Isolation, protoplast culture and regeneration of sweet orange (Citrus sinensis L. Osbeck)

A regeneração de plantas, por organogênese ou embriogênese somática, a partir do cultivo de células e tecidos vegetais in vitro é a base para a utilização da biotecnologia no melhoramento. Realizaram-se estudos com cinco cultivares de laranja doce (Citrus sinensis L. Osbeck), Pêra, Natal, Lima Verde, Hamlin e Westin. Este trabalho objetivou a avaliação da eficiência de isolamento de protoplastos das cultivares de laranja doce; o estudo da eficiência de plaqueamento em função de cinco densidades de protoplastos e diferentes meios de cultura e avaliação da embriogênese somática em função da composição dos meios de cultura e concentração da fonte de carboidrato. As soluções enzimáticas testadas para o isolamento de protoplastos foram: 1. Grosser e Chandler (1987), composta de 1% de celulase Onozuka RS (Yakult), 1% macerase R- 10 (Yakult Honsha) e 0,2% de pectoliase Y-23 (Seishin); 2. Grosser e Chandler (1987) modificado, composta de 1% de celulase Onozuka RS (Yakult), 1% macerase R-10 (Yakult Honsha); 3. Solução enzimática composta de 4% de celulase Onozuka R-10 (Yakult), 1% macerase R-10. O plaqueamento dos protoplastos foi realizado em cinco densidades, 2 x 104, 5 x 104; 105; 2x 105 e 3 x 105 protoplastos . mL-1,nos meios de cultura EME 0,7M, BH3 0,7M e BH3 + EME 0,7M em ausência de luz, a 25 ± 1 ºC. A solução enzimática 2 proporcionou um maior rendimento no isolamento de protoplastos das cultivares Hamlin, Natal e Pera e solução enzimática 1 foi melhor para a cultivar Westin. A eficiência final de plaqueamento avaliada aos 90 dias foi superior nas densidades de de 3 x 105 e 2 x 105 protoplastos. mL-1 para as cultivares Hamlin, Natal e Lima Verde, e na densidade de 2 x 105 e 105 protoplastos. mL-1 para a cultivar Westin. A indução da embriogênese somática ocorreu em meio de cultura MT modificado com 500 mg.L-1 de extrato de malte, acrescido de sacarose, galactose, glicose, sorbitol, lactose e maltose, nas concentrações de 18, 37, 75, 110 e 150 mM à temperatura de 27 °C. A formação de embriões somáticos variou com o genótipo, sendo a cultivar Lima Verde e Westin apresentaram menor número de embriões somáticos. As melhores fontes de carboidratos foram a maltose, seguida pela lactose nas concentrações de 37 e 75 mM para a cultivar Pêra, 37 mM para a cultivar Natal e 37, 75 e 110 mM para a cultivar Hamlin.Plant regeneration, by organogenesis or somatic embryogenesis from cell cultures and in vitro plant tissue culture is the basis for the use of biotechnology in plant breeding. Studies were conducted with five cultivars of sweet orange (Citrus sinensis L. Osbeck), Pêra, Natal, Lima Verde, Hamlin and Westin. This work aimed to evaluate the isolation efficiency of protoplasts, to evaluate platting efficiency of protoplasts based on five densities of cells and different culture media and to evaluate somatic embryogenesis based on culture medium composition and concentration. The enzymatic solutions tested were: 1. Grosser and Chandler (1987): 1% de cellulase Onozuka RS (Yakult), 1% macerase R-10 (Yakult Honsha) and 0,2% de pectoliase Y-23 (Seishin); 2. Grosser and Chandler (1987) modified: 1% de cellulase Onozuka RS (Yakult) and 1% macerase R-10 (Yakult Honsha); 3. Enzimatic solution containing 4% cellulase Onozuka R-10 (Yakult) and 1% macerase R-10. Protoplasts were cultured at densities of 2 x 104; 5 x 104; 105; 2 x 105 e 3 x 105 protoplasts.mL-1 in EME 0,7M, BH3 0,7M and BH3 + EME 0,7M, in the dark, at 25 ± 1 ºC. The enzymatic solution 2 provided higher yield for the cultivars Hamlin, Natal and Pêra, and enzymatic solution 1 resulted in better protoplast isolation for cultivar Westin. Final platting efficiency, evaluated 90 days after culture, was higher at the densities of 3 x 105 e 2 x 105 protoplasts.mL-1 for Hamlin, Natal and Lima Verde, and at the density of 2 x 105 e 105 protoplasts.mL-1 for Westin. Somatic embryogenesis stimulation occurred in cultured medium MT (MURASHIGE AND TUCKER, 1969) modified with 500 mg. L-1 of malt extract, supplemented with sucrose, galactose, glucose, maltose, lactose and sorbitol at concentrations of 18, 37, 75, 110 and 150 mM, at 27 ± 1 ºC. Somatic embryos produced varied with the genotype, the smaller number of somatic embryos was observed in cultivars Lima Verde and Westin. The best source of carbohydrate were maltose, followed by lactose at concentrations of 37 and 75 mM for cultivar Pêra, 37 mM for cultivar Natal, and 37, 75 and 110 mM for cultivar Hamlin