Embriogênse somática em Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze, Pinus sylvestris (Linneaus) e Picea abies (Linneaus) Karsten: ontogênese, padrão de expressão proteica e do gene serk

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agráricas, Programa de Pós-Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Florianópolis, 2009.O estudo dos mecanismos do desenvolvimento embrionário em plantas pode ser facilitado pelo estabelecimento de sistemas modelos associados a embriogênese in vitro. Avanços no conhecimento básico e aplicações biotecnológicas são decorrentes dos estudos destes sistemas biológicos. Com a finalidade de regular eficientemente a regeneração de plantas por meio da embriogênese somática é importante entender como os embriões somáticos são formados e como este desenvolvimento é influenciado por sinalização endógena ou exógena. O objetivo do presente trabalho foi estudar o padrão de organização morfológica e a histogênese durante o desenvolvimento inicial do embrião somático em Araucaria angustifolia, Pinus sylvestris e Picea abies assim como o perfil de proteínas e o padrão de expressão do gene SERK durante a embriogênese somática em A. angustifolia. O modelo de desenvolvimento de embriões somáticos de A. angustifolia se caracteriza pela formação de culturas embriogênicas a partir de embriões zigóticos imaturos que proliferam na forma de massas pró-embrionárias (MPEs). Embriões somáticos desenvolvem-se a partir das PEMs por meio da retirada de fitorreguladores e pela suplementação de ABA, PEG e Maltose. A transição das MPEs para embriões somáticos é um dos pontos críticos observados e diversas anormalidades morfológicas são observadas. A morte celular programada (MCP) ocorre nos primeiros estádios finais da embriogênese não nos estádios iniciais do desenvolvimento de embriões somáticos de A. angustifolia. Células embriogênicas e células do suspensor são eliminadas durante o inicio da embriogênese final por meio da MCP caracterizada pela autofagia As proteínas arabionogalactanas (AGPs) são marcadores espaciais e temporais da morte celular em embriões somáticos de A. angustifolia. O epítopo JIM 13 foi detectado principalmente em células do suspensor em processo de degradação. Foi utilizado, como modelo comparativo, o sistema de embriogênese somática em P. abies para estudar o efeito do ABA na morfologia e MCP durante os estádios iniciais de desenvolvimento de embriões somáticos em P. abies visando melhor entender as anormalidades morfológicas observadas em A. angustifolia. O tratamento com ABA durante os estádios iniciais da embriogênese induz morfologias anormais do embrião e um aumento da freqüência de células TUNEL positivas embrionárias e de suspensor. O Fluoridone promove a diferenciação dos estádios iniciais do desenvolvimento dos embriões somáticos em P. sylvestris. No entanto os estádios tardios de desenvolvimento dos embriões somáticos de P. sylvestris mantêm a capacidade autoreplicativa. Foi caracterizado o perfil de expressão de proteínas durante a fase pró-embrionária, embriogênese inicial e final do embrião somático de A. angustifolia por meio da análise em eletroforese bidimensional (2-DE). Foram identificadas proteínas que apresentaram expressão diferencial durante os distintos estádios. Proteína de reserva vicilina foi observada em embriões somáticos no inicio da embriogênese final de forma similar ao observado na embriogênese zigótica. A expressão do gene SERK foi avaliada durante a fase de pró- embrionária e embriogenese inicial e sua expressão foi detectada, por meio de hibridação in situ, em células do ápice embrionário em meio de cultura suplementado com ABA, PEG e maltose. Os resultados aqui obtidos ampliam a base cientifica para aprofundar a compreensão dos fatores associados a biologia do desenvolvimento embrionário em coníferas e a embriogênese somática em A. angustifolia. O estabelecimento de um protocolo completo de embriogenese somática em A angustifolia se configura em uma ferramenta para o estabelecimento de programas de conservação e melhoramento de germoplasma desta conífera nativa