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Tipo do documento: Tese
Título: Estudos de criopreservação, análise fitoquímica e avaliação da estabilidade genética de Cleome spinosa Jacq. (Cleomaceae)
Título(s) alternativo(s): Studies on cryopreservation, phytochemical analysis and genetic stability of Cleome spinosa Jacq. (Cleomaceae)
Autor: Vilardo, Anna Flávia Rodrigues Mortani 
Primeiro orientador: Gurgel, Claudia Simões
Primeiro coorientador: Albarello, Norma
Primeiro membro da banca: Almeida, Georgia Pacheco Peters de
Segundo membro da banca: Silva, Jaqueline Gusmão da
Terceiro membro da banca: Lima, Helena Regina Pinto
Quarto membro da banca: Garcia, Renata de Oliveira
Resumo: Sistemas de conservação de germoplasma baseados na cultura de tecidos vegetais estão sujeitos a contaminações e perdas do seu potencial morfogenético. Estes problemas podem ser evitados pelo estabelecimento da criopreservação, método que permite a conservação em longo prazo de material biológico por meio da imersão em nitrogênio líquido. O presente trabalho teve por objetivos a criopreservação de ápices caulinares obtidos de plantas produzidas in vitro de Cleome spinosa, empregando as técnicas de vitrificação e dessecação com uso de crioplacas (V-Crioplaca e D-Crioplaca, respectivamente), além da avaliação da estabilidade genética e fitoquímica do material criopreservado. Para a técnica de V-Crioplaca, foi avaliada a etapa de recuperação, com o emprego de diferentes concentrações e períodos de cultivo na presença do regulador de crescimento benzilaminopurina (BAP). Os ápices foram submetidos a tratamento com a solução PVS2 (25°C ou 0°C), empregando protocolos previamente estabelecidos para a espécie. No presente estudo, os maiores percentuais de sobrevivência (83%) e recuperação (76%) foram obtidos utilizando ápices caulinares pré-cultivados em meio MS com concentrações crescentes de sacarose (0,25 M - 0,5 M), expostos à PVS2 por 90 minutos (0°C) e submetidos à etapa de recuperação em meio contendo 0,5 mg.L-1 de BAP por 15 dias. Para a técnica de D-Crioplaca, empregada pela primeira vez para a espécie, foram avaliados o efeito do pré-cultivo, alteração na concentração de sacarose na solução de polimerização, tratamento com solução de loading, exposição à sílica gel e tempo de cultivo em presença de BAP durante a recuperação dos ápices caulinares. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento mais eficiente consistiu no pré-cultivo em concentrações crescentes de sacarose (0,25 M - 0,5 M) por 48h, fixação às crioplacas com auxílio de solução de polimerização contendo 0,6 M de sacarose, seguido de exposição ao loading (20 min) e dessecação em sílica gel por 60 min. A etapa de recuperação ocorreu em meio MS acrescido de 0,5 mg.L-1 de BAP por 15 dias, com posterior transferência do material para meio MS0. Este protocolo resultou nas maiores porcentagens de sobrevivência (76%) e recuperação (70%), após a criopreservação por D-Crioplaca. A aclimatização e as análises molecular e fitoquímica, foram realizadas com plantas regeneradas após a criopreservação empregando a técnica de V-Crioplaca. As plantas desenvolvidas a partir de ápices criopreservados, alcançaram uma taxa de aclimatização de 100%, e apresentaram aspecto fenotípico normal. A análise da estabilidade genética visou comparar as plantas regeneradas após o processo de criopreservação (-NL e +NL) com suas respectivas plantas matrizes, empregando as técnicas de marcadores moleculares SCoT e ISSR. As análises SCoT revelaram um baixo grau de polimorfismo, sendo encontrado apenas um único fragmento polimórfico, enquanto que pela técnica ISSR não foram encontrados polimorfismos para os fragmentos analisados. Extratos metanólicos de plantas regeneradas após a criopreservação (+NL), plantas propagadas in vitro e plantas coletadas a campo foram submetidos a análise por cromatografia líquida de alta eficiência visando a comparação de seu perfil fitoquímico. Os resultados demonstraram que a amostra de campo apresentou uma maior diversidade de substâncias, enquanto as plantas propagadas in vitro mostraram perfis cromatográficos similares. Os estudos realizados com C. spinosa demonstraram a viabilidade do uso das técnicas de criopreservação para a conservação em longo prazo de materiais biotecnológicos estabelecidos com a espécie.
Abstract: Germplasm conservation systems based on plant tissue culture are subject to contamination and loss of their morphogenetic potential. These problems can be circumvented by the establishment of the cryopreservation, a method that allows long-term conservation by immersion of the biological material into liquid nitrogen. The objectives of this study were the cryopreservation of shoot tips from in vitro plant of Cleome spinosa using vitrification and desiccation techniques in cryo-plates (V-Cryo-Plate and D-Cryo-Plate, respectively) and evaluation of genetic and phytochemical stability. For the V-Cryo-plate technique, the recovery was evaluated using different concentrations and exposure time to benzylaminopurine (BAP). The shoot tips were treated with the PVS2 solution (25°C or 0°C), applying protocols previously established to the species. In the present work, the highest percentages of survival (83%) and recovery (76%) were achieved for shoot tips exposed to PVS2 for 90 min (0°C) and recovered on MS medium supplemented with 0.5 mg.L-1 BAP for 15 days. The D-Cryo-Plate technique was applied for the first time with C. spinosa. The effect of pre-culture treatment, sucrose concentration on polymerization solution, exposure to loading solution and to silica gel as well as the recovery medium were evaluated. The highest percentages of survival (76%) and recovery (76%) rates after cryopreservation were achieved using the followed protocol: Pre-culture with increasing concentrations of sucrose (0.25 M - 0.5 M) for 48 h, fixation to cryo-plates with the polymerization solution containing 0.6 M sucrose, followed by exposure to loading (20 min) and desiccation on silica gel for 60 min. The recovery was performed on MS medium supplemented with 0.5 mg.L-1 BAP for 15 days. Acclimatization process, molecular and phytochemical analysis were performed with plants regenerated after cryopreservation using the V-Cryo-plate technique. The cryopreserved plants achieved 100% acclimatization rate and showed a normal phenotypic aspect. The analysis of genetic stability aimed to compare the regenerated plants after the cryopreservation process (-NL and + NL) with their mother plants, using the molecular makers SCoT and ISSR. The SCoT analysis revealed only a single polymorphic fragment, while using the ISSR no polymorphisms were detected. Methanolic extracts of cryopreserved plants (+ NL), in vitro propagated plants and field collected plants were subjected to analysis by high performance liquid chromatography to compare their phytochemical profile. The results showed that the field sample presented a greater diversity of substances, while the in vitro propagated plants showed similar phytochemical profile. The studies conducted with C. spinosa demonstrated the feasibility of cryopreservation techniques for long-term conservation of biotechnological materials established with the species.
Palavras-chave: Aclimatization
Chromatography
Long-term conservation
D cryo-plate
Medicinal plant
Molecular markers
V cryo-plate
Plantas Medicinais
Tecidos vegetais - Culturas e meios de cultura
Matéria médica vegetal - Propagação in vitro
Aclimatização
Conservação em longo prazo
Cromatografia
D-Crioplaca
Marcadores moleculares
Planta medicinal
V-Crioplaca
Área(s) do CNPq: OUTROS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Sigla da instituição: UERJ
Departamento: Centro Biomédico::Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
Citação: VILARDO, Anna Flávia Rodrigues Mortani. Estudos de criopreservação, análise fitoquímica e avaliação da estabilidade genética de Cleome spinosa Jacq. (Cleomaceae). 2019. 160 f. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) - Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2019.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/18433
Data de defesa: 11-Dez-2019
Aparece nas coleções:Doutorado em Biologia Vegetal

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