Morfogênese Vegetal In Vitro

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Profa DSc. Denise Fernandes
denise.fernandes@ifc.edu.br
Biotecnologia Vegetal
Morfogênese Vegetal in vitro
In vitro
In vitro do Latim “em vidro” Manipulação em laboratório sob 
condições controladas e que são feitos normalmente em recipientes de 
vidro.
Morfogênese
Do grego que significa "desenvolvimento da forma".
Integração entre crescimento (mudanças quantitativas) e diferenciação 
(alterações qualitativas), mediada por divisão e especialização celular.
AQUISIÇÃO DE 
COMPETÊNCIA
ROTAS DE SINALIZAÇÃO
COMPETÊNCIA
DETERMINAÇÃO
DIFERENCIAÇÃO/
ESPECIALIZAÇÃO
MORFOGÊNESE 
EXPRESSÃO
ORGANOGÊNESE
EMBRIOGÊNESE 
SOMÁTICA
ou
Principais efeitos das interações
entre diferentes concentrações de
auxinas e citocininas. (Filho 1995).
Todas a células vegetais nucleadas, possuem, em princípio, a capacidade de
produzir um novo individuo (totipotencialidade)
Totipotência Celular
O que acontece quando retiramos 
parte de uma planta?
Alteração da harmonia estabelecida
➢ Interrompe-se parte do sistema sinais / receptores
➢ Rompe-se todo o sistema de controle da divisão celular e expressão gênica
Novos sinais no sistema
MANIFESTAÇÃO DA TOTIPOTENCIALIDADE
DIFERENCIAÇÃO
É o processo onde células com constituições genéticas idênticas adquirem
propriedades metabólicas, estruturais e funcionais distintas das células que as
originaram
cel companheira
elem. Tubo crivado
fibra
cel. meristemática
elem. vaso
cel. parênquima
É influenciada por três
fatores:
1- Fator genético
2-Características ontogênicas
3- Características
dependentes do ambiente
DIVISÃO CELULAR EXPANSÃO CELULAR
(aumento no número) (aumento no volume)
DIFERENCIAÇÃO
(Expressão seletiva de genes)
CRESCIMENTO OCORRE TANTO:
Diferenciação celular in vitro
➢ Fatores endógenos
➢ Fatores exógenos 
❖Caminho Morfogenético
meio de cultura
ambiente físico
explante
Balanço Citocinina x Auxina 
[Auxinas] 
Raiz
[citocinina]
Parte Aérea
[citocinina]+[Aux]
Calos
AIA 
AIB
ANA 
2,4-D
Picloran
CIN
BA 
Zea
2ip
TDZ
DESENVOLVIMENTO
EXPRESSÃO GÊNICA 
POSIÇÃO
REGULAÇÃO 
SINALIZAÇÃO
ROTAS DESENVOLVIMENTO
espacial
estrutural
temporal
funcional
Clonagem em 
Plantas 
CLONAGEM
Formação de indivíduos idênticos a partir de fragmentos de uma matriz
Clonagem - micropropagação CULTURA DE TECIDOS
➢ POUCO DIFERENCIADO (calo)
Vias de diferenciação do material em cultura 
➢ MORFOGÊNESE DIRETA
ORGANOGÊNESE
(brotos, flores, raízes)
EMBRIOGÊNESE 
(embriões somáticos)
➢ MORFOGÊNESE INDIRETA
POUCO ORGANIZADO (calo) - Calogênese
Vias de diferenciação do material em cultura 
Massa de células crescendo desorganizadamente;
Desdiferenciação;
Arranjo frouxo, paredes finas, crescimento a partir do explante;
Sem sítio específico de organização ou diferenciação;
Auxina e citocinina
Geralmente mantido indefinidamente por subcultura, mas podem 
perder capacidade de rediferenciação;
Caracteristicas gerais “parenquimáticas”;
Semelhança a tecido cicatricial;
Estrutura compacta ou friável
diferenciaçãoIndução/proliferação
POUCO ORGANIZADO (calo) - Calogênese
Potencial morfogenético em calos
POUCO ORGANIZADO (calo)
POUCO ORGANIZADO (calo) - Calogênese
Padrões Morfogênicos in vitro
Organogênese
Organogênese
Direta
Organogênese
Indireta
A organogênese relaciona-se
com a obtenção de eixos
caulinares monopolares
originados de gemas pré-
existentes ou neoformadas.
Estes eixos caulinares são
induzidos ao enraizamento in
vitro ou ex vitro resultando
em plântulas completas que
podem ser então
aclimatizadas.
Vias de Diferenciação 
ORGANOGÊNESE
Direta Indireta
Obtenção de
eixos caulinares
monopolares
originados de
gemas
pré-existentes
ou neoformadas
desdiferenciação
do explante,
resultando na
formação de calos
DIRETA
INDIRETA
Organogênese - Neo-formação de gemas
Organogênese
É o processo pelo qual as células são induzidas à mudanças que
conduzem a produção de uma estrutura denominada primórdio
caulinar (caulogênese) ou de raiz (rizogênese)
Organogênese
Direta Indireta
• Organogênese direta: refere-se ao surgimento direto 
de gemas a partir de tecidos que apresentam 
potencial morfogenético na planta in vivo, mas que 
em geral, não se expressa. 
ORGANOGÊNESE
DIRETA
Brotos
Raízes
Flores
Vias de diferenciação do material em cultura 
Meristema
apical radicular
Meristema 
floral
Meristema
apical caulinar
ORGANOGÊNESE DIRETA
Organogênese in vitro em Passiflora 
edulis Sims a partir de explantes 
radiculares
Organogênese direta obtida a partir de explantes radiculares de Passiflora edulis
demonstrada através de cortes anatômicos em microscopia de luz visível. Corados com
azul de Astra
A
0,4 cm
Após inoculação
B
0,4 cm
Após 7 dias de cultivo
C
0,4 cm
Após 15 dias de cultivo
D
1,1 cm
Após 4 meses de cultivo
Micropropagação
❖Brotamento (estaquia)
Micropropagação
❖Brotamento (estaquia)
❖Neo-formação de brotos
• Organogênese direta: via gemas adventícias
NEOFORMAÇÃO DE GEMAS FLORAIS
CULTURA DE 
MERISTEMAS
(eliminação de vírus)
Morfogênese indireta
calo
brotos
• Organogênese indireta: ocorre quando o processo 
de regeneração de gemas é precedido pela formação 
de calo. A partir de células não-organizadas do calo, 
surgem gemas adventícias que crescem e se 
desenvolvem em novas partes aéreas. 
Vias de diferenciação do material em cultura 
ORGANOGÊNESE INDIRETA
calo
Meristema apical caulinar
Organogênese Indireta
Organogênese indireta obtida a partir de explantes
radiculares de Passiflora edulis demonstrada
através de microscopia eletrônica de varredura.
Fernando (2005)
ORGANOGÊNESE INDIRETA
200µm
100µm 100µm
200µm
Organogênese direta Organogênese indireta 
Anatomical and ultrastructural analyses of in vitro 
organogenesis from root explants of commercial passion fruit 
(Passiflora edulis Sims)
Plant Cell Tiss Organ Cult DOI 10.1007/s11240-012-0171-4 (Rocha et al 2012b)
Diego Ismael Rocha • Lorena Melo Vieira • Francisco Andre´ Ossamu
Tanaka •Luzimar Campos da Silva • Wagner Campos Otoni
ORGANOGÊNESE INDIRETA: 
via tecidos reprodutivos