Padronização de metodologias de regeneração, via embriogênese somática e organogênese, e de aclimatização de soja (Glycine max (L.) Merrill)

Abstract

Diferentes metodologias de regeneração in vitro já foram desenvolvidas para diversas cultivares de soja. No entanto, essa espécie tem se mostrado recalcitrante, e suas respostas morfogênicas in vitro tem sido consideradas genótipo-específicas. Considerando-se a necessidade de desenvolvimento de protocolos confiáveis de regeneração e de aclimatização em soja, os objetivos do presente trabalho foram induzir a embriogênese somática e a organogênese visando à padronização de metodologias. Para os experimentos de embriogênese somática foram utilizados cotilédones imaturos de quatro cultivares comerciais de soja: CAC-1, CD 219 RR, CS 303 TNKCA e FMT Tucunaré. As metodologias adotadas para a obtenção de embriões somáticos a partir de explantes cotiledonares mostraram-se eficientes. Verificou-se que o potencial embriogênico foi genótipo-específico, sendo que as cultivares CAC-1 e CD 219 RR apresentaram as melhores respostas, com médias de produções de embriões por cotilédones de 10,83 e 13,36, respectivamente. Apenas embriões derivados da cultivar CAC-1 germinaram, sendo possível aclimatizar oito plantas dessa cultivar. Para os experimentos de organogênese, foram utilizadas sementes de soja das variedades CAC-1, sendo possível recuperar 156 plantas regeneradas. Essas foram submetidas à análise de fidelidade clonal por meio da utilização de marcadores ISSR, tendo sido identificadas oito plantas com variações no padrão de amplificação em relação a cultivar CAC-1. Além disso, as mesmas plantas foram submetidas a análises da porcentagem de óleo e de proteína por meio da metodologia NIRS. Plantas com elevados conteúdos de óleo e de proteína, quando comparadas com as testemunhas, foram identificadas, indicando presença de possíveis variantes somaclonais. Em conjunto, os resultados do presente trabalho indicam protocolos que podem ser utilizados, posteriormente, em experimentos de transformação genética de soja, aplicáveis no Programa de Melhoramento Genético da Qualidade do Óleo e Proteína da Soja em desenvolvimento no BIOAGRO/UFV.

Different methodologies for in vitro regeneration have already been developed for several soybean cultivars. However, this species has proven to be recalcitrant to tissue culture and its in vitro morphogenetic response has been considered genotype dependent. Taking into account the need to develop reliable protocols for regeneration and acclimatization in soybean, the objectives of this study were to induce somatic embryogenesis and organogenesis in order to standardize protocols. Somatic embryos were obtained from immature cotyledons of four commercial soybean cultivars: CAC-1, CD 219 RR, CS 303 TNKCA and FMT Tucunaré. The methodologies for somatic embryogenesis adopted were effective. It was found that the embryogenic potential was genotype-specific, and the cultivars CAC-1 and CD 219 RR showed the higher responses, with an average of 10.83 and 13.36 somatic embryos per responding cotyledon respectively. Only somatic embryos derived from CAC-1 were able to regenerate plants, leading to eight acclimatized plants. Direct organogenesis was achieved from cotiledonary nodes of CAC-1 soybean and 156 regenerated plants were recovered. Clonal fidelity was evaluated through the use of the ISSR marker assay and eight recovered plants showed variations in the amplification profile. In addition, the same plants were analyzed for oil and protein content using the NIRS methodology. Plants with higher oil and protein contents in comparison with CAC-1 control plants were identified, indicating the presence of somaclonal variation. Taken together, the results of this study indicate specific protocols that can be used for soybean genetic transformation in the Soybean Quality Breeding Program that is under development at BIOAGRO/UFV.