BONATO, A. L. V.

BRAMMER, S. P.

CAVERZAN, A.

NASCIMENTO JUNIOR, A. do

SCAGLIUSI, S. M. M.

ZANOTTO, M.

Infoteca-e

Ministério da Agricultura,Pecuária e Abastecimento19Passo Fundo, RSDezembro, 2005AutoresSandra Patussi BrammerPesquisadora da EmbrapaTrigo, Passo Fundo - RSSandra Maria MansurScagliusiTécnica de Nível Superior daEmbrapa TrigoAlfredo do NascimentoJuniorPesquisador da Embrapa Trigo,Passo Fundo – RSAna Lídia Variani BonatoPesquisadora da EmbrapaTrigo, Passo Fundo – RSAndréia CaverzanAcadêmica de CiênciasBiológicas da Universidade dePasso FundoMaira ZanottoAcadêmica de CiênciasBiológicas da Universidade dePasso FundoISSN 1518-6490Análise citológica de cultivares tolerantes esensíveis de trigo (Triticum aestivum L. em Thell)em resposta à presença de alumínio em soluçãoIntroduçãoO trigo é cultivado anualmente em grande extensãoterritorial, sendo considerado um dos principais alimentos dadieta humana, e usado, direta ou indiretamente por 35% dapopulação mundial. Em forma de pão e de outros derivados,o trigo constitui um dos alimentos mais importantes da cestabásica brasileira. Sendo que o consumo médio de trigo noBrasil é de, aproximadamente, 58 kg/habitante ano, contra120 kg na Argentina, apresentaram um levantamento doconsumo per capita de derivados do trigo na RegiãoMetropolitana de Curitiba - Paraná (Silva et al., 1996).Devido à importância desse cereal, estudos detalhados, nasmais variadas áreas da ciência, vêm sendo realizados nointuito de contribuir e auxiliar o melhorista nas diferentesetapas dos programas de melhoramento genético.Um dos aspectos considerados é o efeito doalumínio (Al) solúvel, constituindo um dos principais fatoreslimitantes da produtividade das culturas em solos ácidos,que constituem cerca de 40% das terras agricultáveis nomundo (Camargo et al., 2000). No Rio Grande do Sul, otrigo é cultivado principalmente na metade norte do Estado,em sua quase totalidade, em solos que apresentam grandevariação em parâmetros químicos, em função do materialde origem e do sistema de cultivo. A calagem eleva o pHdo solo e insolubiliza o Al. Porém, por tratar-se de um climaúmido, a reacidificação do solo e o aumento do teor solúvele trocável de Al é um processo natural. A presença de Alem elevado teor nessas formas químicas no solo afeta o desenvolvimento dosistema radicular e pode reduzir drasticamente a produção de grãos.A capacidade de cultivares brasileiras de trigo se desenvolveremadequadamente em condições de solo ácido é reconhecida mundialmente.Trabalhos realizados por Rosa & Camargo (1991) demonstraram que ascultivares BH 1146, IAC 5-Maringá, IAC 21 e IAC 24 são tolerantes e Anahuac75, cultivar originária do México, é sensível ao Al no solo. Inúmeros outrostrabalhos foram e vêm sendo conduzidos com as cultivares BH 1146 e Anahuac,em solução hidropônica contendo alumínio (Camargo & Oliveira, 1981; Camargo,1984), bem como os relacionados com aspectos moleculares e, maisrecentemente características genômicas associadas ao efeito do Al.Os estudos realizados em relação a esta característica mostram que asraízes das plantas se tornam menores, engrossam e perdem a ramificação fina,reduzindo sua capacidade de absorver água e nutrientes (Foy & Silva, 1991)quando na presença deste elemento em níveis tóxicos. Além do mencionado,Delhaize et al. (1993) destacam que a injúria causada pelo alumínio,especificamente, reduz a produção de matéria seca, com os efeitos se fazendosentir de forma mais acentuada sobre o sistema radicular.De acordo com Abichequer et al. (2003) a tolerância ao alumínio,classicamente é explicada por dois mecanismos, sendo o primeiro designadocomo mecanismo de exclusão, no qual o Al é impedido de alcançar seus sítios detoxicidade na planta. O segundo, refere-se aos mecanismos internos, ou seja, dereparo, que possibilitam a penetração do alumínio no interior da célula, tendo, noentanto, sua ação fitotóxica neutralizada, conforme estudos de Cançado et al.(1999). Outros mecanismos bioquímicos também têm sido propostos paraexplicar a tolerância.O excesso de alumínio se relaciona também com distúrbios na divisãocelular. Moraes-Fernandes (1982) aborda que há alta correlação entre os níveisde alumínio no solo e a elevada freqüência de anormalidades cromossômicas nadivisão celular e anormalidades citológicas em micrósporos de cultivares de trigo,principalmente naquelas com germoplasma introduzido do CIMMYT.Dentre os mais variados métodos de análise citológica, Boscardin (2005)destaca as pesquisas realizadas em células metafásicas das RegiõesOrganizadoras Nucleolares (NORs), bem como do volume nucleolar em espéciesdistintas, visando relacionar tais organelas quanto à biogênese dos ribossomos,controle do ciclo celular, caracterizações cromossômicas em estudos evolutivosou genéticos e, mais recentemente, em respostas a estresses, uma vez que otamanho do nucléolo varia em função de sua atividade biológica.Material e métodosCom o objetivo de detectar variações no volume nucleolar em cultivaresde trigo na presença de alumínio em solução, foi realizado um experimento noLaboratório de Biotecnologia da Embrapa Trigo, usando as seguintes cultivares:BH 1146 (tolerante ao alumínio) e Anahuac (sensível). Sementes de ambas ascultivares foram obtidas do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Trigo. Aseguir serão descritos os principais passos envolvidos na técnica:1) Semeadura e coleta de raízes em solução com alumínio:Para cada cultivar foram preparadas placas de petri contendo fina camadade algodão e, sobre estas, papel germitest, a fim de permitir a germinação dassementes. As sementes foram embebidas com 80 mL de solução de alumínio,sendo realizados quatro diferentes tratamentos: a) controle com água destilada,b) solução contendo 2 mg Al/L, c) solução contendo 4 mg Al /L; e d) soluçãocontendo 20 mg Al/L.Antes da semeadura, as sementes foram desinfectadas com solução dehipoclorito de sódio a 50%, seguida de lavagem com álcool a 70 %. As placascom as sementes foram mantidas em germinador a 20 °C, por 5 dias, ou até quetivesse sido emitida a raiz e esta apresentasse a região meristemática bemdesenvolvida.2) Coleta de raízes e pré-tratamento:A coleta das raízes foi realizada quando estas apresentavamaproximadamente 2 cm de comprimento. As raízes foram cortadas emergulhadas em água destilada, permanecendo a 4°C, por 24 h, no escuro.3) Fixação das pontas de raízes:A fixação foi feita utilizando-se três partes de álcool etílico (P.A.) parauma parte (3:1) de ácido acético glacial (P.A.), por 24 horas em temperaturaambiente. Após a fixação do material, as raízes foram transferidas para álcool70%, conservando as mesmas a temperatura de -20°C.4) Preparo de lâminas:Para a análise do volume nucleolar, foram consideradas 10 células bemindividualizadas de cada cultivar, em três repetições. Primeiramente, fez-se alavagem das raízes em água destilada, por três vezes, trocando-se a água a cada5 minutos, a fim de eliminar resíduos do fixador e/ou do álcool 70%. Após,realizou-se a hidrólise das raízes, imergindo as mesmas em HCl 5N, por 1 minuto,em câmara úmida a 60º C. Para o preparo das lâminas, foi retirado somente aponta das raízes, mantendo a integridade da região meristemática. Oesmagamento do material foi realizado, colocando uma única gota de ácidoacético 45% sobre a lâmina, quando foram realizados pequenos cortes, comauxílio de um bisturi. Em seguida, colocou-se a lamínula sobre o tecido maceradoe pressionou-se esta por meio de uma prensa específica para confecção delâminas. As lâminas, foram então armazenadas a – 20ºC até o momento dacoloração.5) Separação lâmina-lamínula e coloração:Separou-se a lâmina da lamínula mergulhando cada uma delas emnitrogênio líquido e removendo-a com o auxílio de um bisturi. Após esta etapa,fez-se a coloração, na qual foi primeiramente usada uma gota de solução degelatina e duas gotas de solução de AgNO3, colocando-se imediatamente amesma lamínula, que foi retirada anteriormente, mantendo-se em câmara úmidaa 60°C, até que a coloração obtivesse aspecto “marron-amarelado”, conforme ométodo descrito por Boscardin (2005).6) Avaliações:Todas as análises foram realizadas em microscópio óptico, e as célulasdigitalizadas por meio do programa Pixel View. Como critério de seleção, usou-secélulas individualizadas e bem definidas com somente um nucléolo, ou seja,forma mais esférica possível. O programa computacional empregado foi o AdobePhoto Deluxe. Todas as medidas foram convertidas em micrômetros. Em todosos casos foram realizadas medidas dos eixos perpendiculares e transversais. Aanálise do volume nucleolar foi realizada de acordo com Martini & Flavel (1985)em que o volume (V) do nucléolo é calculado pela fórmula [pi*4(D+d)3/3]/64,em que D representa diâmetro maior e d representa diâmetro menor. Osresultados foram analisados estatisticamente usando a ANOVA e as médiasforam comparadas entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.Resultados e discussãoNo presente estudo todas as células, de ambas as cultivares, foramanalisadas em interfase mitótica, o que propiciou a determinação do volumenucleolar, bem como o número de nucléolos por célula. De modo geral, poucasvariações foram encontradas quanto ao número de nucléolos entre as cultivarese entre os tratamentos. O padrão obtido foi de acordo com o esperado, sendoque células contendo até três nucléolos, foram as mais comumente observadas,o que para espécies hexaplóides como o trigo (Triticum aestivum) pode-se ter, nomáximo seis nucléolos.A capacidade de germinação e crescimento das sementes das cultivares BH1146 (tolerante) e Anahuac (sensível) foi avaliada em todos os tratamentos. Osresultados observados mostraram que não houve diferença significativa nacapacidade de germinação das sementes da cultivar BH 1146. No entanto, pôde-seobservar que houve uma diminuição significativa na capacidade de germinação ecrescimento das sementes da cultivar Anahuac, quando as mesmas foram tratadascom soluções de 2 e 4 mg de Al/L, efeito este provavelmente associado àtoxicidade do alumínio presente nas soluções (Figura 1).Além disso, a variação do volume nucleolar também foi nítida entre ostratamentos e entre as cultivares. Comparando-se com o controle, pôde-se notarque a germinação ocorreu sem problema algum, bem como na análise citológica,nenhum resultado foi significativo, ao contrário dos demais tratamentos.Com relação a outros estudos citológicos em genótipos de trigo quandosubmetidos a estresse com alumínio, houve a ocorrência de instabilidade mitóticae meiótica, altos níveis de polimorfismo dos micrósporos, mosaicismocromossômico, distúrbios de pareamento, aderências, cromossomos dicêntricose micronúcleos nas células mitóticas (Santos Guerra & Moraes-Fernandes, 1977;Del Duca, 1980; Bodaneze-Zanettini et al., 1993).Diferenças genotípicas também foram observadas entre cultivaresderivadas da fonte de nanismo Norin 10, as quais apresentaram maior incidênciade instabilidade meiótica, responsável, entre outros fatores, pela ocorrência detipos desviantes do padrão da cultivar e pela desuniformidade varietal. Asprincipais anormalidades citológicas observadas nos micrósporos de trigo,relacionadas com a resposta diferencial dos genótipos em solos com quatroníveis de correção da acidez, foram distúrbios da polaridade e de orientação dofuso, produção de pólen-p menores e com exina fina, produção de micronúcleos,pólens vazios e pólens com dois poros (Zinn et al., 1992).Figura 1. Germinação das sementes da cultivar Anahuac somente em presençade água.Referências bibliográficasABICHEQUER, A. D.; BOHNEN, H.; ANGHINONI, I. Absorção, translocação eutilização de fósforo por variedades de trigo submetidas à toxidez de alumínio.Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 27, n. 2, p. 373-378, 2003.BODANESE-ZANETTINI, M. H.; ZANELLA, C. C.; SILVA ZARY, A. M.; MORAESFERNANDES, M. I. B.; CALLEGARI-JACQUES, S. M. Aneuploidy andchromosome mosaics in hexaploid wheat (Triticum aestivum L. Thell.) cultivars.Cereal Research Communications, Szeged, v. 21, n. 4, p. 269-275, 1993.BOSCARDIN, D. S. Volume nucleolar em genótipos brasileiros de aveia (Avenasativa) e trigo (Triticum aestivum). 2005. 62 f. Dissertação (Mestrado emProdução Vegetal) - Universidade de Passo Fundo, Passo Fundo.CAMARGO, C. E. O. Melhoramento do trigo. VI. Hereditariedade da tolerância atrês concentrações de alumínio em solução nutritiva. Bragantia, Campinas, v. 43,p. 279-291, 1984.CAMARGO, C. E. O.; FERREIRA FILHO, A. W. P; FELICIO, J.C. Herânça datolerância ao alumínio em populações híbridas de trigo. Pesquisa AgropecuáriaBrasileira, Brasília, v. 35, n. 3, p. 517-522, 2000.CAMARGO, C. E. O.; OLIVEIRA, O. F. Tolerância de cultivares de trigo adiferentes níveis de alumínio em solução nutritiva e no solo. Bragantia,Campinas, v. 40, p. 21-31, 1981.CANÇADO, G. M. A.; LOPES, M. A.; PAIVA, E. Genética e bioquímica datolerância  das plantas ao alumínio. In: SIQUEIRA, J. O.; MOREIRA, F. M. S.;LOPES, A. S.; GUILHERME, L. R. G.; FAQUIN, V.; FURTINI NETO, A. E.;CARVALHO, J. G. (Ed.). Inter-relação fertilidade, biologia do solo e nutrição deplantas. Viçosa: SBCS; Lavras: UFLA-DCS, 1999. 819 p.DEL DUCA, L. J. A.; MORAES-FERNANDES, M. I. B. Meiotic instability in someBrazilian common wheat cultivars. Cereal Research Communications, Szeged, v.8, n. 4, p. 619-625, 1980.DELHAIZE, E.; CRAIG, S;. BEATON, C. D; BENNET, R. J.; JAGADISH, V. C.;RANDALL, P. J. Aluminum Tolerance in Wheat (Triticum aestivum L.) Part I.Uptake and Distribution of Aluminum in Root Apices. Plant Physiology, v. 103, p.685-693, 1993.FOY, C. D.; SILVA, A. R. Tolerance of wheat germplasm to acid subsoil. Journalof Plant Nutrition, Oxfordshire, v. 14, p. 1277-1295, 1991.MARTINI, G.; FLAVELL, R. The control of nucleolus volume in wheat, a geneticstudy at three developmental stages. Genetical Society of Great Britain, v. 54, p.11-120, 1985.MORAES-FERNANDES, M. I. B. Citogenética. In: OSÓ RIO, E. A. Trigo no Brasil.Campinas: Fundação Cargill, 1982. p. 620.ROSA, O. S., CAMARGO, C. E. O. Wheat breeding for better efficiency inphosphorus use. In: SAUNDERS, D. A. (Ed.). Wheat for the nontraditional warmareas. Mexico: CIMMYT, 1991. p. 333-351. Proceedings of the InternationalConference, Fóz do Iguaçú, 1990.SANTOS-GUERRA, M.; MORAES-FERNANDES, M. I. B. Somatic instability in theBrazilian semi-dwarf wheat variety IAS 54. Canadian Journal of Genetics andCytology, Ottawa, v. 19, p. 225-230, 1977.SILVA, D. B.; GUERRA, A. F.; REIN, T. A.; ANJOS J. DE R. N. DOS; ALVES, R.T.; RODRIGUES, G. C.; CARDOSO E SILVA, I. A.  Trigo para o abastecimentofamiliar: do plantio à mesa.  Brasília: Embrapa – SPI, 1996.ZINN, D. M.; MORAES-FERNANDES, M. I. B.; SIQUEIRA, O. J. F. Polimorfismodos grãos de pólen das cultivares de trigo (Triticum aestivum L. Thell), CNT 10 ePAT 7392 em resposta a aplicação de calcário x fósforo ao solo ácido "PassoFundo". In: REUNIÃO ANUAL DA SBPC, 44., 1992, São Paulo. 500 anos:memória e diversidade: anais. p.791.CircularTécnica Online, 19Expediente Comitê de PublicaçõesPresidente: Silvio Tulio SperaBeatriz Marti Emygdio, Gilberto Omar Tomm, JoséMaurício Cunha Fernandes, Luiz Eichelberger, MariaImaculada P. Lima, Martha Zavaris de Miranda, SandraPatussi BrammerMinistério da Agricultura, Pecuária e AbastecimentoEmbrapa TrigoCaixa Postal, 451, CEP 99001-970Passo Fundo, RSFone: (54) 311 3444Fax: (54) 311 3617E-mail: sac@cnpt.embrapa.brReferências bibliográficas: Maria Regina MartinsEditoração eletrônica: Márcia Barrocas Moreira PimentelBRAMMER, S. P.; SCAGLIUSI, S. M. M.; NASCIMENTO JÚ NIOR, A. do;BONATO, A. L. V.; CAVERZAN, A.; ZANOTTO, M. Análise citológica decultivares tolerantes e sensíveis de trigo (Triticum aestivum L. em Thell) emresposta à presença de alumínio em solução. Passo Fundo: Embrapa Trigo,2005. 8 p. html. (Embrapa Trigo. Circular Técnica Online, 19). Disponível:http://www.cnpt.embrapa.br/biblio/ci/p_ci19.htm

Análise citológica de cultivares tolerantes e sensíveis de trigo (Triticum aestivum L. em Thell) em resposta à presença de alumínio em solução.

http://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/infoteca/bitstream/doc/852169/1/pci19.pdf

Análise citológica de cultivares tolerantes e sensíveis de trigo (Triticum aestivum L. em Thell) em resposta à presença de alumínio em solução.

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Infoteca-e