Cultivo de embriões em retrocruzamentos entre Triticum aestivum Thell. e Agropyron elongatum Host. & Beauv.

Resistance to fungal diseases of wheat has been transferred from perennial species of tribe Triticeae, but the hybrid so formed presents immature embryos. Although rescue and in vitro culture of these embryos has been widely utilized, its efficiency is still very low. This work aimed to obtain backcrossing progenies in hybrid F1 (2n=56), derived from crossing between wheat (Triticum aestivum) (2n=42) and Agropyron elongatum (2n=70), through in vitro culture of immature embryos. Starting from the perennial material of F1 generation, several backcrosses were made using wheat as the recurrent parent. Polinization efficiency was 6.0% in BC1 and 12.4% in BC2. All plants from the BC1 were obtained by in vitro embryo culture. The culture medium used was potato regeneration plus vitamins. From 22 seeds collected 18 embryos were cultured in vitro and gave rise to 12 plants. Fifty percent of those embryos were normal. The remaining 27.8% showed reduced size, 16.7% were deformed and 5.5% had slow growing. The efficacy of immature embryo culture was 66.6%. This result indicates that rescue and culture medium techniques used were efficient for cultivation and regeneration of hybrid embryos, allowing viable backcrosses progenies from intergeneric hybrids.A resistência a diversas moléstias fúngicas do trigo tem sido transferida de espécies perenes da tribo Triticeae, mas o híbrido produzido pelo cruzamento intergenérico apresenta embrião abortivo. Embora a técnica de resgate e cultivo in vitro destes embriões já seja amplamente utilizada, sua eficiência ainda é muito baixa. Este trabalho objetivou a obtenção de progênies de retrocruzamentos em híbrido F1 (2n=56), proveniente do cruzamento de trigo (Triticum aestivum) (2n=42) com Agropyron elongatum (2n=70), utilizando-se a técnica de cultivo in vitro dos embriões imaturos. Partindo-se do material perene na geração F1, utilizou-se o trigo como parental recorrente nos retrocruzamentos. A eficiência da polinização foi de 6% no primeiro retrocruzamento (RC1) e de 12,4% no segundo (RC2). As plantas do RC1 foram viabilizadas pelo resgate e cultivo in vitro dos embriões imaturos utilizando-se o meio batata-regeneração, com adição de vitaminas. De 22 sementes, 18 embriões foram resgatados e cultivados in vitro, originando 12 plântulas. Desses embriões, 50% foram normais, 27,8% apresentaram tamanho reduzido, 16,7% foram deformados e 5,5% apresentaram desenvolvimento retardado. A eficiência do cultivo dos embriões na regeneração de plântulas foi de 66,6%. Tal resultado indica que a técnica de resgate e o meio de cultura utilizados foram eficientes para o cultivo e regeneração dos embriões híbridos, obtendo progênies viáveis de retrocruzamentos a partir de híbridos intergenéricos, nas condições realizadas

Production of androgenetic barley doubled haploid lines

A cultura de anteras permite a obtenção de linhagens homozigotas em uma geração, em vez das sete requeridas pelos programas convencionais de melhoramento. Essa técnica encontra-se bem estabelecida com respeito a cevada (Hordeum vulgare L.), embora a resposta seja muito influenciada pelo genótipo e pelas condições de cultivo das plantas doadoras. Por isso, torna-se importante otimizar meios e métodos, buscando satisfazer os requerimentos específicos de cada material usado no trabalho. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade androgenética de híbridos F1 de cevada e estabelecer um protocolo eficiente de regeneração de duplo-haplóides, para tornar possível sua utilização em programas de melhoramento. Dois meios de cultura, N6 e MS modificados, foram utilizados para indução de androgênese. Avaliou-se a freqüência de anteras responsivas e de regeneração de plantas verdes, e a porcentagem de albinismo e de duplicação espontânea. Os resultados mostram que a porcentagem média de anteras responsivas no meio N6 (30,32%) foi maior do que no meio MS (6,39%). Houve uma considerável influência do genótipo em relação a todas as variáveis analisadas. No total, 192 genótipos duplo-haplóides, originados de diferentes cruzamentos, foram cultivados até a produção de grãos. As sementes de cada genótipo foram multiplicadas, para avaliação agronômica.Anther culture allows obtention of homozygous lines in one generation instead of seven required by conventional breeding programs. In barley (Hordeum vulgare L.) this technique is well-established, but response is greatly influenced by genotype and growing conditions of donor plants. Therefore, an important goal is to adapt media and methods, aiming to satisfy the specific requirements of every material one has been working with. In this paper androgenetic capacity of F1 hybrids is evaluated and an efficient protocol for regeneration of barley doubled haploids is established in order to make possible their utilization in breeding programs. Two culture media, modified N6 and MS, were employed for induction of androgenesis. Frequency of responsive anthers, green plant regeneration, albinism, and spontaneous doubling were evaluated. Results show that average percentage of responsive anthers was greater in N6 (30.32%) than in MS (6.39%) medium. There was a considerable influence of the genotype for all traits. A total of 192 doubled haploid lines were obtained from different crosses. These lines set seed and were multiplied for agronomic testing in the field

Genotypic differences in proembryoid development and green plantlets regeneration through androgenesis in barley varieties Diferenças genotípicas no desenvolvimento de pró-embrióides e regeneração de plântulas verdes via androgênese em genótipo de cevada

The development of in vitro haploid plants followed by spontaneous or induced genome duplication allows to achieve, in one generation, the recovery of total homozygosis. The efficiency of the haplodiploidization process through in vitro anther culture of barley is variable among genotypes. This study was aimed at determining the androgenetic response of nine barley genotypes from the breeding program of Embrapa Trigo, analysing proembryoid development and green plantlets regeneration in anthers cultivated in vitro. Cultivar 'BR2' presented the highest average of proembryoids (104/anther) and 'MN698' presented the highest average of green plantlets (0,41/anther). There was a significant variation among the average values of barley genotypes for embryo formation and green plantlets regeneration, making possible the selection to combine androgenetic capacity and good agronomic traits.A obtenção, na cevada, de plantas haplóides in vitro e a posterior duplicação natural ou artificial do genoma permitem alcançar a homozigose completa, em uma geração. A eficiência da haplodiploidização pela cultura de anteras é variável entre os genótipos. Foi avaliada a resposta androgenética através da formação de pró-embrióides e da regeneração de plântulas verdes em nove cultivares do programa de melhoramento de cevada da Embrapa Trigo, em anteras cultivadas in vitro. A cultivar "BR2" apresentou maior média de pró-embrióides (104/antera), enquanto "MN698" mostrou a maior média de plântulas verdes (0,41/antera). Houve variação significativa entre os valores médios dos genótipos em relação à formação de pró-embrióides e à regeneração de plântulas verdes, indicando a possibilidade de seleção para combinar a capacidade androgenética com boas características agronômicas

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

Genetic analysis of adult-plant resistance to leaf rust in a double haploid wheat (Triticum aestivum L. em Thell) population

A genetic analysis of adult plant resistance to leaf rust (Puccinia triticina) was performed in in vitro obtained double haploid progenies from a cross between the Brazilian wheat cultivar Trigo BR 35, which, under the high inoculum pressure of the southern region, has been resistant to leaf rust for more than 12 years, and the susceptible cultivar IAC 13-Lorena. Haplodiploidization via in vitro gimnogenesis was done by somatic elimination of the pollen donor genome after maize pollination of the F1 plants. The advantages and usefulness of double haploids (DH) for genetic analysis of complex inherited traits like durable adult-plant resistance to wheat leaf rust were evident: it was possible to analyze inheritance patterns in this cross by using only the 35 DH homozygous segregant lines obtained by in vitro embryo culture of F1 flowers pollinated by maize, this number being equivalent to 1,225 conventional F2 lines because of lack of heterozygosity. After being infected with MCG and LPG races, the results indicated that Trigo BR 35 has two resistance genes. One of the genes expressed resistance only after the intermediate stage of plant development (5-6 leaves)