Análise do potencial de micropropagação de Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta, Gigartinales) utilizando fitorreguladores e substâncias bloqueadores das fibras do fuso

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal, Florianópolis, 2013Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty ex P. C. Silva é uma alga vermelha de grande importância comercial por ser a principal fonte de carragenana, um ficocolóide amplamente utilizado nas indústrias alimentícia, têxtil e farmacêutica. A espécie é originária das Filipinas e da Indonésia onde é cultivada desde meados da década de 1970, sendo que sua principal forma de propagação é vegetativa, por meio da simples fragmentação do talo, fato este que pode ocasionar em perda da variabilidade genética e consequente redução na taxa de crescimento e aumento na susceptibilidade a pragas e doenças, resultando em perda da produtividade. Para contornar o problema, diversos estudos envolvendo técnicas de micropropagação vem sendo realizados para a espécie. Os objetivos deste trabalho foram: 1. caracterizar os níveis de ploidia de núcleos de células do calo; 2. analisar os efeitos de bloqueadores das fibras do fuso e de fitorreguladores no processo de regeneração indireta; 3. analisar os efeitos de bloqueadores das fibras do fuso e de fitorreguladores no processo de regeneração direta. Para o primeiro objetivo, núcleos de calos do tetrasporófito marrom com 30 e 60 dias de cultura foram marcados com DAPI e sua fluorescência foi captada em Microscópio Confocal de Fluorescência e quantificada por meio do software Image J. Os núcleos apresentaram variações na intensidade de fluorescência de 11.972 a 100.386 pixels µm-2 e 20.000 a 80.975 para calos de 30 e 60 dias respectivamente. Este padrão de variação pode sugerir a ocorrência de núcleos com diversos níveis de ploidia e tendência a redução nesta variação decorrente da reorganização celular como consequência do processo de diferenciação. Para o segundo objetivo, calos com 60 dias do tetrasporófito marrom foram transferidos para meios de cultura líquidos e submetidos a 14 tratamentos com diferentes combinações e concentrações de bloqueadores de fibras do fuso e de fitorreguladores por 30 dias. Os tratamentos não interferiram na viabilidade dos calos, entretanto não foram observadas regenerações indiretas. Para o terceiro objetivo, explantes do tetrasporófito marrom foram submetidos a 7 tratamentos com diferentes concentrações de bloqueadores de fibras do fuso e 12 tratamentos com diferentes combinações e concentrações de fitorreguladores combinados com orizalina a 1,0 mg L-1, adicionados ao meio de cultura líquido durante 2 semanas. Os tratamentos não influenciaram na taxa de sobrevivência. A orizalina sozinha ou combinada com fitorreguladores IAA ou K estimulou a maior produção de eixos eretos por explante. A taxa de crescimento foi estimulada pela orizalina em combinação com a espermina ou com outros fitorreguladores (IAA e K; IAA e S; K e S; IAA, K e S). O presente trabalho demonstrou que a regeneração indireta é de difícil obtenção, por outro lado a regeneração direta é observada com freqüência, sendo recomendada para a propagação da espécie, sendo que com a utilização de orizalina e com fitorreguladores há um aumento na formação de micropropágulos e da biomassa, sem afetar a taxa de sobrevivência dos explantes. Ambos os casos são importantes alternativas para aumentar a produtividade da macroalga Kappaphycus alvarezii. Abstract: Kappapphycus alvarezii (Dotty) Doty ex P. C. Silva is a red algae with great commercial importance because it is the main source of carrageenan, a phycocoloid largely used in food, textile andpharmaceutical industries. This species is original from the Phillipines and Indonesia, where is cultivated since early 1970's, and the main form of cultivation is through vegetatively propagation, by simple thallus fragmentation. This fact can be causing reduction in growth rates and a possible increase in the susceptibility to pests and diseases, resulting in productivity loss. To solve this problem, several studies evolving micropropagation techniques have been done for this species. The objectives of this study were: 1. Characterize the levels of ploidy in calli cells nuclei; 2. Analyze the effects of spindle inhibitors and plant growth regulators on the indirect regeneration process; 3. Analyse the effects of spindle inhibitors and phytorregulators on direct regeneraticon process. For the first objective, brown tetrasporophyte calli nuclei with 30 and 60 days were marked with DAPI and its fluorescence was captured in Confocal Microscopy of Fluorescence and measured with Image J software. The nuclei presented fluorescence intensity variation of 11.972 to 100.386 pixels µm-2 and 20.000 to 80.975 to 30 and 60 days old calli, respectivelly. This pattern of variation can suggest the occurrence of nuclei in several degrees of ploidy and a trend to reduction in this variation due to a cellular reorganization as consequence of differentiation process. For the second objective, 60 days old brown tetrasporophyte calli were transferred to liquid medium and submitted to 14 treatments with different combinations and concentrations of spindle inhibitors and phytoregulators for 30 days. Treatments had no influence in survival rates of the explants, although no indirect regeneration were observed. For the third objective, brown tetrasporophyte thalli were submitted to 7 treatments with different spindle inhibitors concentrations, and 12 different concentrations and combinations of phytoregulators combined with 1,0 mg L-1 oryzalin added to liquid culture media for 2 weeks. The treatments did not influenced on survival rates. The oryzalin alone or in combination with IAA or K phytorregulators further stimulated the upright axes production per explant. The growth rates were stimulated by oryzalin in combination with spermine or the others phytorregulators (IAA and K; IAA and S; K and S; IAA, K and S). This study demonstrated that indirect egeneration is hard to obtain, but direct regeneration is frequently observed and recommended for propagation of this species. Also, with utilization of oryzalin and phytorregulators, there is an increase on micropropagule formation and biomass without any effect on explant survival. Both cases are important alternatives to improve the production of the seaweed Kappaphycus alvarezii