Indução de Poliploidia em Eucalyptus grandis Hill (Ex Maiden)

Abstract

O gênero Eucalyptus compreende espécies de angiospermas lenhosas mais amplamente cultivadas no mundo. No Brasil, espécies cultivadas de eucalipto têm sido alvo de programas de melhoramento principalmente em virtude do seu alto valor como fonte de matéria-prima para produção de madeira, celulose, papel, óleos essenciais e energia. Para suprir novas demandas de plantas com valor a ser agregado dentro do setor da silvicultura, a poliploidia tem sido uma estratégia biotecnológica alternativa com grande potencial da geração de plantas mais robustas dentro de programas de melhoramento. Além do efeito “giga” característicos de poliploides, incrementos em biomassa, taxa de crescimento e tolerância a estresses bióticos e abióticos, são efeitos conhecidos advindos da poliploidia. Considerando a ausência de poliploides naturais, o objetivo desse estudo foi desenvolver protocolos para indução de poliploidização in vitro em plântulas de Eucalyptus grandis, visando a obtenção de plantas tetraploides. Após estabelecimento da cultura in vitro, plântulas de 1,0 e 1,5 cm foram submetidas a diferentes concentrações de colchicina e tempos de exposição. Decorridos 40 dias após os tratamentos, foi realizada a análise de sobrevivência dos materiais e coleta de amostras para análise da ploidia de DNA via citometria de fluxo. Os resultados demonstram 73,8 % e 77,7 % de sobrevivência para explantes de 1,0 e 1,5 cm, respectivamente. Para explantes de 1,0 cm, obteve-se 38 % de tetraploides na concentração de 0,5 mM por 96 horas, e em explante de 1,5 cm, 68 % de tetraploides na concentração de 1,5 mM por 120 horas. Embora seja possível obter 68 % de tetraploides com concentração de 1,5 mM por 120 horas, os resultados sugerem que o sucesso da poliploidização pode não estar relacionado a doses elevadas de colchicina, mas a tempos ótimos de exposição ao antitubulínico. A citometria de fluxo possibilitou o diagnóstico precoce da ploidia de DNA em plântulas. A metodologia estabelecida nesse estudo tem potencial para ser empregada na obtenção de poliploides sintéticos em larga escala em campos experimentais e em programas de melhoramento de eucalipto.

Eucalyptus genus comprises woody angiosperms species most cultivated in the world. In Brazil, cultivated species of eucalyptus have been the subject of breeding programs mainly because of their high value as a source of raw material for production of wood, pulp, paper, essential oils and energy. To suply new demands of plants with value to be added in the forestry sector, polyploidy has been an alternative biotechnological strategy with great potential of generating more robust plants in breeding programs. Besides the "giga" effect characteristic of polyploid, increases in biomass, growth rate and tolerance to biotic and abiotic stresses are known effects from polyploidy. Considering the absence of natural polyploids, the aim of this study was to develop protocols to induce in vitro polyploidy in Eucalyptus grandis seedlings, in order to obtain tetraploid plants. After in vitro culture establishment, plantlets with 1.0 and 1.5 cm were submitted to different concentrations of colchicine and exposure times. Forty days after treatment, the survival analysis was performed of materials and collection of samples for analysis of DNA ploidy via flow cytometry. The results showed 73, 8 and 77.7% of survival for explants with 1.0 and 1.5 cm, respectively. For explants 1.0 cm, 38% of tetraploid were obtained at a concentration of 0.5 mM for 96 hours, and the explant 1.5 cm, 68% of tetraploid in a concentration of 1.5 mM for 120 hours. Although it is possible to obtain 68% of tetraploid with a concentration of 1.5 mM for 120 hours, the results suggest that the success of polyploidy may not be related to high doses of colchicine, but the optimal time of exposure to antimicrotubular. Flow cytometry enabled the early diagnosis of DNA ploidy in seedlings. The established methodology in this study has the potential to be used in large-scale to obtain synthetic polyploid in experimental fields and eucalyptus breeding programs.