Genetic variability in Quercus suber L. somatic embryogenesis

• Author(s): Rocha, Cristina Maria Simões de Jesus
• Date: 2008
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/840
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Biologia molecular; Sobreiros; Micropropagação; Embriogénese
• Document Type: Master thesis
• Language: English

Description

As culturas de tecidos celulares ou tecidos de plantas comportam-se, em muitos aspectos, de modo semelhante aos microorganismos (por exemplo, em ambos os casos são requeridas condições de meios de cultura e assépsia adequados, apresentam curvas de crescimento sigmóide, podendo também ocorrer variações genéticas). A caracterização e análise da variabilidade genética destas culturas são, actualmente, efectuadas com base em marcadores moleculares, muitos dos quais foram desenvolvidos inicialmente para estudos em microrganismos ou células animais (como por exemplo a “Polymerase Chain Reaction”) e mais tarde transferidas para a análise da variabilidade genética em culturas celulares de plantas (por exemplo, como forma de assegurar a fidelidade clonal). A fidelidade clonal é o factor de maior importância na comercialização de material micropropagado obtido por métodos de cultura de tecidos “in vitro”. Este facto é da maior importância nos programas de melhoramento florestal, dado que a micropropagação de plantas superiores é um meio rápido de produção de stocks de plantas clonais para programas de reflorestação e conservação de germoplasma elite ou de elevado interesse ecológico. Contudo, devido ao longo ciclo de vida das espécies lenhosas, uma análise alargada de parâmetros genéticos e fenotípicos é essencial, especialmente quando as plantas derivam de embriogénese somática, processo no qual se consideram as células como estando sobre condições de stress (por exemplo, exposição a auxinas), bem como estados de ciclo celular repetitivos. Atendendo a estas considerações, utilizámos embriões somáticos de Quercus suber L. (genótipo QsG3) obtidos a partir de explantes de folha de uma árvore adulta, os quais foram mantidos no nosso laboratório por um ano. A variabilidade genética dos embriões somáticos e das plantas resultantes foi avaliada por dois marcadores moleculares: “histone H3 promoter type I element” e “RAPD”. Não foi encontrada variabilidade genética de acordo com estes dois marcadores durante todo o processo de embriogénese, assegurando assim a reprodutibilidade deste processo “in vitro”. Concluindo, os marcadores moleculares usados neste trabalho podem representar uma ajuda adicional como técnicas para assegurar variabilidade genética em complemento com outras técnicas. ABSTRACT: Plant cell or tissue cultures behave, in many aspects, in a similar way to microorganisms (e.g. all require a suitable culture medium and asseptic conditions, they present a sigmoid growth curve and genetic variation may occur in those cultures). The characterization and analysis of genetic variability of these cultures is presently performed by molecular markers, many of which were first developed for microorganisms or animal cell studies (e.g. Polymerase Chain Reaction) and later transferred to analysis of genetic variability in plant cell cultures (e.g. to assess clonal fidelity). In fact, clonal fidelity is a major concern in commercial micropropagation using in vitro tissue cultures. This is particularly important in forest breeding programs as micropropagation of tree species since it offers a rapid means of producing clonal planting stock for forestation programmes and conservation of elite and rare germplasm. But due to the long period of woody species life-cycle, a screening for genetic and phenotypical parameters of micropropagated plants is essential, in particular when plants derived from somatic embryogenesis, where cells may be considered to be under stressing conditions (e.g. auxins), as also under repetitive cell cycles. Within this scope, we used Quercus suber L. somatic embryos (Gs3 genotype) achieved from leaf explants of a mature adult plant, maintained in our laboratory for one year. Genetic variability of somatic embryos and emblings was evaluated by using two molecular markers: histone H3 promoter type I element and RAPD. We found no genetic variability according with these two markers during the whole process of embryogenesis, assessing the reliability of this in vitro regeneration process. In conclusion, the molecular markers used in this work may represent an added value as tools of genetic variability assessment in complement with other techniques.