Indução de calos e embriogênese em anteras de Coffea arabica L.

Abstract

O melhoramento genético do cafeeiro por meio de métodos convencionais, principalmente hibridação, seguida da seleção de populações, avaliação de progênies, retrocruzamentos e cruzamentos interespecíficos, é um processo demorado, podendo levar mais de 30 anos para se obter uma nova cultivar. A redução deste tempo é possível por meio da produção de linhagens homozigóticas, oriundas de dihaplóides obtidas através da cultura de anteras. O objetivo foi aplicar a técnica da cultura de anteras em diferentes cultivares de Coffea arabica L. para induzir a formação de calos e regenerar plântulas dihaplóides. Os experimentos foram conduzidos no laboratório de Biotecnologia Vegetal da Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Experimento 1: Botões florais dos cultivares Mundo Novo LCP-379-19 e Catuaí Vermelho H2077-2-5-44 foram coletados, desinfestados e as anteras inoculadas em meio MS suplementado com 2,0 mgL-1 de 2,4-D e AAS nas concentrações de 0,0; 8,0; 16,0; 32,0 e 64,0 mgL-1. Experimento 2: Calos de Catuaí Vermelho 44 foram subcultivados em meio MS acrescido de diferentes concentrações de BAP (0,0; 2,0; 4,0 e 8,0 mgL-1) e 2,4-D (0,0; 1,0; 2,0 e 4,0 mgL-1). Experimento 3 (1a parte): Botões florais do cultivar Catuaí Vermelho 99 foram coletados, desinfestados e as anteras inoculadas em meio MS acrescido de 2 mgL-1 de 2,4-D na ausência e presença de 5 mgL-1 de nitrato de prata juntamente com etileno por diferentes dias: testemunha, 2, 4, 6, e 8 dias. (2a parte): Ao final de 12 dias, as anteras foram transferidas para um meio de regeneração, acrescido de 0,108 mgL-1 de cinetina. Um maior tempo de exposição das anteras ao etileno favoreceu a oxidação, e o etileno sozinho favoreceu a formação de calos, a cv. Catuaí Vermelho 99 foi responsiva á formação de calos e também á embriogênese direta, na presença de etileno, o AgNO3 agiu como inibidor de contaminantes e juntamente com etileno, favoreceu a calosidade das anteras da cv. Catuaí Vermelho 99, o AgNO3 juntamente com 2,0 mg L-1 de 2,4-D podem promover embriogênese direta, tanto para Mundo Novo quanto para Catuaí Vermelho 44 o aumento das concentrações de AAS diminuiu a formação de pró- embrióides nos calos e o 2,4-D sozinho foi capaz de promover a formação de calos friáveis, porém o equilíbrio da auxina e da citocinina (BAP) utilizadas no trabalho, favoreceram a produção de calos friáveis.

Coffee breeding through convention methods, especially hybridization, followed by population selection, progeny evaluation, back-crossings and inter-specific crossings is a time consuming process that can demand for more than 30 years to obtain a new cultivar. It is possible to reduce this time by producing homozygous lines, from di-haploids, obtained from anther culture. This study applied anther culture technique on different Coffea arabica L. cultivars to induce the formation of calli and regenerate di-haploid germlings. The experiments were done in the Vegetable Biotechnology Laboratory of Universidade Federal de Uberlândia (UFU). Experiment 1: Flower buds of cultivars Mundo Novo LCP-379-19 and Catuaí Vermelho H2077-2-5-44 were collected, disinfested and the anthers were inoculated in MS supplemented with 2.0 mgL-1 de 2,4-D and AAS at de 0.0, 8.0, 16.0, 32.0 or 64.0 mgL-1. Experiment 2: Calli of Catuaí Vermelho 44 were transferred to MS amended with different concentration of BAP (0.0, 2.0, 4.0 or 8.0 mgL-1) and 2,4-D (0.0, 1.0, 2.0 or 4.0 mgL-1). Experiment 3 (1st part): Flower buds of cultivar Catuaí Vermelho 99 were collected, disinfested and the anthers inoculated in MS amended with 2 mgL-1 2,4-D in the absence or presence of 5 mgL-1 silver nitrate together with ETHREL® for different days: control (0), 2, 4, 6, or 8 days. (2nd part): After 12 days, the anthers were transferred to a regeneration medium, amended with 0.108 mgL-1 kinetin. A greater anther exposition time to ethylene, or longer inoculation time, favored the oxidation, and the alone ethylene favored formation of calli, Catuaí Vermelho 99 is responsive to intumescence, to calli formation and, also, to direct embryogenesis, in the presence of ethylene; AgNO3 together with ethepon, favored anther intumescence and calli formation; AgNO3 together with 2.0 mg L-1 2,4-D, promoted direct embryogenesis, for Catuaí Vermelho 44, the treatment with 2.0 mgL-1 2,4-D and 0.0 mgL-1 AAS was the one that presented the greatest average of calli formation; for both Mundo Novo and Catuaí Vermelho 44 the increase in AAS concentration decreased the pro-embryo formation in the calli; auxin, by itself, was capable of promoting the formation of friable calli, however the balance of the auxin and the BAP used in the work, had favored the production of friable calli.