Introdução a Biotecnologia

Prévia do material em texto

Disciplina de MELHRAMENTO DE PLANTAS -
IX. Biotecnologia Vegetal x Melhoramento de Plantas
Prof. Dalton Dias da Silva Junior
04 de agosto de 2016
Humaitá, Amazonas
UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS
INSTITUTO DE EDUCAÇÃO, AGRICULTURA E AMBIENTE
CAMPUS VALE DO RIO MADEIRA
Curso: Agronomia Turma 2013/2 email: mgpufam@yahoo.com
melhorgen
I. Quais os objetivos do Melhoramento de plantas?
Aumento da produção;
Biofortificação alimentar;
Propagação de plantas ornamentais; 
Geração de biocombustíveis;
Introdução de características diferentes a da espécie - gene exótico;
Resistência de cultivares/variedades resistentes a pragas e doenças;
Tolerância à condições de estresse abiótico ( e.g. clima, solo);
II. Cultivar
Contribuições do melhoramento clássico :
- Significativas, porém métodos são demorados
- Hoje, o processo do melhoramento genético está em novos rumos;
Melhoramento vegetal clássico + Biotecnologia = “Biotecnologia Vegetal”
-
I. Quais os objetivos do Melhoramento de plantas?
II. Biotecnologia Vegetal
“......é o conjunto de conhecimentos que permite a utilização de agentes biológicos
(organismos, células, organelas, moléculas) para obter bens ou assegurar serviços”
a) CULTURA DE TECIDOS VEGETAIS
- As células meristemáticas possuem a capacidade de dá
origem a outro órgão da planta TOTIPOTENTES ;
* Meristemas;
-Apical da parte aérea e do sistema radicular;
1) Cultivo de plantas in vitro :
- Multiplicação de material genético de plantas em larga
escala;
- Produção de mudas livres de patógenos;
- Obtenção de biomoléculas; Estudos para biologia
molecular; Conservação de germoplasma
a) Cultura de tecidos vegetais: MICROPROPAGAÇÃO VEGETAL
• Escolha da planta matriz;
• Seleção e coleta de explantes;
• Desinfecção;
• Isolamento do explantes;
• Meio de cultura - rico em macro, 
micronutrientes, vitaminas e 
fitohormônios;
Produção de indivíduos idênticos a 
parte de células ou segmentos 
vegetais
✓Produz de mudas em larga escala;
✓Produz plântulas enraizadas prontas para plantação e crescimento;
✓É o único método viável para regeneração de células
geneticamente modificadas e para células resultantes da fusão de
protoplastos;
✓É um bom método de multiplicar plantas que não produzem
sementes ou que apenas produzam em quantidades pouco
lucrativas;
✓Produz plantas mais resistentes, com o crescimento mais rápido do
que as plantas produzidas através dos métodos convencionais - ?
a) Cultura de tecidos vegetais: MICROPROPAGAÇÃO VEGETAL Vantagens
a) Cultura de tecidos vegetais: MICROPROPAGAÇÃO VEGETAL
✓Processo que demanda elevado investimento e
mão de obra especializada;
✓Uma planta infectada pode produzir clones
infectados.
Exemplos de plantas micropropagadas
Frutíferas: Musa sp., Fragaria sp., Ananas comosus
e Ananas nanus.
Espécies florestais: Eucalyptus sp., Tectona grandis
Desvantagens
Gomide, D.W.G (2004):INFLUÊNCIA DO NÚMERO DE
SUBCULTIVOS NA MULTIPLICAÇÃO IN VITRO E NA
ACLIMATIZAÇÃO DE PLANTAS MICROPROPAGADAS DE
MORANGUEIRO
b) EMBRIOGÊNESE SOMÁTICA
- células haplóides dão origem a uma planta, sem
que ocorra formação de gameta;
- é um método importante para propagação de
plantas elite in vitro, em larga escala;
- Modelo para estudos básicos relacionados com a
fisiologia do desenvolvimento do embrião;
- Produção de plantas transgênicas e
sementes sintéticas;
Elaeis guineensis, Coníferas, Eucalyptus sp., Vitis
sp., Theobrama cacao, Coffea sp., Saccharum sp.;
É a formação de um embrião, sem que haja fecundação e a partir
de células somáticas (células não reprodutivas), sendo este
embrião semelhante ao produzido na embriogênese zigótica.
Joyce Meire Gomes Ferreira - Bióloga MSc, Coordenadora
do projeto Embriogênese Somática de Café do Instituto
Biosomática.
c) CRIOPRESERVAÇÃO
✓ Alternativa à conservação dos
acessos em bancos de
germoplasma no campo;
✓ Preservação de células e
tecidos a ultra baixa
temperatura ( - 196 °C) N2;
✓ Paralisa o metabolismo da planta;
Importante para a preservação de
espécies vegetais e animais;
Manual de Curadores de Germoplasma-Vegetal: Criopreservação- Embrapa ( 
Documentos 319)
d) SEMENTE SINTÉTICA
Utono et al,2008
Guedes etal.,2007
✓ São brotos ou outros tecidos artificialmente capsulados, que possam ser utilizados para
cultivo in vitro ou ex vitro - meio nutritivo.
e) CULTURA DE PROTOPLASTOS
✓Células vegetais desprovidas de parede celular;
✓Protoplastos são isolados e fundidos, envolvendo
interações nucleares e citoplasmáticas;
✓Obtenção de plantas transgênicas, híbridos somáticos
e mutantes ou variantes somaclonais;
✓Constituem um sistema vegetal para o estudo da
expressão de genes isolados e sua regulação;
✓Enzimas: Celulase e pectinase;
f) RESGATE DE EMBRIÕES
✓ Embriões zigóticos - são excisados e cultivados para originar plântulas;
✓ Recuperar embriões de sementes que não germinam em condições 
naturais/adversas;
✓ Obtenção de plantas assépticas em casos onde a limpeza é muito complicada;
g) VARIAÇÃO SOMACLONAL
✓ é uma variação fenotípica de origem genética, ou seja, uma variação cromossômica que
se torna herdável nas gerações seguintes,
✓ ou epigenética, que é uma variação transitória devido ao estresse fisiológico que o
material sofre, quando submetido ao cultivo in vitro;
h) CULTURA DE MERISTEMAS
✓ São células pouco diferenciadas;
✓ Região sem provável contaminação por
patógenos;
e.g. Crisântero
Imagem internet
i) TRANSFORMAÇÃO GENÉTICA DE PLANTAS
✓Processo de inserção de gene
(sequência de ácidos nucléicos
exógenos) em um genoma
receptor;
✓Resultando em tolerância a
herbicida e pragas, resistência a
vírus e fungos, resistência a seca,
teor de sacarose, produção de
fármacos (insulina);
Biobalística
Agrobacterium
i.1 ) Agrobacterium
i.1 ) Agrobacterium
Torres, et al.(1999)
i.2 ) BIOBALÍSTICA
i.3 ) Comparação
### Comparação
Melhoramento clássico Melhoramento Moderno
Características de 
interesse ( fenótipo)
Gene de interesse
Espécie vegetal selecionada
Estabilidade da informação transferida
Baixo custo Alto custo