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Tipo do documento: Tese
Título: Criopreservação e avaliação da capacidade biossintética de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae)
Título(s) alternativo(s): Cryopreservation and evaluation of biosynthetic capacity of Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae)
Autor: Paula, Aline Medeiros Saavedra de 
Primeiro orientador: Gurgel, Claudia Simões
Primeiro coorientador: Albarello, Norma
Segundo coorientador: Cordeiro, Lívia da Silva
Primeiro membro da banca: Almeida, Georgia Pacheco Peters de
Segundo membro da banca: Bettoni, Jean Carlos
Terceiro membro da banca: Rocha, Marco Eduardo do Nascimento
Quarto membro da banca: Garcia, Renata de Oliveira
Resumo: Hovenia dulcis é uma espécie arbórea que vem sendo objeto de estudos biotecnológicos devido às suas propriedades medicinais, como as atividades hepatoprotetora e antineoplásica. Protocolos de micropropagação, calogênese e suspensões celulares já foram estabelecidos para a espécie. Considerando que o material mantido in vitro está sujeito a contaminações e perda do seu potencial morfogenético a criopreservação, que consiste no armazenamento de material biológico a temperaturas ultrabaixas com o uso de nitrogênio líquido (NL), tem sido indicada como um método seguro para a conservação de germoplasma em longo prazo. Este trabalho teve como objetivos desenvolver um protocolo de criopreservação para ápices caulinares de H. dulcis, empregando a técnica de V-Crioplaca, assim como avaliar a manutenção da capacidade de produção de metabólitos secundários do material criopreservado. Plantas propagadas in vitro mantidas em meio de cultura Murashige e Skoog (MS) suplementado com 0,5 mg L−1 de benzilaminopurina (BA) + 0,5 mg L−1 de cinetina (KIN) foram usadas como fontes de explantes para os ensaios de criopreservação. Ápices caulinares excisados de microestacas desenvolvidas por 3 semanas em cultivo, forneceram explantes para os ensaios de criopreservação. Adicionalmente, o melhor protocolo encontrado para ápices excisados de microestacas foi também testado para ápices excisados diretamente das plantas matrizes. Os ápices foram pré-tratados em meio MS contendo 0,3 M de sacarose por 24 h e, em seguida, foram aderidos às crioplacas utilizando soluções de alginato de sódio e cloreto de cálcio. Posteriormente, os ápices foram expostos à solução a base de glicerol e sacarose (solução de osmoproteção ou loading) por 20 min em temperatura ambiente e, finalmente, à solução de vitrificação de plantas número 2 (PVS2) a 0oC por diferentes tempos (0, 15, 30, 60, 90, 120, 150 min), antes do armazenamento em NL. Para o reaquecimento, as crioplacas foram transferidas para solução de reaquecimento (unloading:1,2 M sacarose) por 20 min em temperatura ambiente. Após a criopreservação, os ápices foram removidos das crioplacas e inoculados no meio MS contendo a associação de BA e KIN, em igual concentração, (0,2 ou 0,5 mg L−1). Adicionalmente, foi avaliado o uso de papel de filtro sobre o meio de cultura como base para a inoculação dos ápices durante a primeira semana de recuperação após a criopreservação. As culturas foram gradativamente expostas à luz, até completarem 1 mês ápos o processo criogênico. A eficiência da criopreservação foi avaliada com base na sobrevivência (após 4 semanas) e recuperação (após 8 semanas) dos ápices caulinares criopreservados. Ápices caulinares expostos em longos tempos de incubação ao PVS2 (90; 120 min) resultaram no aumento das taxas de recuperação. A concentração de citocininas no meio de recuperação influenciou a regeneração dos ápices após a criopreservação. As taxas mais elevadas de regeneração (63%) foram encontradas em meio de cultura MS suplementado com a combinação de BA e KIN (0,5 mg L−1) em associação ao uso de papel de filtro sobre o meio de recuperação . Foram alcançadas taxas de sobrevivência e de recuperação de 68% e 63%, respectivamente para ápices oriundos de microestacas, enquanto para ápices obtidos diretamente das plantas matrizes esses valores foram de 75% e 45%, respectivamente. As plantas regeneradas a partir dos ápices criopreservados apresentaram características fenotípicas semelhantes às propagadas in vitro, demonstrando a eficiência do protocolo de criopreservação de ápices de Hovenia dulcis pela técnica de VCrioplaca. As análises por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) revelaram a ocorrência de perfis fitoquímicos similares entre materiais oriundos de plantas in vitro e folhas de plantas de campo, sugerindo que o processo de criopreservação não acarretou em alterações na capacidade biossintética das plantas.
Abstract: Hovenia dulcis is a woody species that has been subjected to several biotechnological studies due to its medicinal properties, such as hepatoprotective and antineoplastic effects. Protocols of micropropagation, callogenesis, cell suspension and compact callus clusters cultures have already been established for the species. However, the material maintained in active growth under in vitro conditions is vulnerable to contamination and loss of its morphogenetic potential. Therefore, the cryopreservation, which consist of storing biological material at ultra-low temperatures using liquid nitrogen (LN), has been applied for the long-term conservation of germplasm. This study aims to develop a cryopreservation protocol for shoot tips of H. dulcis, using the V Cryo-plate technique, as well as to evaluate the maintenance of secondary metabolites production in the cryopreserved material. In vitro propagated plants maintained on MS medium supplemented with 0.5 mg.L−1 kinetin (KIN) + 0.5 mg.L−1 benzylaminopurine (BA) were used as source of explants. The experiments were carried out using shoot tips excised from microcuttings cultured from in vitro-grown stock plants. In addition, the most suitable cryopreservation protocol was also evaluated using shoot tips excised directly from axillary shoots of stock plants. The shoot tips were pre-treated on medium containing high concentration of sucrose (0.3 M) for 24 h, and they were adhered to the cryo-plates using the solutions of sodium alginate and calcium chloride. The shoot tips were exposed to loading solution (20 min) at room temperature and then to PVS2 at 0oC for different times (0, 15, 30, 60, 90, 120, 150 min), before storage in LN. For rewarming, the cryo-plates were immersed in unloading solution (1.2 M sucrose) for 20 min at room temperature. After cryopreservation, the shoot tips were removed from the cryo-plates and transferred to MS medium containing the association of BA and KIN at the same concentration (0.2 or 0.5 mg.L−1). The use of filter paper over the culture medium for shoot tips inoculation was evaluated during the first week of recovery. The cultures were gradually exposed to light. The parameters evaluated were survival (after 4 weeks) and recovery (after 8 weeks). The longer exposure times to PVS2 resulted in increased recovery rates, highlighting the exposure to 120 minutes. The cytokinin concentration significantly affected the regeneration of shoot tips after cryopreservation. The recovery medium supplementation with BA+KIN (0.5 mg.L−1 each) with filter paper allowed the highest survival (68%) and recovery (63%) rates of shoot tips from microcuttings and shoot tips excised directly from in vitro plants (75% survival and 45% recovery). Plants regenerated from cryopreserved shoot tips showed a normal phenotype, which confirms the efficiency of the protocol. The chromatographic analysis showed a stability in the production of secondary metabolites of plants developed from cryopreserved shot tips and in vitro propagated plants suggesting that the cryopreservation process did not change plant’s biosynthetic capacity.
Palavras-chave: CLAEV
Cultivo in vitro
Planta medicinal
Crioplaca
Uva-do-Japão
Plantas medicinais - Propagação-in-vitro
In vitro culture
Shoot tips
HPLC
Medicinal plant
V Cryo-plate
Área(s) do CNPq: CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA
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: PAULA, Aline Medeiros Saavedra de. Criopreservação e avaliação da capacidade biossintética de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae). 2022.120 f. Tese (Doutorado em Biologia Vegetal) - Instituto de Biologia Roberto Alcantara Gomes, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21761
Data de defesa: 19-Mai-2022
Aparece nas coleções:Doutorado em Biologia Vegetal

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