Embriogênese Somática Vegetal

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Profa DSc. Denise Fernandes
denise.fernandes@ifc.edu.br
Biotecnologia Vegetal
Embriogênese Somática Vegetal in 
vitro
✓ É o processo de formação do embrião
✓ Início do desenvolvimento vegetal
✓ Processo de divisão e diferenciação celular, que ocorre no rudimento
seminal e semente imatura, e estabelece os padrões básicos de
desenvolvimento da planta adulta: o padrão radial de tecidos, o eixo apical-
basal e os meristemas primários
Tipos:
❖ Zigótica (União do gameta com a oosfera - zigoto)
❖ Somática (Células somáticas sob condições especiais)
Embrião
Células somáticas 
Células sexuais
Zigoto
Embrião Células somáticas Células sexuais
Zigoto
Inicialmente não há separação diferencial
(Sistema de desenvolvimento aberto / pós-embrionário)
As células são precocemente separadas e definidas (Sistema de
desenvolvimento fechado / pré-embrionário)
Fases da embriogênese zigótica
Angiospermas
HISTODIFERENCIAÇÃO MATURAÇÃO
Fases da embriogênese zigótica
Angiospermas x Gimnospermas
ESTÁDIOS DE DESENVOLVIMENTO
1) GLOBULAR 
2) CORDIFORME 
3) TORPEDO 
4) COTILEDONAR
EMBRIOGÊNESE
MONOCOTILEDÔNEA DICOTILEDÔNEA GIMNOSPERMA
Nos animais a embriogênese e organogênese ocorrem simultaneamente, nas
plantas esses dois processos são separados temporalmente
Plantas e animais possuem diferenças quanto ao tipo de 
desenvolvimento
1) Embriogênese: formação de um
eixo polar contendo dois
meristemas
2) Organogênese: atividade dos
meristemas formando órgãos ao
longo do ciclo de vida
zigoto
- O primeiro plano de divisão do zigoto é sempre assimétrico
- Ocorre em ângulo reto ao eixo longitudinal
- O zigoto torna-se polarizado e se alonga antes de sofrer a sua 
primeira divisão celular
Célula apical 
Célula basal
Divisões transversais e longitudinais
Divisões transversais
suspensor
protoderme
pericarpo
tegumento
ápice radicular
procâmbio
meristema
fundamental
cotilédone
protoderme
ápice
caulinar
A formação do embrião apresenta
uma certa DIFERENCIAÇÃO das suas
células
A embriogênese estabelece somente
um eixo rudimentar da planta, com
meristemas APICAIS RADICULAR e
CAULINAR
COIFA
P
R
O
C
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B
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L
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A
R
PROCÂMBIO
PROTODERME
(A) Embrião de uma célula após a primeira divisão do zigoto, formando as células apical e
basal; (B) embrião de duas células; (C) embrião de oito células; (D) estádio globular, que
desenvolveu uma protoderme distinta; (E) estádio cordiforme inicial; (F) estádio
cordiforme tardio; (G) estádio torpedo; (H) embrião maduro.
Célula menor, recebe mais citoplasma e
herda o grande vacúolo zigótico. Sofrem
duas divisões verticais e uma horizontal
originando o embrião globular de oito
células.
Célula maior, todas as divisões são
horizontais originando o suspensor de 6-9
células
CÉLULA APICAL
CÉLULA BASAL
A organização apical-basal de tecidos e órgãos vegetais é estabelecida bem cedo na
embriogênese. Órgãos da plântula inicial originam-se de regiões específicas do embrião
(Arabidopsis).
Região apical – origina os
cotilédones e meristema
apical caulinar
Região mediana – origina o
hipocotólito, raiz e parte do
meristema radicular
Hipófise – origina o
restante do meriste-
ma radicular
Já é possível
reconhecer três
regiões axiais!!!
❖ CONCEITO GERAL:
“Análogo à embriogênese zigótica, no qual uma célula 
isolada ou um pequeno grupo de células somáticas são 
os precursores da formação de embriões somáticos” 
(Tautorus et al., 1991)
Embriogênese somática
Embriogênese Somática in vitro
O mesmo padrão de divisões é realizado in vitro
Diferentes estádios de diferenciação ocorrem ao mesmo tempo in vitro
Embriogênese somática
a = Globular
b = Cordiforme
c = Torpedo
Os reguladores de crescimento vegetais, notadamente auxina e 
citocininas, controlam esses três processos
1) Expansão: auxina
2) Divisão: auxina e citocininas
3) Diferenciação: expressão seletiva de genes induzidos ou reprimidos
por auxina e citocininas
CONTROLE DO DESENVOLVIMENTO
Indução de Embriogênese Vegetal in vitro
Anther
Developing 
pollen grains
Haploid somatic 
embryo
Roots
Callus
Single cells
Callus
Shoot tip
Seed
Diploid somatic 
embryo
Protoplasts
Shoots
Fonte de explantes para induções embriogênicas
Embriogênese somática - Aplicações
➢PROPAGAÇÃO DE ESPÉCIES RECALCITRANTES
➢ PRODUÇÃO DE MUDAS (reflorestamento,áreas degradadas, 
programas de utilização e reposição de espécies nativas)
➢ MELHORAMENTO GENÉTICO (transformação genética, 
conservação de germoplasma)
MICROPROPAGAÇÃO
EMBRIOGÊNESE
SOMÁTICA
DIRETA INDIRETA
Calo
Vias de diferenciação do material em cultura 
Embriogênese
❖ INDIRETA
❖ DIRETA
EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA
INDIRETA 
Souza et al., 2007
(Solanum melongena L.)
Embriogênese direta
Explante original
Embriogênese somática direta
EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA
INDIRETA 
algodão
Alamo
cacto samambaia
soja castanha
Cheng & Chang, 2006. 
Biol. Plantarum 50 (2): 169-173
Phalaenopsis amabilis
Embriogênese
(soja)
Indução
Proliferação
Desenvolvimento
Germinação
Aclimatação
sementes 
imaturas
(explante)
Araucaria angustifolia
Proc. 0403333-1
Ocotea catharinensis
MODULAÇÃO DA EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA
fase de
multiplicação
A
explante
PLANTA
MATRIZ
2,4-D
escuro
indução da
competência/
determinação
multiplicação
cultura
embriogênica
fase de
maturação
B
inibição da 
multiplicação
Promotores
- ABA
- poliaminas
- citocininas
- PEG
maturação dos
embriões
somáticos
estabelecimento
ex vitro
2,4-D
Steiner & Guerra, 2006
EXPRESSÃO DIFERENCIAL DE GENES
➢)Proteômica comparativa
(estádios embriogênese somática)
Ocotea catharinensis (embriogênese zigótica)
Expressão diferencial de proteínas (número de polipeptídeos
Dias,L.C. et al. (2007)
Proteínas não 
identificadas
madurotorpedo
Proteína de reserva 
Vicilina
LEA
(late 
embryogenesis 
abundant)
➢ Araucaria angustifolia (embriogênese zigótica)
❖ Marcadores dos diferentes estádios da embriogênese
✓Araucaria angustifolia
Análises bioquímicas
✓Ocotea catharinensis
Globular
Cotiledonar
inicial
Cotiledonar Maduro Globular Pré-cotiledonar Cotiledonar MaduroPró-embrião
RELEMBRANDO !!!!
➢ Vegetais possuem desenvolvimento aberto;
➢ Divisão assimétrica no embrião estabelece o eixo apical-basal;
➢Meristemas caulinar e radicular das plântulas originam os demais estruturas
das plantas adultas;
➢ O desenvolvimento é sustentado pelo crescimento, diferenciação e
morfogênese
➢ A diferenciação é influenciada por três fatores: genético, características
originadas durante a ontogênese e características cuja expressão depende
apenas do ambiente ou meio de cultivo
➢ Cultura de tecidos vegetais se baseia na totipotencialidade vegetal e
possibilita gerar embriões somáticos