Preservação de germoplasma vegetal, com ênfase na conservação in vitro de variedades de mandioca.

O melhoramento genético de plantas tem contribuído sobremaneira para o aumento da produção em diversas espécies de grande importância econômica e/ou social, beneficiando bilhões de pessoas, especialmente de menor poder aquisitivo, que vivem em países em desenvolvimento distribuídos por todo o mundo. Esses aumentos na produção resultam da obtenção de novos genótipos, que apresentam rendimentos mais elevados, adaptados a diversas condições ecológicas, muitas das vezes adversas, e resistentes a pragas e doenças. No entanto, para a geração desses materiais melhorados, torna-se necessário que características de interesse sejam incorporadas às novas cultivares, dentro de programas de melhoramento genético bem definidos, de forma que possam ser, ao final de todo o processo, exploradas comercialmente.

Estudios termodinámicos de los procesos de vitrificación en la crioconservación de germoplasma vegetal=Thermodynamic studies of vitrification processes in plant germplasm cryopreservation

En la actualidad, las técnicas de crioconservación poseen una importancia creciente para el almacenamiento a largo plazo de germoplasma vegetal. En las dos últimas décadas, estos métodos experimentaron un gran desarrollo y se han elaborado protocolos adecuados a diferentes sistemas vegetales, utilizando diversas estrategias como la vitrificación, la encapsulación-desecación con cuentas de alginato y el método de “droplet”-vitrificación. La presente tesis doctoral tiene como objetivo aumentar el conocimiento sobre los procesos implicados en los distintos pasos de un protocolo de crioconservación, en relación con el estado del agua presente en los tejidos y sus cambios, abordado mediante diversas técnicas biofísicas, principalmente calorimetría diferencial de barrido (DSC) y microscopía electrónica de barrido a baja temperatura (crio-SEM). En un primer estudio sobre estos métodos de crioconservación, se describen las fases de enfriamiento hasta la temperatura del nitrógeno líquido y de calentamiento hasta temperatura ambiente, al final del periodo de almacenamiento, que son críticas para la supervivencia del material crioconservado. Tanto enfriamiento como calentamiento deben ser realizados lo más rápidamente posible pues, aunque los bajos contenidos en agua logrados en etapas previas de los protocolos reducen significativamente las probabilidades de formación de hielo, éstas no son del todo nulas. En ese contexto, se analiza también la influencia de las velocidades de enfriamiento y calentamiento de las soluciones de crioconservación de plantas en sus parámetros termofísicos referente a la vitrificación, en relación su composición y concentración de compuestos. Estas soluciones son empleadas en la mayor parte de los protocolos actualmente utilizados para la crioconservación de material vegetal. Además, se estudia la influencia de otros factores que pueden determinar la estabilidad del material vitrificado, tales como en envejecimiento del vidrio. Se ha llevado a cabo una investigación experimental en el empleo del crio-SEM como una herramienta para visualizar el estado vítreo de las células y tejidos sometidos a los procesos de crioconservación. Se ha comparado con la más conocida técnica de calorimetría diferencial de barrido, obteniéndose resultados muy concordantes y complementarios. Se exploró también por estas técnicas el efecto sobre tejidos vegetales de la adaptación a bajas temperaturas y de la deshidratación inducida por los diferentes tratamientos utilizados en los protocolos. Este estudio permite observar la evolución biofísica de los sistemas en el proceso de crioconservación. Por último, se estudió la aplicación de películas de quitosano en las cuentas de alginato utilizadas en el protocolo de encapsulación. No se observaron cambios significativos en su comportamiento frente a la deshidratación, en sus parámetros calorimétricos y en la superficie de las cuentas. Su aplicación puede conferir propiedades adicionales prometedoras. ABSTRACT Currently, cryopreservation techniques have a growing importance for long term plant germplasm storage. These methods have undergone great progress during the last two decades, and adequate protocols for different plant systems have been developed, making use of diverse strategies, such as vitrification, encapsulation-dehydration with alginate beads and the dropletvitrification method. This PhD thesis has the goal of increasing the knowledge on the processes underlying the different steps of cryopreservation protocols, in relation with the state of water on tissues and its changes, approached through diverse biophysical techniques, especially differential scanning calorimetry (DSC) and low-temperature scanning electron microscopy (cryo-SEM). The processes of cooling to liquid nitrogen temperature and warming to room temperature, at the end of the storage period, critical for the survival of the cryopreserved material, are described in a first study on these cryopreservation methods. Both cooling and warming must be carried out as quickly as possible because, although the low water content achieved during previous protocol steps significantly reduces ice formation probability, it does not completely disappear. Within this context, the influence of plant vitrification solutions cooling and warming rate on their vitrification related thermophysical parameters is also analyzed, in relation to its composition and component concentration. These solutions are used in most of the currently employed plant material cryopreservation protocols. Additionally, the influence of other factors determining the stability of vitrified material is studied, such as glass aging. An experimental research work has been carried out on the use of cryo-SEM as a tool for visualizing the glassy state in cells and tissues, submitted to cryopreservation processes. It has been compared with the better known differential scanning calorimetry technique, and results in good agreement and complementary have been obtained. The effect on plant tissues of adaptation to low temperature and of the dehydration induced by the different treatments used in the protocols was explored also by these techniques. This study allows observation of the system biophysical evolution in the cryopreservation process. Lastly, the potential use of an additional chitosan film over the alginate beads used in encapsulation protocols was examined. No significant changes could be observed in its dehydration and calorimetric behavior, as well as in its surface aspect; its application for conferring additional properties to gel beads is promising.

Caracterização de germoplasma de pupunha (Bactris gasipaes Kunth) por descritores morfológicos

Pós-graduação em Agronomia (Genética e Melhoramento de Plantas) - FCAV

Avaliação de germoplasma de quiabeiro (Abelmoschus esculentus) quanto à resistência ao oídio (Erysiphe cichoracearum)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Herbários podem atuar como banco de germoplasma para o cerrado paulista?

Diante do fato da existência de inúmeros diásporos preservados em exsicatas nos herbários e da necessidade de se desenvolverem novas práticas conservacionistas esta pesquisa buscou avaliar a capacidade de um herbário de atuar como banco de germoplasma complemetar através da propagação de espécies vegetais pela germinação sementes retiradas de exsicatas. O estudo teve como foco espécies típicas do cerrado lato sensu, pois estas tiveram uma trajetória evolutiva com pressões de queimadas naturais, o que provavelmente proporciona às sementes destas espécies maior resistência à dessecassão provocada pelo processo de herborização. Foram utilizados apenas propágulos que apresentavam maturação completa no momento de coleta. Estes provieram de duplicatas do herbário ESA (sediado na ESALQ - USP – Piracicaba). Os testes de germinação foram realizados em substrato de vermiculita fina peneirada, previamente esterelizada, e conduzidos em câmaras de germinação tipo B.O.D. (Biochemical Oxygen Demand) sob fotoperíodo por 24 horas e temperatura constante de 25°C. Estes foram mantido e avaliados 3 vezes por semana durante 60 dias. A pesquisa abrangeu 80 espécies, 25 famílias e um total de 1346 sementes. O N amostral de cada espécie variou de 1 a 30, dependendo da disponibilidade do material. Não foram realizados métodos de quebra de dormência, mas mesmo assim praticamente todas as sementes apresentaram embebissão, com excessão de 8 sementes de Stryphnodendron adstringens. Sementes de cinco espécies germinaram, o que representa que representam 6,25% (N=80) do total de espécies. Elas petencem à duas famílias: Cochlospermum regium e Cochlospermum vitifolium da família Bixaceae e Bowdichia virgiloides, Hymenaea stigonocarpa e Stryphnodendron adstringens da família Fabaceae. A germinação ocorreu entre 10 e 30 dias após a montagem dos testes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)

Coleção de DNA vegetal da Embrapa Amazônia Oriental: inventário atual.

Várias estratégias de conservação de germoplasma estão disponíveis e devem ser conduzidas em conjunto para serem mais representativas e eficientes. Dentre elas tem-se a conservação de DNA, valiosa fonte de informações para subsidiar o manejo de Bancos Ativos de Germoplasma. Mas, para cumprir esse papel necessita ser inventariada e organizada. Assim, realizou-se o inventário das amostras de DNA vegetal conservadas na coleção da Embrapa Amazônia Oriental. No período de maio a julho/2016 foi realizado inventário com 100% de cobertura das amostras de DNA vegetal que compõem a coleção de DNA da Embrapa Amazônia Oriental para serem organizadas por família, espécie e documentadas para viabilizar seu manejo. A coleção apresentou 9.574 amostras de DNA, sendo grande parte deles representantes de acessos dos BAG?s conservados em nível de campo. As amostras agregaram 8 famílias, 12 gêneros e 21 espécies, com a família Arecaceae sendo a melhor representada seguida da Euphorbiaceae. Portanto, essa coleção apresenta possibilidade de fornecer subsídios para o manejo dos BAG?s bem representados, além de fornecer políticas relacionadas à sua coleta, conservação, documentação e melhoramento genéticos das espécies.

Estandarización de un bioensayo con Cucumis sativus para la determinación de la fitotoxicidad de metales en suelos y aguas

Los bioensayos con plantas son una herramienta indispensable para la evaluación de la toxicidad de los suelos. Gran parte de la variabilidad que dificulta su generalización y la interpretación de resultados radica en la falta de un protocolo estandarizado y común que elimine las variables asociadas a las condiciones experimentales, al germoplasma vegetal y a los bioindicadores relevantes de toxicidad que existen entre los bioensayos tradicionales con plantas. En nuestro estudio proponemos un bioensayo que permite de una forma sencilla, barata y efectiva cuantificar el efecto fitotóxico de los contaminantes en suelo y agua. La estandarización del material vegetal, las condiciones del ensayo y el análisis de imagen permiten mayor fiabilidad y una economía de tiempo y esfuerzo en estos bioensayos. En este estudio se presentan los resultados de toxicidad de Zn, Cd y Pb en disolución y suelos mineros mediante marcadores de biométricos, fisiológicos y génicos de Cucumis sativus.

Germinação e efeito de doses de fósforo no crescimento inicial e atividade in vivo da fosfatase ácida em Lychnophora ericoides MART

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Anatomia foliar e influência da sazonalidade no óleo essencial de populações de Lychnophora pinaster Mart

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

Diversidade morfológica, genética e química de populações naturais de Anemopaegma arvense (Vell.) Stellf

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Caracterização morfológica, química e conservação in vitro de Pfaffia glomerata(Sprengel)Pedersen

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Caracterização da variabilidade morfoagronômica de maracujazeiro (Passiflora cincinnata Mast.) no semi-árido brasileiro

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Correction of the misclassification of species in the Portuguese collection of Cucurbita pepo L. using DNA markers

In this study, the genetic variability among 130 accessions of the Portuguese germplasm collection of Cucurbita pepo L. maintained at the Banco Portugues de Germoplasma Vegetal was assessed using AFLP (amplified fragment length polymorphism) and RAPD (random amplified polymorphic DNA) techniques for the identification of a genetically diverse core group of accessions for field phenotypic analysis. The surprisingly completely different molecular patterns exhibited by multiple accessions was later confirmed in the distribution of the putative C. pepo plants into two clusters drastically separated at a very low level of genetic similarity (DICE coefficient = 0.37). Additional analyses with RAPD and ISSR (inter single sequence repeat) markers and the introduction of standard genotypes of C. maxima L. and C. moschata L. into the analyses allowed the identification of multiple accessions of the last species wrongly included in the C. pepo collection. This study is a good example of the usefulness of DNA markers in the establishment and management of plant germplasm collections.

Correction of the misclassification of species in the Portuguese collection of Cucurbita pepo L. using DNA markers

In this study, the genetic variability among 130 accessions of the Portuguese germplasm collection of Cucurbita pepo L. maintained at the Banco Portugues de Germoplasma Vegetal was assessed using AFLP (amplified fragment length polymorphism) and RAPD (random amplified polymorphic DNA) techniques for the identification of a genetically diverse core group of accessions for field phenotypic analysis. The surprisingly completely different molecular patterns exhibited by multiple accessions was later confirmed in the distribution of the putative C. pepo plants into two clusters drastically separated at a very low level of genetic similarity (DICE coefficient = 0.37). Additional analyses with RAPD and ISSR (inter single sequence repeat) markers and the introduction of standard genotypes of C. maxima L. and C. moschata L. into the analyses allowed the identification of multiple accessions of the last species wrongly included in the C. pepo collection. This study is a good example of the usefulness of DNA markers in the establishment and management of plant germplasm collections.