Opuntia spp. has significant economic relevance in semi-arid regions but faces challenges in genetic
characterization, efficient propagation, and compatibility between micrografts. Thus, this study aimed
to perform high-performance phenotyping for genetic divergence analysis, correlate sepal length with
microspore development, induce embryogenesis through androgenesis and gynogenesis, evaluate the
effect of gibberellic acid (GA₃) on in vitro germination, conduct micropropagation, and finally, test the
compatibility of micrografts with different ploidy levels using antioxidants to reduce oxidation in the
micrograft region of Opuntia spp. For high-performance phenotyping, seeds from 13 accessions were
evaluated for color and eight quantitative characteristics using ImageJ® software. Tocher clustering was
based on Mahalanobis distance, while the graphical dispersion of accessions was analyzed through
canonical variables. The relative importance of the variables was determined using Singh’s method and
canonical variables. In the experiment correlating sepal length with microspore development, floral buds
were classified into four stages (5.0–5.9 mm, 6.0–6.9 mm, 7.0–7.9 mm, 8.0–8.9 mm). Pearson’s
correlation and a completely randomized design were used. For embryogenesis induction, 25 anthers
and 25 ovules were inoculated in Murashige & Skoog (1962) medium with four sucrose concentrations
(0, 30, 60, and 90 g.L⁻¹) and fixed doses of benzylaminopurine (BAP) and indoleacetic acid (IAA) (2
mg.L⁻¹). In the evaluation of GA₃ effects on germination, seeds were disinfected and inoculated in MS
medium with different GA₃ concentrations (0, 15, 25, and 30 mg.L⁻¹). The germination percentage,
germination speed index (GSI), seedling length, stem diameter, and root length were analyzed. For
micropropagation, the number of shoots per accession was assessed. The experiments followed a
completely randomized design in a 13 × 4 factorial scheme, with 52 treatments and four replications. In
micrografting, three Opuntia spp. accessions with different ploidy levels were used: Opuntia ficus
indica (2n = 8x = 88), Opuntia undulata (2n = 4x = 44), and Opuntia cochenillifera (2n = 2x = 22).
Homo- and heterograft combinations were evaluated. To reduce oxidation, three treatments were
applied: T1 – autoclaved distilled water (control), T2 – 5.68 µM ascorbic acid, and T3 – 5.68 µM
cysteine. Compatibility was assessed after 45 days. The results of all experiments were subjected to
variance analysis, and means were compared using Tukey’s test (5% and 1% probability) and Scott
Knott (5% and 1% probability) in GENES software. The results showed that Opuntia cochenillifera
accessions had the highest values for the evaluated characteristics. Tocher clustering formed four
groups, with the variables area, perimeter, roundness, solidity, and seed fresh mass contributing to
accession differentiation. Phenotyping proved to be an efficient tool for genetic characterization.
Significant inverse correlations were observed between sepal length and microspore stage. Lengths
between 5.0 and 6.9 mm were ideal for androgenesis induction. The MS + 2.0 mg.L⁻¹ BAP + 2.0 mg.L⁻¹
IAA + 60 g.L⁻¹ sucrose treatment was optimal for embryo induction. GA₃ concentrations of 15 and 25
mg.L⁻¹ promoted higher GSI, while 30 mg.L⁻¹ reduced germination. Accessions 5, 45, 57, and 81
showed high germination rates without GA₃. Accessions 5, 57, and 81 demonstrated potential for
micropropagation. The use of ascorbic acid favored micrograft establishment by reducing oxidation.
After 45 days, compatible grafts exhibited callus formation and vascular connection. Under drought
conditions, Opuntia cochenillifera is recommended as a scion and Opuntia ficus-indica as a rootstock.
This study contributes to the propagation and selection of Opuntia spp.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESOpuntia spp. possui grande relevância econômica em regiões semiáridas, mas enfrenta desafios na
caracterização genética, propagação eficiente e compatibilidade entre microenxertos. Assim, este estudo
objetivou realizar fenotipagem de alta performance para análise da divergência genética, correlacionar
o comprimento das sépalas com o desenvolvimento do micrósporo, induzir embriogênese por
androgênese e ginogênese, avaliar o efeito do ácido giberélico (GA3) na germinação in vitro, realizar a
micropropagação, e por fim, testar a compatibilidade de microenxertos com diferentes níveis de ploidia
utilizando antioxidantes para reduzir a oxidação na região de insersão do microenxerto em Opuntia spp.
Para a fenotipagem de alta performance, sementes de 13 acessos foram avaliadas quanto à cor e oito
características quantitativas, utilizando o software ImageJ®. O agrupamento de Tocher foi baseado na
distância de Mahalanobis, enquanto a dispersão gráfica dos acessos foi analisada por variáveis
canônicas. A importância relativa das variáveis foi determinada pelos métodos de Singh e variáveis
canônicas. No experimento de correlação entre o comprimento das sépalas e o desenvolvimento do
micrósporo, os botões florais foram classificados em quatro estágios (5.0-5.9 mm, 6.0-6.9 mm, 7.0-7.9
mm, 8.0-8.9 mm). Utilizou-se correlação de Pearson e delineamento inteiramente casualizado. Para a
indução de embriogênese, 25 anteras e 25 óvulos foram inoculados em meio Murashige & Skoog (1962)
com quatro combinações de sacarose (0, 30, 60 e 90 g.L-1) e doses fixas de benzilaminopurina (BAP) e
ácido indolacético (AIA) (2 mg.L-1). Na avaliação do efeito do GA3 na germinação, sementes foram
desinfetadas e inoculadas em meio MS com diferentes concentrações de GA3 (0, 15, 25 e 30 mg.L⁻¹).
Foram analisadas a porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação (IVG),
comprimento de plântulas, diâmetro do caule e comprimento da raiz. Na micropropagação, foi analisado
o número de brotos por acesso. Os experimentos foram realizados em delineamento inteiramente
casualizado, em esquema fatorial 13 (acessos) x 4, com 52 tratamentos e quatro repetições. Na
microenxertia, foram utilizados três acessos de Opuntia spp. com diferentes níveis de ploidia: Opuntia
ficus-indica (2n = 8x = 88), Opuntia undulata (2n = 4x = 44) e Opuntia cochenillifera (2n = 2x = 22).
As combinações de homoenxertos e heteroenxertos foram avaliadas. Para reduzir a oxidação, utilizaram
se três tratamentos: T1 - água destilada e autoclavada (controle), T2 – 5,68 µM de ácido ascórbico e T3 - 5,68 µM de cisteína. A compatibilidade foi avaliada após 45 dias. Os dados de todos os experimentos
foram submetidos a análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey (5% e 1% de
probabilidade) e Scott-Knott (5% e 1% de probabilidade) no software GENES. Os resultados
demonstraram que os acessos de Opuntia cochenillifera apresentaram os maiores valores para as
características avaliadas. No agrupamento de Tocher, formaram-se quatro grupos, com as variáveis área,
perímetro, redondeza, solidez e massa fresca da semente contribuindo para a diferenciação dos acessos.
A fenotipagem revelou-se uma ferramenta eficiente na caracterização genética. Correlações inversas
significativas foram observadas entre o comprimento das sépalas e o estágio do micrósporo.
Comprimentos entre 5.0 e 6.9 mm foram ideais para indução de androgênese. O tratamento MS + 2,0
mg.L⁻¹ de BAP + 2,0 mg.L⁻¹ de AIA + 60 g.L⁻¹ de sacarose foi ideal para indução de embriões.
Concentrações de 15 e 25 mg.L⁻¹ de GA3 promoveram maior IVG, enquanto 30 mg.L⁻¹ reduziu a
germinação. Os acessos 5, 45, 57 e 81 tiveram altas taxas de germinação sem GA3. Os acessos 5, 57 e
81 demonstraram potencial na micropropagação. A utilização de ácido ascórbico favoreceu a pega dos
microenxertos, reduzindo a oxidação. Após 45 dias, enxertos compatíveis apresentaram formação de
calos e conexão vascular. Em condições de seca, recomenda-se Opuntia cochenillifera como enxerto e
Opuntia ficus-indica como porta-enxerto. Conclui-se que este estudo contribui para a propagação e
seleção de Opuntia spp
