In vivo and in vitro methodology for mutagenesis of chrysanthemum (Dendranthema grandiflora Tzvelev) with use of gamma ray and ethyl methanesulfonate (EMS) aiming genetic improvement

O presente trabalho teve como objetivos principais: desenvolvimento e aplicação de metodologias in vivo e in vitro na indução de mutação em crisântemo (Dendranthema grandiflora Tzvelev), com o uso de raios-gama e o mutagênico químico metanossulfonato de etila (EMS); comparação das metodologias in vitro e in vivo quanto à freqüência de mutantes e o tamanho do setor mutado. Visou-se a obtenção de mutantes para a coloração das flores no cultivar mutante 'Ingrid' de cor rosa escuro, obtido a partir do cultivar original 'Repin Rosa'. Os experimentos foram realizados no Laboratório de Radiogenética do CENA em Piracicaba - SP e na empresa Van Shaik da Cooperativa Holambra em Holambra - SP. Para a irradiação de plantas utilizou-se a fonte de 60Co do CENA. EMS foi utilizado para o tratamento in vitro de pedicelos de botões florais imaturos visando-se a indução de gemas adventícias e a regeneração de plantas. Realizou-se um teste preliminar de sensitividade, escolhendo-se a concentração em função da redução de 50% no número de plantas regeneradas por pedicelo. Após o tratamento com a concentração escolhida (0,075 M 1:45 horas) obteve-se uma freqüência de 14% de mutantes sendo que destes houve uma ocorrência de uma alta freqüência (11,8%) de mutantes só1idos para a cor da inflorescência. Num experimento preliminar, determinou-se que a dose de 22,5 Gy de raios-gama reduzia cerca de 50% a altura das plantas da geração M1V1 obtida por meio de plantas crescidas in vitro. Plantas in vitro foram irradiadas com esta dose e o avanço de gerações foi realizado utilizando a técnica das podas repetidas, por meio do cultivo de internódios in vitro. Mudas enraizadas foram irradiadas in vivo com 20 Gy de raios-gama, avançando-se in vivo as gerações também por meio das podas repetidas. A freqüência de mutantes foi maior in vitro (13,8%) do que in vivo (7,1%) e em ambos os casos na geração M1V3 obteve-se a maior porcentagem de quimeras periclinais. Avaliou-se a freqüência e o tipo de quimeras em plantas da geração M1V2 proveniente de 6 gemas axilares obtidas ao longo de ramos M1V1 originados após a irradiação de plantas enraizadas in vivo com 20 Gy de raios-gama. O número de quimeras periclinais foi baixo (0,4%) e não foram observadas diferenças significativas no número e tipos de quimeras observadas nas plantas originadas das 6 diferentes posições. Dentre os diferentes tipos de mutantes obtidos nos vários experimentos, foram selecionados os de cor chá-rosa, vinho, bronze e variegado que foram avaliados em ensaios de produção. O mutante variegado mostrou instabilidade para a coloração, os outros, com exceção do chá-rosa, mostraram potencial para liberação como novos cultivares, porque além do interesse pela nova coloração de pétalas, mantiveram em geral as boas características agronômicas e comerciais do cultivar original. Estes mutantes estão sendo multiplicados pelo produtor para verificação de sua aceitação pelos consumidores.The present work had as major objectives: the development and application of in vitro methodologies for mutation induction in chrysanthemum (Dendranthema grandiflora Tzvelev), using gamma ray and the chemical mutagen ethyl methanesulfonate (EMS); the development and application of in vivo methodology for mutation induction using gamma ray; comparison of in vitro and in vivo methodologies for frequency of mutant induction and the size of mutated sector. The attainment of mutants for flower color in the mutant cv 'Ingrid' with dark pink color, originally obtained from cv 'Repin Rosa', was aimed. The experiments were carried out at the Laboratory of Radiation Genetic of CENA in Piracicaba-SP and in the company Van Shaik of the Holambra Cooperative in Holambra-SP. A source of 60Co at CENA was used to irradiate the plants. EMS was used to mutate pedicels of immature floral buds in vitro, aiming to produce adventitious buds and plant regeneration. A preliminary test of sensitivity determined the concentration that reduced the number of plants regenereted from pedicel in 50%. The chosen concentration (0.075 M EMS for 1:45 hours) induced 14% of mutants, with a high frequency (11.8%) of solid mutants for flower color. In a preliminary experiment, it was determined that a dose of 22.5 Gy of gamma ray reduced the height in about 50% of the M1V1 plants. In vitro plants were irradiated with this dose and generations were advanced using cutting back technique by culturing stem segments. Rooted cuttings were irradiated in vivo with 20 Gy of gamma ray, advancing generations by cutting back. The frequency of mutants was larger in vitro (13.8%) than in vivo (7.1 %), and in both the cases, the generation M1V1 a got the largest percentage of periclinal chimeras. The frequency and type of chimeras were evaluated in plants of generation M1V2, proceeding from six axillary buds originated from branches of rooted plants in vivo M1V1 after irradiation with 20 Gy of gamma ray. The number of periclinal chimeras was low and no significant differences were observed in number and type of chimeras. Among the different types of mutants obtained in the experiments, the "tea-rose", "wine", "bronze" and "variegated" were selected and evaluated in production trial. The variegated mutant showed instability for color. With the exception of tea-rose, all mutants had shown potential as new cultivars. The mutants have kept the good agronomic and commercial features besides their new colors. These mutants are being multiplied by the producer for market test with consumers