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https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35518
Tipo: | Tese |
Título: | Fenotipagem de alta performance, indução de haploides, germinação in vitro e microenxertia em Opuntia spp. |
Autor(es): | Araújo, Jayane Karine Pereira de |
Primeiro Orientador: | Rêgo, Mailson Monteiro do |
Primeiro Coorientador: | Rêgo, Elizanilda Ramalho do |
Resumo: | Opuntia 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. |
Abstract: | 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. |
Palavras-chave: | palma forrageira cultura de tecidos vegetais diversidade genética micropropagação haploides enxertia |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal da Paraíba |
Sigla da Instituição: | UFPB |
Departamento: | Ciências Biológicas |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Agronomia |
Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
URI: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/35518 |
Data do documento: | 21-Fev-2025 |
Aparece nas coleções: | Centro de Ciências Agrárias (CCA) - Programa de Pós-Graduação em Agronomia |
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