Guia de Biotecnologia Vegetal e Micropropagação

Embriogênese Somática

Processo pelo qual células haploides ou somáticas se desenvolvem por meio de diferentes estágios embriogênicos, dando origem a uma planta, sem que ocorra a fusão de gâmetas.

Padrões e Origem dos Embriões Somáticos in vitro

• Modelo direto: embriões que se desenvolvem sem o estágio intermediário de calos.
• Modelo indireto: embriões que se formam a partir de um calo.

Fases da Embriogênese Somática

• Indução
• Proliferação
• Diferenciação
• Maturação
• Germinação
• Conversão

Fatores que Afetam a Embriogênese Somática

• Explante;
• Composição do meio de cultura;
• Concentração osmótica;
• Luz.

Vantagens da Embriogênese Somática

• Obtenção de uma grande quantidade de propágulos (embriões somáticos);
• Possibilidade de alto grau de automatização (biorreatores);
• Sincronização de produção de embriões somáticos (uniformização);
• Integração com programas de melhoramento genético;
• Criopreservação;
• Produção de metabólitos secundários.

Sementes Sintéticas

• Produção de grande quantidade de propágulos em curto espaço de tempo;
• Manutenção da identidade clonal;
• Semeadura direta, eliminando estruturas caras de aclimatização, sementeiras e viveiros;
• Baixo custo por planta.

Biotecnologia

Conjunto de técnicas que utilizam seres vivos no desenvolvimento de processos e produtos.

Início da Biotecnologia

• A Engenharia Genética começou nos EUA no início da década de 70;
• Existiam nove companhias de Biotecnologia no país;
• O foco em 1991 (Biotech 91) era a saúde humana.

Comercialização de Plantas Transgênicas

• O tomate Flavr Savr foi o primeiro alimento geneticamente modificado aprovado;
• O aval para a comercialização do produto foi concedido em 18 de maio de 1994 pelo FDA (Food and Drug Administration);
• O objetivo da empresa e de seus pesquisadores era comercializar um novo tipo de tomate, mais saboroso e capaz de se manter fresco por mais tempo.

Outro Marco da Biotecnologia

Produção da soja transgênica resistente ao herbicida Roundup.

Aplicações

Agricultura

• Cultura de Tecidos;
• Fixação de nitrogénio;
• Controlo Biológico de Pragas;
• Melhoria de Sementes.

Zootecnia

• Aumento na produção de leite;
• Aumento na produção de ovos.

Saúde

• Antibióticos;
• Hormonas;
• Vacinas.

Genética

Na conservação de plantas e animais.

Conceitos Genéticos Fundamentais

Um Gene, Uma Proteína

Proteína

É um polímero constituído de aminoácidos, mantidos juntos numa ordem específica.

Gene

É uma coleção de nucleótidos adjacentes que especificam a sequência de aminoácidos de uma cadeia polipeptídica.

Enzimas

A maioria das enzimas é globular, contendo cavidades nas quais os seus substratos se podem encaixar perfeitamente. Tais cavidades, formadas por cadeias laterais de aminoácidos apropriados, capacitam as enzimas a aproximar os seus substratos de forma a permitir que reajam um com o outro.

Micropropagação

Cultivo asséptico in vitro de qualquer parte de uma planta num meio nutritivo.

Explante

Órgão ou tecido que será utilizado para iniciar a cultura de tecidos.

Coleção e Coleta do Explante

• Totipotência: Sementes, folhas, caules, segmento nodal, gema apical, raízes.
• Coleta: Requer um alto nível de assepsia para diminuir ao máximo a degeneração do tecido.

Meios de Cultura

É um meio nutritivo utilizado para a cultura de células, tecidos e órgãos de plantas, que fornece as substâncias essenciais para o crescimento e controla, em grande parte, o padrão de desenvolvimento in vitro.

Componentes Nutritivos

• Componentes Inorgânicos:
  • Macronutrientes
  • Micronutrientes
• Componentes Orgânicos:
  • Reguladores vegetais
  • Vitaminas
  • Fonte de Carbono
  • Outros: inositol, antioxidantes, substâncias complexas, carvão ativado.

Reguladores de Crescimento

• Auxinas
• Citocininas: Derivados da adenina, sintetizadas no meristema apical da raiz.
• Giberelinas

Vantagens da Micropropagação

• Propagação massal de plantas geneticamente idênticas;
• Produção de mudas o ano todo;
• Obtenção de plantas livres de patógenos;
• Ferramenta importante para a conservação e melhoramento genético de plantas;
• Mantém a árvore matriz sem precisar de a abater;
• Rápida multiplicação de plantas para lançamento no mercado;
• Obtenção de grande número de plantas por m² com economia de espaço;
• Engenharia genética com fusão de culturas de plantas diferentes, originando uma planta que reúne características de interesse.

Desvantagens da Micropropagação

• Redução da base genética dos plantios florestais;
• Dificuldade de encontrar o meio adequado para a espécie desejada;
• Exige habilidade e formação de pessoal;
• Requer um laboratório especializado com custo alto;
• Plantas lenhosas, em geral, apresentam certas dificuldades para regeneração in vitro.

Desafios da Micropropagação

• Pesquisa com espécies nativas;
• Desenvolvimento de novos protocolos;
• Formação de novos profissionais que dominem a técnica;
• Produção de transgénicos.