Cultura de tecidos

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BIOTECNOLOGIA E CULTURAS DE TECIDOS EM FITOPATOLOGIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 3 
BIOTECNOLOGIA E CULTURAS DE TECIDOS EM FITOPATOLOGIA ........ 4 
Tipos de cultura de tecidos ........................................................................................................... 4 
Micropropagação .......................................................................................................................... 5 
Aplicação no melhoramento de plantas superiores ..................................................................... 6 
Interação Planta-microrganismo in vitro ...................................................................................... 6 
Crescimento de vírus em cultura de tecidos ................................................................................. 7 
Crescimento de fungos em culturas de tecidos ............................................................................ 8 
CONCLUSÃO ................................................................................................................. 9 
REFERÊNCIAS ........................................................................................................... 10 
 
 
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INTRODUÇÃO 
 
A biotecnologia de plantas é uma aplicação da engenharia celular a qual manipula 
os genomas das células vegetais, regenerando plantas com a finalidade de 
aumentar a produtividade. A cultura de tecidos vegetais tem várias aplicações 
práticas utilizadas amplamente na agricultura. Dentre elas podemos destacar: a 
clonagem de vegetais, o melhoramento genético e a produção de mudas sadias. 
Esta técnica consiste, basicamente, em cultivar segmentos de plantas, em tubos de 
ensaio contendo meio de cultura adequado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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BIOTECNOLOGIA E CULTURAS DE TECIDOS EM 
FITOPATOLOGIA 
 
Tipos de cultura de tecidos 
 
A cultura de tecidos é um termo genérico que inclui a cultura de órgãos, que é 
o crescimento de pequenos fragmentos de tecidos ou de um completo órgão 
embrionário, e cultura celular, onde as células de um tecido são dispersas por meios 
mecânicos ou enzimáticos e se propagam como suspensão celular ou são prendidas 
em uma superfície de vidro ou plástico. Essas culturas podem ser Culturas de calos, 
Suspensão celular, Cultura de órgãos, Cultura de protoplastos e Culturas de 
meristemas. 
Culturas de calos são obtidas através de um explante de tecidos altamente 
organizados (raiz, mesófilo foliar, cotilédones eixo embrionário, medula, 
endosperma, parênquima vascular, entre outros) transferido para meio semi-sólido 
sintético ou não, onde forma uma massa celular não diferenciada chamada de calo. 
O meio de cultura é composto de fitohormônios e fatores de crescimento. 
Suspensão celular é cultura de explantes ou calos em um meio liquido, sendo 
os frascos de culturas mantidos em um agitador rotatório, que auxilia na dispersão 
das células e a troca de gases. Como as células estão em contato direto com os 
nutrientes do meio, o crescimento é mais intenso que no meio semi- sólido. 
Cultura de órgãos utiliza embriões de sementes que não germinam em 
condições normais, o que leva ao aborto do eixo embrionário. 
Culturas de anteras utilizam anteras em estagio de micrósporo uninucleadas. Estas 
são separadas dos estames de botões florais, esterilizadas e inoculadas em meio de 
cultivo sólido ou liquido. O estado fisiológico das anteras é importante para obtenção 
de sucesso, sendo as plantas jovens mantidas previamente em condições ideais de 
temperatura, nutrição e luz, são as melhores fontes de anteras. 
 Cultura de protoplastos utiliza células de vegetais nuas, desprovidas de 
membrana celulósica (protoplastos), sendo os tecidos vegetais jovens e calos as 
melhores fontes. Os protoplastos podem ser cultivados em meio liquido ou semi-
sólido, semelhantes aos que são utilizados para cultivar células, e meio solido sendo 
os protoplastos plaqueados ou embebidos em ágar. Podem ser cultivados 
 
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aceticamente protoplastos isolados, que produzem pequenas colônias e regeneram 
plantas inteiras. 
Os protoplastos podem fundir-se com o de outras espécies, que pode vir a 
regenerar híbridos interespecíficos. 
Culturas de meristemas utilizam células meristemáticas e as cultiva in vitro. O 
cultivo de meristemas permite a obtenção de plantas livres de patógenos produzindo 
plantas “true to type”. 
 
Micropropagação 
 
A cultura acética de meristemas e pontos apicais, gemas adventícias, axilares 
e laterais é chamada de micropropagação, e com raras exceções as plantas 
regeneradas são geneticamente uniformes, pois se originam de meristemas recém-
formados ou pré- existentes, pulando o estagio de calos. 
A multiplicação in vitro de vegetais possui vantagens sobre o método 
convencional. São eles: 
• Produção de clones durante todo o ano; 
• Propagação vegetativa de espécies que são de difícil propagação pelos 
métodos convencionais; 
• Multiplicação clonal rápida de espécies valiosas; 
• Eliminação de vírus. 
A multiplicação de espécies vegetais in vitro é feita lançando mão de 
fenômenos de embriogênese somática ou organogênese adventícia. 
 Embriogênese Somática: a embriogênese de células somáticas forma 
embriões somáticos que possuem morfologia idêntica ao de embriões zigóticos, 
esses embriões germinam in vitro e produzem plantas. 
Organogêneses adventícias: órgãos adventícios são estruturas foliares e 
cauliculares produzidas em tecidos de lugares das plantas que não são usados 
normalmente para formação de tubérculos, rizomas, bulbos, entre outros. A 
multiplicação clonal por esse método é mais lento do que o pela embriogênese 
somática, porem mais tem mais chances de ocorrer e consequentemente de 
regenerar plantas. Geralmente a produção de órgãos adventícios passa pelo estado 
 
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de calor, mas não são raras as que surgem diretamente de explante. Deve-se evitar 
o estágio de calo quando se quer regenerar plantas “true to type”. 
 
Aplicação no melhoramento de plantas superiores 
 
A cultura de tecidos de plantas proporciona: 
• Variação genética; 
• Condições para a seleção de genótipos superiores; 
• Amplia o conhecimento para a compreensão dos fenômenos bioquímicos e 
fisiológicos que são responsáveis pelo crescimento e desenvolvimento das 
células, tecidos e órgãos. 
Utilizando essa tecnologia, podem-se contornar os fatores que limitam a 
produtividade de certas culturas, obtendo excelentes resultados. 
O processo de culturas de tecidos, células e órgãos vegetais in vitro pode-se 
produzir uma viabilidade genética do material, pois a simples passagem das células 
diferenciadas por um ciclo de cultura de tecidos, onde acorre a proliferação 
abundante de células não diferenciadas e com posterior regeneração da planta é 
uma fonte de viabilidade genética. Isso vai depender da origem do explante. 
Através do cultivo in vitro obtêm mudas em meio seletivo na presença de 
fitotoxinas de fungos, herbicidas, níveis tóxicos de alumínio, concentrações elevadas 
de sal, entre outras, permitindo a seleção de variantes genéticos resistentes. 
Aplicações da micropropagação: 
• Recuperação de plantas livres de doenças através de cultura de 
ápices caulinares. 
• Multiplicação em larga escala. 
• Apoio aos programas de melhoramento genético. 
• Conservação de germoplasma. 
 
Interação Planta-microrganismo in vitro 
 
A técnica de cultura de células em suspensão é obtida através de 
protoplastos com o objetivo de estudar viroses. Este sistema permite a sincronização 
 
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da multiplicação viral para o estudo da produção de ácidos nucléicos virais e 
proteínas. 
A cultura de tecidos vegetais in vitro é uma ferramenta muito utilizada no 
estudo da biologiados vírus embora não esteja sendo muito eficiente no 
entendimento dos eventos da infecção viral e de sua multiplicação. 
Temos como exemplo o vírus mosaico do fumo (TMV – tabacco mosaic vírus) 
é um vírus que pode se desenvolver rapidamente em culturas de protoplastos em 
suspensão obtidos através das folhas de tabaco. 
Esse tipo de cultura tem permitido o crescimento de bactérias fixadoras de 
nitrogênio in vitro. 
Muitos patógenos de plantas produzem fitotoxinas sendo alguns hospedeiros 
específicos, estudos podem melhorar a compreensão do processo doença e dos 
mecanismos que regulam a seleção de materiais resistentes a patógenos. 
Há algumas vantagens em utilizar a cultura de tecidos de plantas, uma delas 
é a possibilidade de controlar o ambiente na qual a interação acontece sem a 
interferência de fatores estranhos. O controle da temperatura, dos nutrientes e do 
patógeno são ingredientes necessários para pesquisas, permitindo acompanhar 
cada fator isolado ou associado com dois ou mais fatores. Essa interação também 
pode ser feita passo-a-passo a partir do momento da inoculação, através de 
microscópio e de produção de enzimas e da liberação de substancias químicas. 
Existem pesquisadores contrários a técnica, que dizem que alguns eventos 
que ocorrem na natureza, simplesmente não ocorrem in vitro. Realmente tem 
diferença em culturas in vivo e in vitro essas diferenças colaboram para que a 
relação patógeno-hospedeiro seja mais bem entendida. O acumulo de fitoalexinas 
em células de fumo inoculadas com bactérias patogênicas é um exemplo disso. 
Estas condições podem levar ao surgimento de plantas geneticamente resistentes. 
Crescimento de vírus em cultura de tecidos 
 
Para a propagação de vírus in vitro necessita-se de condições especiais, sua 
maior dificuldade esta relacionada ao tipo de tecido meristemático devido à síntese 
de nucleoproteínas durante a divisão celular que compete com a síntese do DNA 
viral. Essa pratica de plantas isenta de vírus é muito utilizada em algumas culturas, 
mas nesse caso se utilizam o tecido apical. 
 
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Uma forma de contorna essa dificuldade é colocando protoplastos, estas 
células são capazes da produção da membrana celular levando a absorção do vírus 
por pinocitose e pela produção de polil-ornitina, originando calo e planta inteira. 
Outro método seria o cultivo de células isoladas pelo método enzimático, que seria 
semelhando ao emprego para produção de protoplatos. Essas células são capazes 
de sintetizar RNA e proteínas que suportam a multiplicação viral. 
Crescimento de fungos em culturas de tecidos 
 
Através das culturas em tecidos também podem ser feito o cultivo isolado de 
fungos in vitro, os esporos dos fungos são esterilizados superficialmente com 
hipoclorito e inoculados assepticamente em tecidos ou órgão crescendo em cultura. 
A produção metabolitos antimicrobianos em cultura não é tão usual quanto diz Bailey 
(1970). 
Podem ocorrer alguns problemas no estabelecimento e manutenção de 
associações estáveis entre fungos obrigatórios e tecidos em culturas, a pureza do 
inoculo é um dos principais problemas, também, pode citar como um problema o 
sucesso na inoculação do tecido hospedeiro. Nas associações entre fungos e o 
tecido do hospedeiro pode ocorrer excessivo crescimento do fungo no meio de 
cultura, eliminando a planta hospedeira, ou, ao contrario, pode ocorrer o 
desaparecimento do fungo. 
 
 
 
 
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CONCLUSÃO 
 
A cultura de tecidos em fitopatologia é importante na seleção de material 
propagativo resistente a patógenos com o objetivo de criação de lavouras 
resistentes tendo uma resposta maior quanto ao controle. E visando também os 
estudos das relações patógeno-hospedeiro com o intuito de ampliar o conhecimento 
sobre os distúrbios fisiológicos causados na planta e assim poder neutralizar os 
danos causados. Essa técnica tem demonstrado grande importância prática e 
potencial nas áreas agrícolas, florestal, na horticultura, floricultura e fruticultura, bem 
como na pesquisa básica. 
 
 
 
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REFERÊNCIAS 
 
 
Hartmann, H.T.; Kerster, D.E.; Davies Jr., F.T. Plant Propagation, New Jersey, 5th 
Edition, 1990. 647p. 
 
Janick, J. Horticultural Science, W.H. Freeman and Company, 4th Edition, 1986. 
746p. 
 
Torres, A.C.; Caldas, L.S.; Buso, J.A. Cultura de Tecidos e Transformação Genética 
de Plantas, Brasília: Embrapa, 1998. 2 vol. 
 
 
BERGAMIN FILHO A., KIMATI H., AMORIM L. Manual de Fitopatologia. V 1: 
Princípios e Conceitos, ed. 3. São Paulo: Agronômica Ceres, 1994. 919 p.