Anatomy and structural studies of in vitro organogenesis of Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg

Orientador: Beatriz Appezzato-da-GloriaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: As células dos meristemóides são responsáveis pela expressão da via organogênica in vitro. Esses meristemóides podem ser formados no explante ou no calo originado do explante, caracterizando a organogênese direta e indireta, respectivamente. Tendo em vista que a organogênese in vitro é um pré-requisito ao desenvolvimento de estratégias de micropropagação e à transformação genética de plantas, o monitoramento histológico e ultra-estrutural das células envolvidas nesse processo de regeneração fornece subsídios para a otimização desses protocolos. Nesse contexto, a população FB ¿ 100 de Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg. foi avaliada quanto ao processo de diferenciação dos meristemóides, à fonte de explante e à adição de água de coco ao meio de cultura. Para análises dos meristemóides, explantes foliares e hipocotiledonares foram inoculados em meio de cultura MS contendo 1,0 mg L-1 de BA e 5% de água de coco. Os estudos anatômicos dos explantes hipocotiledonares mostraram que os meristemóides eram formados a partir da camada epidérmica e das subepidérmicas. Os meristemóides originaram primórdios foliares e, esporadicamente, gemas. Em geral, os meristemóides continuavam o processo de divisão originando protuberâncias. Essas protuberâncias eram constituídas pela camada epidérmica e pelas subepidérmicas meristemáticas e células centrais parenquimáticas, sendo que somente as células periféricas eram capazes de originar gemas. Nos explantes foliares, o processo era similar ao descrito para os explantes hipocotiledonares. Porém, a camada epidérmica e as subepidérmicas das protuberâncias não eram definidas e o número de gemas formadas foi significativamente inferior ao obtido utilizando-se os explantes hipocotiledonares. Portanto, as análises estruturais e as análises estatísticas confirmaram a superioridade do explante hipocotiledonar em relação ao foliar. Os explantes hipocotiledonares desenvolveram um pequeno calo na superfície seccionada do explante. As camadas periféricas desse calo formaram meristemóides que originaram primórdios foliares, gemas esporádicas ou continuaram a se dividir formando protuberâncias. No presente trabalho foi caracterizada a ultra-estrutura das células das protuberâncias formadas diretamente nos explantes hipocotiledonares e aquelas originadas no calo. Os estudos mostraram que nas células meristemáticas das protuberâncias diretas o núcleo apresentou formato circular. Por sua vez, nas protuberâncias formadas no calo, o envoltório nuclear exibia grande quantidade de poros, profundas invaginações e fragmentação nuclear, caracterizando o processo amitótico. As análises ao microscópio eletrônico de varredura dos explantes hipocotiledonares inoculados em meio MS contendo 1,0 mg L-1 de BA suplementado ou não com 5% de água de coco mostraram que as gemas e as protuberâncias obtidas em ambas condições de cultivo apresentaram as mesmas características estruturaisAbstract: Meristemoids are responsible for the in vitro organogenesis expression. They may be formed from the explant (direct organogenesis) or from callus (indirect organogenesis). Once in vitro organogenesis is a prerequisite for developing micropropagation strategies and genetic transformation in plants, the ultrastructural analysis of the cells involved in such regeneration provides basic information that optimize protocols. In this context, FB - 100 population of Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg. was evaluated as to the meristemoids differentiation, the source of explant and the coconut water supply to the culture medium. Meristemoids were analysed from leaf and hypocotyledonar explants cultured in MS medium supplemented with 1.0 mg L-1 BA and 5% coconut water. The histological analyses of the hypocotyledonar explants showed that meristemoids arose from epidermal and subepidermal layers. Meristemoids originated leaf primordia and, sometimes, buds. In general, meristemoids continued dividing, forming protuberances. Such protuberances consisted of meristematic epidermal and subepidermal cells, as well as central parenchymatic cells, although only peripheral layers of the protuberances originated buds. In leaf explants, this process was similar to the processes described for hypocotyledonar explants. However, epidermal and subepidermal layers of protuberances on leaf explants were not well-defined and the number of buds originated from leaf explants was significantly smaller than the number of buds from hypocotyledonar explants. Structural and statistical evaluations confirmed that the hypocotyledonar explants were better than leaf explants. Hypocotyledonar explants developed a callus in the cut region surface. Peripheral layers of the callus formed meristemoids that gave rise to leaf primordial and buds, or continued dividing to form protuberances. This work characterized the ultrastructure of protuberance cells originated directly on the hypocotyledonar explants, as well as those originated on callus. Meristematic cells of direct protuberances showed spherical nucleus. On the other hand, in indirectly-formed protuberances the nuclear envelope showed a large number of nuclear pore complexes, deep invaginations and nuclear fragmentation characterizing the amitotic process. Analyses under scanning electron microscope of the hypocotyledonar explants cultured on MS medium supplemented with 1.0 mg L-1 BA and either with or without 5% coconut water did not evidence structural differences between buds and protuberances. The quantitative evaluation demonstrated that coconut water was efficient to increase the number of budsDoutoradoBiologia VegetalDoutor em Biologia Vegeta