Effect of growth regulators on somatic embryogenesis of sugarcane

A embriogênese somática é o processo de desenvolvimento de embriões a partir de células somáticas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de reguladores de crescimento nas diferentes fases da embriogênese somática de três cultivares de cana-de- açúcar, RB 867515, RB928064 e RB925345, e caracterizar os efeitos dos tratamentos in vitro no desenvolvimento anatômico dos embriões somáticos. Foram obtidos calos embriogênicos após inoculação de folhas imaturas advindas de gemas laterais em meio MS acrescido de 30g.L de sacarose, 2,5g.L de ágar e diferentes concentrações de 2,4-D, Dicamba e CPA (5,10,15 e 20 μM). Aos 30 dias após indução verificou-se que a dose de 20μM de 2,4-D foi a dose que induziu maior porcentagem de calos embriogênicos, 36,95%, sendo que estes calos tinham aspecto compacto e eram de coloração esbranquiçada. Os calos foram subcultivados no mesmo meio por mais 30 dias e após esse período, os calos embriogênicos obtidos foram transferidos para meio com baixa concentração de 2,4-D (2,26μM) para obtenção de embriões globulares. Os embriões globulares foram transferidos para meio de multiplicação composto do memso meio de indução, acrescido de três diferentes doses de AIA (6, 12 e 24 μL/placa) e foi observada diferença significativa entre as variedades testadas, sendo que na maior dose ocorreu maior multiplicação de calos embriogênicos. Após 30 dias foram transferidos para meio de maturação, onde foram testados os reguladores osmóticos, manitol e sacarose (30, 60 e 90 g.L) e o ABA (0 e 5 μM). Os embriões viáveis foram transferidos para meio de regeneração, contendo 1mg. L-1 de BAP e GA3. Os embriões somáticos que estavam em meio com 30g. L-1, com ABA quando transferidos para meio de regeneração formaram plântulas sadias e vigorosas. O teste histoquímico azul de Evans e carmim acético confirmaram a natureza embriogênica do material. O estudo anatômico do processo de embriogênese somática em explantes foliares de cana-de-açúcar evidenciou o surgimento de calos embriogênicos a partir da epiderme, que em estágios mais avançados (embriões globulares) se desprendiam facilmente do explante. Era evidente a presença de uma protoderme bem definida, células isodiamétricas, com núcleo e nucléolo proeminentes e alta relação núcleo/citoplasma. Nos estágios posteriores foi possível observar uma estrutura apresentando meristema apical e basal bem definido, delimitada por uma protoderme e imersa em uma massa de células vacuolizadas, supondo ser um embrião somático em processo de formação. Ao final dos 30 dias em meio de maturação foi observada uma estrutura bipolar, constituída de ápices caulinar e radicular, que apresentava um sistema vascular fechado, sem conexão com os tecidos adjacentes, confirmando ser um embrião somático.Somatic embryogenesis is the process of development of embryos from somatic cells. The aim of this study was to evaluate the efficiency of growth regulators at different stages of somatic embryogenesis of three cultivars of sugarcane, RB 867515, RB928064 e RB925345, and characterize the effects of in vitro treatments of the anatomical development of somatic embryos. Embryogenic calluses were obtained after inoculation of immature leaves arising from lateral buds on MS medium plus 30g.L sucrose, 2.5 g.L agar and different concentrations of 2,4-D, Dicamba and CPA (5,10,15 and 20 mM). After 30 days of induction it showed that the dose of 20μM 2, 4-D was the concentration that induced the highest percentage of callus, 36.95%, and callus were compact and whitish. The calluses were subcultured in the same medium for 30 days and after this period, the callus were transferred to medium with low concentration of 2,4-D (0.5 mg.L-1) to obtain globular pro-embryos. The globular pro-embryos were transferred to multiplication medium and after 30 days were transferred to maturation medium. osmotic regulators were tested, mannitol and sucrose (30, 60 and 90 gL) and ABA (0 and 5 mM). The embryos were transferred to regeneration medium containing 1 mg. L-1 BAP and GA3. The embryos that were in the medium with 30g. L-1, with ABA when transferred to regeneration medium formed healthy and vigorous plants. The histochemical Blue Evans test and Carmine Acetic confirmed the embryogenic of the material. The anatomical study of the process of somatic embryogenesis in leaf explants of sugar cane showed the emergence of callus from the epidermis, which in more advanced stages (globular embryos) easily detached from the explant. It was evident the presence of a well-defined protoderms, isodiametric cells with prominent nuclei and nucleoli and high nucleus / cytoplasm ratio. In the later stages were observed the basal and apical meristem well defined, bounded by a protoderm and immersed in a mass of vacuolated cells, assuming one is in the process of somatic embryo formation. At the end of 30 days in maturation, it was observed a bipolar structure, consisting of stem and root apices, which had a closed vascular system, without connection to the adjacent tissue, confirming the presence of the somatic embryo.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic