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Título: Transformação genética de Sorghum bicolor (L. Moench) visando tolerância ao AL³
Título Alternativo: Genetic transformation of Sorghum bicolor (L. Moench) aiming Al³ tolerance
Autor(es): Brandão, Rosângela Luci
Orientador: Paiva, Luciano Vilela
Coorientador(es): Carneiro, Andréa Almeida
Membro da banca: Chalfun Junior, Antonio
Carneiro, Andrea Almeida
Carneiro, Newton Portilho
Área de concentração: Fisiologia Vegetal
Assunto: Sorgo
Organogênese
Embriogênese
Transformação genética
ALMT1
Sorghum
Organogenesis
Embryogenesis
Genetic Transformation
Data de Defesa: 22-Nov-2007
Data de publicação: 18-Ago-2014
Referência: BRANDÃO, R. L. Transformação genética de Sorghum bicolor (L. Moench), visando tolerância ao Al+³. 2007. 116 p. Tese (Doutorado em Fisiologia Vegetal)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2007.
Resumo: A transformação genética tem sido frequentemente associada a programas de melhoramento genético. Esta técnica permite a introdução de gene(s) exógeno(s) no genoma das plantas, modificando características específicas. Pode ser uma importante ferramenta de auxílio aos programas de melhoramento convencional de sorgo. Entretanto, a maioria dos protocolos de transformação genética requer o estabelecimento prévio de sistemas de regeneração de plantas in vitro. Portanto, com a finalidade de produzir plantas transgênicas de sorgo com um aumento de tolerância ao alumínio tóxico presente em solos ácidos, os objetivos deste trabalho foram (i) selecionar cultivares de sorgo capazes de regenerarem, eficientemente, em cultivo in vitro via organogênese ou embriogênese; (ii) otimizar parâmetros para transformação via biobalística de inflorescências imaturas de sorgo e (iii) produzir plantas transgênicas de sorgo expressando o transportador de malato, ALMT1, isolado de trigo. Inicialmente, identificou-se três genótipos de sorgo, dentre 15 testados, capazes de eficientemente regenerar in vitro via organogênese em meio MS basal suplementado com CuSO4.5H2O, 2,4-D, e BAP. Também, foi estabelecido que mais de 6 semanas de cultivo neste meio prejudica a regeneração das plantas. Regeneração de sorgo via embriogênese foi testada usando duas formulações de meio de cultivo, MS (meio CIM) e N6(meio N6) meio basal suplementado com 2,4-D. Fragmentos de inflorescência imatura de 9 cultivares de sorgo elite desenvolveram calos embriogênicos (CE) em meio CIM, e duas cultivares foram selecionadas por sua mais alta produção de CE. A cultivar CMSXS 102B foi usada para a otimização dos parâmetros de bombardeamento de micropartículas através da análise da expressão transiente da antocianina. Os parâmetros testados incluem pressão de aceleração, distancia de vôo da micropartícula e o tempo de permanência dos explantes em meio osmótico antes do bombardeamento. O mais alto número de células expressando o gene da antocianina foi obtido quando calos embriogênicos foram cultivados em meio osmótico durante 4 horas antes do bombardeamento, posicionados 3 cm de distância da plataforma do microcarreador e bombardeados com uma pressão de aceleração do gás hélio de 1000 psi. A utilização destes paramentos permitiu obter plantas transgênicas de sorgo, expressando os genes GUS e bar, com uma eficiência de transformação variando de 1,01% a 3,33%. Finalmente, os parâmetros biobalísticos estabelecidos foram utilizados para gerar plantas transgênicas de sorgo expressando o gene ALMTI. Plantas T1 mostraram um aumento no nível de tolerância ao Al+3 quando crescidas em cultura hidropônica sobre estresse de alumínio, comparadas com o controle não transgênico.
The genetic transformation has been frequently associated with conventional genetic breeding programs. This technique allows the introduction of exogenous gene(s) into plant genomes, modifying specific characteristics. It can be an important supplementary tool for sorghum conventional breeding programs. However, most of the genetic transformation protocols require a previous establishment of an efficient in vitro regeneration system. Therefore, with the purpose of producing transgenic sorghum plants with increase tolerance to toxic aluminum present in acidic soils, the objectives of this research were (i) to select sorghum cultivars able to efficiently regenerate in vitro via organogenesis or embryogenesis; (ii) to optimize biolistic transformation parameters for sorghum immature inflorescence and (iii) to produce transgenic sorghum plants expressing the malato transporter gene, ALMT1, isolated from wheat. Initially, it was identified three sorghum genotypes, out of 15 tested, able to efficiently regenerate in vitro via organogenesis in MS basal medium supplemented with CuSO4.5H2O, 2,4-D, and BAP. Also, it was established that more than six weeks cultivation in this medium impaired plant regeneration. Sorghum regeneration via embryogenesis was tested using two tissue culture media formulations, MS (CIM medium) and N6 (N6 medium) basal salts supplemented with 2,4-D. Fragments of immature inflorescences of 9 elite sorghum cultivars developed embriogenic calli (EC) efficiently in CIM media, and two cultivars were selected for their highest production of EC. The cultivar CMSXS 102B was used for the optimization of microparticle bombardment parameters throughout the analysis of the transient expression of anthocyanin. The tested parameters included acceleration pressure, microprojectile flying distance and the time of explants on osmoticum prior bombardment. Higher transient expression of reporter gene was attained when embryogenic calli were cultivated in osmotic medium during 4 hours before the bombardment, positioned at 3 cm distant from the microcarrier release platform and shot at 1000 psi of helium accelerating pressure. These parameters were used to generate transgenic sorghum plants, expressing the GUS and bar genes, with a transformation efficiency ranging from 1.01 to 3.33%. Finally, the biolistic parameters established were used to generate transgenic sorghum plants expressing ALMT1 gene. T1 plants showed an increase level of tolerance to Al+3 when grown in hydroponic culture under aluminum stress, compared with untransformed control.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/2904
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: DBI - Agronomia/Fisiologia Vegetal - Doutorado (Teses)

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