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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS - CAMPUS DE CURITIBANOS Disciplinas: CNS7111 - BIOTECNOLOGIA VEGETAL Professores: Lírio Luiz Dal Vesco e Kelen Haygert Lencina – Semestre: 9º. Acadêmico (s): Mariah Rosa, Gabrielle Cruz de Andrade, William Matheus e Mateus Ganasini. Matrícula(s): 17102047, 17102039, 16203650, 17102086. 1. INTRODUÇÃO 1.1 Composição dos meios de cultura Em laboratório é possível cultivar plantas in vitro, através de culturas artificiais, o qual consiste no cultivo de células, tecidos ou órgãos vegetais em recipientes semi-herméticos (recipientes que impedem a entrada e saída de ar), onde a temperatura, pH, luminosidade e umidade, são controlados (Barrueto Cid, 2001; Semprebom, 2017). Os meios de cultura podem ser líquidos ou geleificados, que objetivam fornecer à planta todos os nutrientes essenciais, podendo ser utilizados na sua forma líquida ou sólida, como por exemplo, vitaminas, carbono, carboidratos, reguladores, macro e micronutrientes (Quisen e Angelo, 2008). O meio MS foi um dos pioneiros em cultura de tecidos de plantas, mostrando altos níveis de nitrato, amônio e potássio. Hoje em dia, esse meio de cultura é extensamente utilizado em trabalhos de cultura de tecidos vegetais (Paiva e Paiva, 2001). 1.2 Seleção da planta matriz e desinfestação dos explantes e introdução in vitro: Através dos meios de cultura, é possível trabalhar com microenxertia, na qual consiste na escolha de uma planta matriz (estádio 0) para a retirada de uma gema apical ou um ápice caulinar. Em laboratório, para evitar contaminação, dentro câmara de fluxo laminar (CFL) com as mãos e materiais higienizados com água e álcool 70%, fazer cortes basal e apical nessas gemas e introduzir no meio de cultura (estádio 1), sendo ele líquido ou geleificado, e aguardar a resposta da planta em relação aos reguladores de crescimento (Guerra et al, 2016). A planta matriz utilizada no presente trabalho é do gênero Mentha, pertencente à família Lamiaceae, cujo gênero compreende plantas aromáticas perenes cultivadas com interesse na 2 extração de seus óleos essenciais tanto para fins medicinais quanto alimentícios, e dentre eles, está a erva conhecida popularmente por hortelã (Moreno e de Oliveira, 2013). 2. JUSTIFICATIVA Através da aula prática na qual visa o estudo de tecidos vegetais, torna-se possível observar o potencial que a biotecnologia proporciona, podendo utilizar o estudo de tecidos vegetais como ferramentas de melhoramento vegetal, multiplicação de material genético e produção de mudas livres de vírus, aspectos fundamentais para aqueles que trabalham no meio agrícola e florestal. 3. OBJETIVOS 3.1 Objetivo geral Obtenção de um conhecimento mais detalhado sobre as tecnologias e técnicas envolvidas durante os processos de manipulação de organismos vivos, nos quais com o intuito de gerar produtos e serviços, tanto quanto o estudo das características pertencentes a cada processo. 3.2. Objetivo específico - Salientar a importância da assepsia das vidrarias, meio de cultura e demais instrumentos utilizados na extração e manipulação dos explantes; - Efetuar todos os procedimentos necessários para elaboração do meio de cultura, tendo em vista suas características e diferentes composições; - Explorar as premissas da micropropagação vegetal, atentando à organogênese e seus cinco estádios, tal como a seleção, desinfestação e multiplicação de explantes. 4. MATERIAL E MÉTODOS 4.1 Aula prática 1 e 2 Na prática realizada no dia 09/03/2023 deu-se início às atividades laboratoriais, com apresentação do ambiente, e suas respectivas regras que devem ser seguidas para um bom 3 desenvolvimento dos trabalhos. Sendo então necessário manter o ambiente e os equipamentos limpos (lavagem e secagem de vidrarias/descarte de meios/autoclavagem) e desinfetados, sempre que utilizados. 4.2 Equipamentos essenciais e manipulação de um laboratório de cultura de tecidos vegetais Manipular as culturas requer o auxílio de diversos equipamentos e ferramentas, e durante as aulas ministrada, utilizamos tais para o desenvolvimento dos meios de cultura no laboratório, equipamento como autoclave que confere uma esterilização das vidrarias, freezer para manter a conservação das soluções e reagentes em temperatura adequada, a câmara de fluxo laminar que possibilita o manuseio evitando contaminações com o meio externo, bisturis e pinças para manipulação e corte. Outros também como o pHmetro para conferir o pH, e para a manipulação das soluções e meios, utilizamos becker, tubo de ensaio, micropipetas, balança e reguladores. 4.3 Procedimentos executados no laboratório Em sequência realizamos os cálculos dos meios de culturas, para elaborar 250 ml tanto dos meios líquidos e tanto dos geleificados, para os componentes sacarose (g), macronutrientes (ml), solução de ferro (ml), micronutrientes (ml) e vitaminas (ml), foi realizado apenas uma regra de 3 simples para a obtenção de suas respectivas quantidades a serem introduzidas no seu respectivo meio representadas na equação (1), já para os fitorreguladores ANA, BAP e GA3 utilizou-se regra de três composta, representado na equação (2). Equação (1): 𝐶𝑜𝑚𝑝𝑜𝑠𝑡𝑜 (𝑚𝑙) − − − − − −1000 (𝑚𝑙) 𝑥 (𝑚𝑙) − − − − − − − −250 (𝑚𝑙) (1) Equação (2): 𝑉1 ∗ 𝑀1 = 𝑣2 ∗ 𝑚2 ⇒ 𝑉2𝑀2 𝑀1 (2) 4 Na aula prática do dia 16/03/2023 realizou-se a formulação dos meios de cultura com base nos resultados obtidos anteriormente, foram elaborados 24 tubos de ensaio de A2B4G2 em meio de cultura líquido, sendo assim, seguimos o protocolo abaixo: 1. Separamos 24 tubos de ensaio, com 24 tampas de papel alumínio e 24 pontes de papel; 2. Usamos um Becker de volume apropriado para a capacidade calculada (~600 ml); 3. Pesamos a sacarose diretamente no Becker; 4. Adicionamos ao Becker ½ do volume final desejado (130ml) com H2O tipo 2 e dissolvemos a sacarose; 5. Acrescentamos os outros componentes um a um e em ordem de acordo com a lista do item; 6. Completamos para o volume final (250 ml) em proveta e transferimos para o Becker de preparo; 7. Ajustamos o pH para 5,8, sob agitação utilizando NaOH ou HCl a 0,5N; 8. Preparamos a ponte de papel filtro e introduzir no fundo do tubo; 9. Elaboramos as etiquetas com o seguinte código (A2B4G2). Figura 1. Alguns materiais utilizados. A) Sacarose; B) GA3 ; C) BAP; D) H2O; E) ANA. 5 Figura 2. Alguns procedimentos realizados. A) Pesamos a sacarose; B) Misturamos a sacarose com H2O tipo 2, até dissolver; C) Ajustamos o pH para 5,8. Figura 3. A) Adição de um dos componentes para a formulação do meio A2B4G2; B) Inserindo a formulação do meio A2B4G2 no tubo de ensaio; C) Tubo de ensaio e a ponte para o meio; D) Tubos de ensaio contendo meio de cultura A2B4G2 no momento da confecção, sendo que posteriormente o tubo de ensaio foi fechado e armazenado em local adequado. 6 4.4 Aula prática 3 Para a realização da prática 03, a qual ocorreu no dia 23/03/2023, o grupo recebeu 12 tubos de ensaios com 4 meios de cultura diferentes, sendo A2B4G2, A1B2, B1 e o MS. No entanto realizamos a multiplicação in vitro da Mentha, utilizando o protocolo abaixo: 1. Retirou-se objetos, como anéis, relógios, e lavou-se as mãos com água e sabão, e secou- se com papel toalha. Em seguida borrifou-se álcool 70 nas mãos; 2. Transferiu-se para a câmara de fluxo laminar (CFL) os tubos de ensaios com os meios de cultura elaborados previamente; 3. Selecionou-se a espécie em cultivo desejada, Menthaque continha brotações em bom estágio de desenvolvimento; 4. Retirou-se as brotações dos frascos, com o auxílio de uma pinça, e colocou-se sobre o papel autoclavado e efetuou-se a excisão das microestacas contendo 1-3 segmentos de nó; 5. Efetuou-se a excisão das áreas necrosadas, amarelas ou secas, com a pinça e bisturi; 6. Inoculou-se 2 explantes por tubo. Primeiramente um em cada tipo de meio para evitar erros experimentais; 7. Fechou-se o tubo com papel alumínio e vedou-se com filme plástico; 8. Borrifou-se álcool 70% nas mãos e flambou-se as pinças e bisturis, quando necessário; 9. Anotou-se na etiqueta as iniciais do nome da espécie (Mtha), a data de inoculação (23/03/2023), nome do grupo (G4); 10. Por fim, transferiu-se as culturas para BOD regulada para a T de 25°C e fotoperíodo de 14h de luz. 7 Figura 4. A) Retirada de explantes para inserção em diferentes meios de cultura; B) Vedação do tubo de ensaio com o papel alumínio e o papel filme após a inserção; C) Explantes inoculados nos diferentes meios de culturas produzidos pelos grupos em laboratório. 5. RESULTADO E DISCUSSÕES De acordo com Bown e Thorpe (1896), a composição do meio de cultura é um fator determinante para o sucesso da prática. Em 1962, foi desenvolvido o meio de cultura Murashige e Skoog, que até hoje é utilizado universalmente. Este método é muito utilizado na morfogênese, cultura de meristemas e regeneração de tecidos, tendo uma quantidade satisfatória de sais minerais e nutrientes (QUISEN; ANGELO, 2008). Tendo em vista este conceito, no dia 09/03/2023, realizamos a prática de elaborar as formulações salinas necessárias para elaborar os meios de cultura geleificado e o líquido, sendo assim, primeiramente efetuamos os cálculos dos componentes do meio para elaborar 250 mL, ou seja, cada constituinte do meio foi quantificado de maneira correta (Tabela 01). 8 Tabela 1. Quantidade a ser adicionada de cada componente para uma solução de 250 Ml. Componentes do meio de cultura Grupo 1 (Geleificado) Grupo 2 (Geleificado) Grupo 3 (Líquido) Grupo 4 (Líquido) Códigos das Etiquetas MS B1 A1B2 A2B4G2 Sacarose (g) 7,5 7,5 7,5 7,5 Macronutriente (ml) 12,5 12,5 12,5 12,5 Solução de Ferro (ml) 2,5 2,5 2,5 2,5 Micronutriente (ml) 1,25 1,25 1,25 1,25 Vitaminas de MS (ml) 1,25 1,25 1,25 0,5 ANA (ml) - - 0,25 0,36 BAP (ml) - 0,25 0,5 1 GA3 (ml) - - - 0,5 Ajustar o pH (pH 5,8) 5,8 5,8 5,8 5,8 Agar (7,5g/L) 1,875 1,875 - - Fonte: Os autores (2023). Na prática 03, teve como base os estádios iniciais da organogênese, no qual o primeiro estádio está relacionado com a seleção e o tratamento sanitário da planta matriz, como também o isolamento das estruturas meristemáticas. Já o segundo estádio condiz a introdução e estabelecimento in vitro, no qual houve uma seleção dos explantes da planta, sendo necessário o corte dos nós e a remoção das folhas, expondo assim as gemas, a fim de que os fitorreguladores realizem a multiplicação e o crescimento dessas células. 9 Tabela 2. Diferentes meios de cultura versus o tipo e número de explantes. Meios de cultura Tipo Nº de explantes MS (G) Nodal 3 B1 (G) Nodal 3 A1B2 (L) Nodal 3 A2B4G4 (L) Nodal 3 Fonte: Os autores (2023). 6. CONCLUSÃO Após as práticas 1 e 2, foi realizado os cálculos das soluções e preparados 12 beckers com 3 repetições para cada grupo: MS e B1(em meio geleificado), A1B2 e A2B4G2 (em meio líquido). Na aula prática 3, após a seleção da planta matriz, desinfecção dos segmentos, juntamente à excisão dos mesmos, foram inoculados dentro de todos os tubos de ensaio no meio de cultura. No final obtivemos todos os tubos de ensaios com um segmento da planta matriz inoculados em meios de cultura diferentes e condicionados em sala climatizada. 10 7. REFERÊNCIAS GUERRA, M. P.; NODARI, R. O.; FRAGA, P. de F.; VIEIRA, L. do N.; FRITSCHE, Y. Biotecnologia 1. Universidade Federal de Santa Catarina, 2016 (Apostila de Biotecnologia), Departamento de Fitotecnia. MARTINS, C. R.; CARVALHO, A. C. P. P. de. Avanço da cultura de tecidos na micropropagação de plantas. In: MARTINS, C. R.; CARVALHO, A. C. P. P. de. Ciclo de palestras sobre cultivo in vitro de plantas. Brasília - DF: Embrapa, 2012, p. 28-32. MORENO, M. R.; de OLIVEIRA, S. C. Resultado da experimentação agronômica com o gênero Mentha no distrito federal - Brasil (período de 1985 a 2012), faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Brasília - DF, p. 1-4, 2013. PAIVA, R.; PAIVA, P. D. de O. Cultura de Tecidos. Lavras: UFA/FAEPE, 2001. QUISEN, R.C; ANGELO, P.C.S. Manual de procedimentos do laboratório de cultura de tecidos da Embrapa Amazônia Ocidental. Manaus: Embrapa Amazônia Ocidental, 2008, 48p. Disponível em: https://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/47132/1/Doc-61- A5.pdf. Acesso em 28 de mar. 2023. SEMPREBOM, T. Biotecnologia vegetal: como e por que cultivar plantas in vitro?, v.2, 2017. Disponível em: <https://profissaobiotec.com.br/biotecnologia-vegetal-como-e-por-que- cultivar-plantas-in-vitro/> Acesso em 03 de mar. 2023. https://profissaobiotec.com.br/biotecnologia-vegetal-como-e-por-que-cultivar-plantas-in-vitro/ https://profissaobiotec.com.br/biotecnologia-vegetal-como-e-por-que-cultivar-plantas-in-vitro/ 11 8. ANEXO
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