Study of factors that influence the citrus genetic transformation process via Agrobacterium tumefaciens.

A transformação genética está se tornando uma importante ferramenta, dentro dos programas de melhoramento genético de citros, e uma alternativa para contornar barreiras naturais da espécie, que dificultam o desenvolvimento de novas variedades pelo melhoramento convencional. Entretanto, os protocolos utilizados para transformação genética de citros têm resultado num baixo número de plantas transgênicas. Com o objetivo de estudar fatores que possam influenciar o processo de transformação genética de citros via Agrobacterium tumefaciens analisou-se o efeito do uso de acetoseringona em diferentes etapas do processo, as condições de incubação dos explantes durante e após o período de co-cultivo e o tipo de corte do explante. Foram utilizados segmentos de epicótilo de plântulas germinadas in vitro da variedade de laranja doce ‘Hamlin’ (Citrus sinensis L. Osbeck.) e da variedade citrange ‘Carrizo’ (C. sinensis x Poncirus trifoliata Raf.), inoculados com a estirpe EHA 105 de A. tumefaciens, contendo o plasmídeo p35SGUSINT, com o gene de seleção que codifica a enzima neomicina fosfotransferase II (nptII) e o gene repórter uidA que codifica a enzima b-glucuronidase (gus). O protocolo básico para transformação genética foi com a inoculação dos explantes por 20 minutos, com o período de co-cultivo de 3 dias em me io de cultura suplementado com acetoseringona (100 mM) e transferidos para meio de cultura de seleção, constituído de meio de cultura EME, suplementado com BAP (1mg L -1 ), canamicina (100 mg L -1 ) e cefotaxime (500 mg L -1 ). As avaliações foram realizadas após 5-6 semanas de incubação, determinando-se o número de explantes com gemas adventícias, o número de gemas adventícias gus + e calculando-se a eficiência de transformação genética, definida pela relação entre o número de gemas gus + regeneradas e o número de explantes inoculados. Pelos resultados obtidos pôde-se observar uma maior eficiência de transformação genética para a variedade citrange ‘Carrizo’; e que a eficiência da transformação genética aumentou, principalmente para a variedade de laranja doce 'Hamlin', quando a incubação do material durante o período de co-cultivo foi feita sob temperaturas inferiores a 27 °C. A suplementação do meio de cultura de co-cultivo com acetoseringona depende do pH deste meio de cultura. A utilização de explantes seccionados longitudinalmente não se mostrou favorável devido ao crescimento excessivo da bactéria na superfície do explante.Genetic transformation is an important biotechnological tool in citrus genetic breeding programs, and an alternative to overcome natural barriers to the development of new varieties, by conventional breeding. However, the protocols used for citrus genetic transformation have resulted in a low number of transgenic plants. Therefore, this research evaluated some factors that might influence citrus genetic transformation process via Agrobacterium tumefaciens, such as: the addition of acetosyringone in different steps of the process, the explant incubation conditions during and after the period of co-cultivation, and the explant type cut. Epicotyl segments from seedlings of 'Hamlin' sweet orange (Citrus sinensis L. Osbeck) and ‘Carrizo’ citrange (C. sinensis L. Osbeck x Poncirus trifoliata Raf.) were inoculated with EHA 105 strain of A. tumefaciens harboring the binary plasmid p35SGUSINT containing the selection gene for neomicyn phosphotransferase II (nptII) and the reporter gene uidA for b-glucuronidase (GUS). The basic protocol for genetic transformation included the explant inoculation for 20 minutes, and 3 days of co-cultivation in the culture medium supplemented with acetosyringone (100 mM). The epicotyl segments were transferred to selection culture medium, EME culture medium supplemented with BAP (1 mg L -1 ), kanamycin (100 mg L -1 ) and cefotaxime (500 mg L -1 ). The evaluations were done after 5-6 weeks of incubation, determining the number of explants with shoots, the number of gus + shoots, and calculating the genetic transformation efficiency, defined by the relation between the number of gus + shoots and the number of inoculated explants. The highest genetic transformation efficiency was observed in 'Carrizo' citrange. An increase of genetic transformation efficiency, mainly for the 'Hamlin' sweet orange occurred when the segments were incubated under temperatures below 27 o C. The supplementation of the co-cultivation culture medium with acetosyringone depends on pH value of itself. The use of explant sectioned did not favor transformation, probably due to the excessive bacterial growth on explant surface