantes à seca. As cultivares BRS Tropical e Prata Anã foram cultivadas in vitro em meio MS líquido, contendo sacarose e benzilaminopurina (BAP), e suplementado com diferentes concentrações de polietileno glicol ou de sorbitol. Avaliou-se o índice de estabilidade de rendimento de matéria seca. O cultivo por 30 dias em meio contendo 15 g L-1 de PEG ou 36,4 g L-1 de sorbitol é apropriado para simular a condição de estresse hídrico in vitro. 

Cell suspension culture and plant regeneration of a Brazilian plantain, cultivar Terra

O objetivo deste trabalho foi estabelecer a cultura de células em suspensão e a regeneração de plantas via embriogênese somática de bananeira cultivar Terra Maranhão, AAB. Flores imaturas masculinas foram utilizadas como fonte de explante para obtenção de culturas altamente embriogênicas 45 dias após a inoculação, as quais foram utilizadas para o estabelecimento de suspensões celulares e multiplicação de embriões somáticos secundários. Cinco meios de cultura semi-sólidos foram testados para a diferenciação, maturação, germinação dos embriões somáticos e para a regeneração de plantas. A média de 558 plantas por mililitro de 5% SCV (volume de células sedimentadas) foi regenerada, em meio MS com 11,4 µM de ácido indolacético e 2,2 µM de 6-benzilaminopurina. As plantas regeneradas apresentaram desenvolvimento normal, e não foi observada a ocorrência de variação somaclonal in vitro. É possível a regeneração de plantas a partir de células em suspensão de bananeira 'Terra' utilizando meio MS suplementado com 11,4 µM de AIA e 2,2 µM de BAP.The objective of this study was to establish cell suspension culture and plant regeneration via somatic embryogenesis of a Brazilian plantain, cultivar Terra Maranhão, AAB. Immature male flowers were used as explant source for generating highly embryogenic cultures 45 days after inoculation, which were used for establishment of cell suspension culture and multiplication of secondary somatic embryos. Five semisolid culture media were tested for differentiation, maturation, somatic embryos germination and for plant regeneration. An average of 558 plants per one milliliter of 5% SCV (settled cell volume) were regenerated in the MS medium, with 11.4 µM indolacetic acid and 2.2 µM 6-benzylaminopurine. Regenerated plants showed a normal development, and no visible somaclonal variation was observed in vitro. It is possible to regenerate plants from cell suspensions of plantain banana cultivar Terra using MS medium supplemented with 11.4 µM of IAA and 2.2 µM of BAP

Pré-seleção de poliploides por métodos foliares em acessos de bananeira

The objective of this work was to evaluate leaf methods to preselect banana putative polyploids in in vitro works with polyploidization. Leaf thickness, estimated from the specific masses of the fresh and dry matters of leaf disks, and leaf turgor, measured directly on the plants at 6:30 a.m. using the Wiltmeter equipment, were determined in diploid (Calcutta and Lidi), triploid (Grande Naine and Williams), and tetraploid (Bucanero and Calypso) banana. The evaluation of the DNA content was performed by flow cytometry, replacing the diploid Lidi by NBA, and the triploid Williams by Caipira. Genotypes with higher ploidy showed the highest fresh matter mass of the leaf disk. Leaf turgor potential was also significantly related to ploidy. Diploid genomes showed the lowest DNA contents (0.96 pg); the triploids Grande Naine (1.48 pg) and Caipira (1.63 pg), intermediate contents; and the tetraploids Calypso (1.90 pg) and Bucanero (2.26 pg), the highest contents. Fresh matter mass of leaf disks and leaf turgor, under proper irrigation management, can be used to preselect banana tetraploids in in vitro polyploidization studies.O objetivo deste trabalho foi avaliar métodos foliares para pré-selecionar poliploides putativos de bananeira em trabalhos com poliploidização in vitro. A espessura foliar, estimada a partir da massa específica das matérias fresca e seca de discos foliares, e a turgescência foliar das plantas, medida diretamente nas plantas às 6h30 da manhã com o aparelho Wiltmeter, foram determinadas em mudas de bananeira diploides (Calcutta e Lidi), triploides (Grande Naine e Williams) e tetraploides (Bucanero e Calypso). A avaliação do conteúdo de DNA foi realizada por citometria de fluxo, tendo-se substituído o diploide Lidi pelo NBA, e o triploide Williams pelo Caipira. Os genótipos com maior ploidia apresentaram maior massa de matéria fresca do disco foliar. O potencial de turgescência foliar também se relacionou significativamente com a ploidia. Os genomas diploides apresentaram os menores conteúdos de DNA (0,96 pg); os triploides Grande Naine (1,48 pg) e Caipira (1,63 pg), conteúdos intermediários; e os tetraploides Calypso (1,90 pg) e Bucanero (2,26 pg), os maiores conteúdos. A massa de matéria fresca de discos foliares e a turgescência foliar das plantas, sob adequado manejo de irrigação, podem ser utilizadas para pré-selecionar tetraploides de bananeira em trabalhos de poliploidização in vitro

Diversidade genética entre diploides melhorados de bananeira por meio de variáveis canônicas e do método Ward‑MLM

The objective of this work was to estimate the genetic diversity of improved banana diploids using data from quantitative analysis and from simple sequence repeats (SSR) marker, simultaneously. The experiment was carried out with 33 diploids, in an augmented block design with 30 regular treatments and three common ones. Eighteen agronomic characteristics and 20 SSR primers were used. The agronomic characteristics and the SSR were analyzed simultaneously by the Ward‑MLM, cluster, and IML procedures. The Ward clustering method considered the combined matrix obtained by the Gower algorithm. The Ward‑MLM procedure identified three ideal groups (G1, G2, and G3) based on pseudo‑F and pseudo‑t2 statistics. The dendrogram showed relative similarity between the G1 genotypes, justified by genealogy. In G2, 'Calcutta 4' appears in 62% of the genealogies. Similar behavior was observed in G3, in which the 028003‑01 diploid is the male parent of the 086079‑10 and 042079‑06 genotypes. The method with canonical variables had greater discriminatory power than Ward‑MLM. Although reduced, the genetic variability available is sufficient to be used in the development of new hybrids.O objetivo deste trabalho foi estimar a diversidade genética entre diploides melhorados de bananeira por meio de dados quantitativos e de marcadores de sequências simples repetidas (SSR), simultaneamente. O experimento foi conduzido com 33 diploides, em blocos aumentados com 30 tratamentos regulares e três comuns. Dezoito características agronômicas e 20 iniciadores SSR foram usados. Os dados agronômicos e de SSR foram analisados, simultaneamente, via os procedimentos Ward‑MLM, de agrupamento e IML. O método de agrupamento de Ward considerou matriz híbrida obtida pelo algoritmo de Gower. O procedimento Ward‑MLM identificou três grupos (G1, G2 e G3) baseados nas estatísticas de pseudo‑F and pseudo‑t2. O dendrograma mostrou similaridade relativa entre os genótipos do G1, justificada pela genealogia. No G2, 'Calcutta 4' aparece em 62% das genealogias. Comportamento similar foi observado no grupo G3, em que o diploide 028003‑01 é o parental masculino dos genótipos 086079‑10 e 042079‑06. O método com uso de variáveis canônicas teve maior poder discriminatório que o Ward‑MLM. Embora reduzida, a variabilidade genética disponível é suficiente para ser usada no desenvolvimento de novos híbridos

BRS SCS BELLUNA – um novo cultivar de banana para processamento e consumo fresco

The new banana cultivar, BRS SCS Belluna (AAA), was developed by the Embrapa and Epagri banana breeding programs for processing and fresh consumption. It is noteworthy differentiated nutritional qualities, since its fruits are rich in fiber and have lower carbohydrate and caloric content when compared to fruits of the most traded subgroups in the country, Prata and Cavendish. ‘BRS SCS Belluna’ is also resistant to Panama disease and to Sigatoka disease complex, major plant health problems in Brazil. The cultivar has yield potential up to 40t ha-1 under favorable environmental conditions. Thus, it is recommended to plant the 'BRS SCS Belluna' in the country, highlighting the state of Santa Catarina, where the studies were conducted.BRS SCS Belluna (AAA) é um novo cultivar de banana desenvolvido pelos programas de melhoramento de bananeira da Embrapa e da Epagri. Destacam-se neste cultivar qualidades nutricionais diferenciadas, uma vez que as suas frutas são ricas em fibras e apresentam menores conteúdos de carboidratos e de valores calóricos quando comparadas às frutas dos subgrupos mais comercializados no país, Prata e Cavendish. O cultivar BRS SCS Belluna é resistente ao Mal do Panamá e ao complexo de Sigatoka, principais problemas fitossanitários da bananicultura no Brasil. O cultivar ainda apresenta uma produtividade médiaque pode chegar a 40t ha-1 em condições ambientais favoráveis. Desta forma, recomenda-se o plantio do ‘BRS SCS Belluna’ no país, destacando-se o estado de Santa Catarina, local onde foram realizados os estudos

Desenvolvimento in vitro de bananeira 'Ouro' após poliploidização com antimitóticos

The objective of this work was to characterize the in vitro development of 'Ouro' banana after polyploidization with antimitotics. Shoot apexes were subjected to the following treatments for 24 and 48 hours: amiprophos-methyl (APM), at 0, 10, 20, 30, 40, and 60 µmol L-1; caffeine, at 3, 6, 9, and 12 g L-1; and colchicine, at 2.5 mmol L-1. Survival, number of shoots, main shoot height, and number of roots were evaluated. The intermediary concentrations were the most promising at both exposure times for APM and at 24 hours for caffeine. The highest concentrations of APM and caffeine negatively affect the in vitro development of the shoot apexes.O objetivo deste trabalho foi caracterizar o desenvolvimento in vitro de bananeira 'Ouro' após poliploidização com antimitóticos. Explantes foram submetidos aos seguintes tratamentos, por 24 e 48 horas: amiprofos-metil (APM), a 0, 10, 20, 30, 40 e 60 µmol L-1; cafeína, a 3, 6, 9 e 12 g L-1; e colchicina, a 2,5 mmol L-1. Avaliaram-se sobrevivência, número de brotos, altura do broto principal e número de raízes. As concentrações intermediárias foram as mais promissoras nos dois tempos de exposição, para APM, e no de 24 horas para cafeína. As maiores concentrações de APM e cafeína afetam negativamente o desenvolvimento in vitro dos explantes

Genetic variability of banana with ornamental potential

The Musa germplasm collection at Embrapa Cassava and Fruits detains accessions from different sections of the Musa genus. The objective of the present study was to identify and morphologically characterize banana accessions from the banana germplasm with ornamental potential, as well as to quantify their genetic variability; and identify possible progenitors to be used in breeding aiming to achieve ornamental crossbreeds. The accessions were evaluated with the use of 32 morphological descriptors. Then, they were the following grouped into categories: landscape plants, cut flower, potted plants, and male inflorescence minifruits. The pre-selected accessions presented great genetic variability and ornamental potential for different uses. The accessions of the Rhodochlamys and Callimusa sections were selected to be used as landscape plants, cut flowers, potted plants, male inflorescence and minifruits. Most of the diploids from the Eumusa section evaluated in this study are indicated for the production of ornamental minifruits, except for 'Lidi' and Cici, which can also be indicated as landscape plants. The BB diploids have great potential for the use of the male inflorescence in floral arrangements, and did not offer any other indication.Embrapa [MP2-02.07.02.003.00.05]Banco do Nordeste S/ACoordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior (CAPES