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Title: Cultivo in vitro de Crambe abyssinica Hochst. : germinação, micropropagação, estabilidade genética e anatomia foliar
metadata.dc.creator: Werner, Elias Terra
Issue Date: 2014
Abstract: Crambe (Crambe abyssinica) pertence à família Brassicaceae, originário da Etiópia e principalmente destinado à produção de forragem (30 a 32% de proteína bruta). Atualmente, tem sido bastante cultivado visando à extração de óleo vegetal. Com os atuais incentivos à busca de fontes de energias renováveis, o cultivo de crambe vem ganhando papel de destaque na produção de biodiesel por suas diversas vantagens, como: (a) rápido ciclo de vida (colhida em torno de 90 dias); (b) alta produção de biomassa; (c) alta produtividade de sementes (1000 e 1500 kg ha-1); (d) menor custo de produção em relação a outras fontes oleaginosas, como, canola, girassol e soja; (e) um percentual de óleo total na semente entre 32 e 38%, superando, por exemplo, a soja; (f) potencial de fitorremediação, eficiente na descontaminação de arsênio, cromo e outros metais pesados; e (g) elevado percentual de ácido erúcico (50 a 60%) sendo útil na indústria de plástico e lubrificante. Devido aos poucos trabalhos realizados com crambe, abre-se um vasto campo de investigações científicas que tenham como objetivo desenvolver as potencialidades dessa cultura e, consequentemente, melhorar os aspectos agronômicos e tecnológicos para seu emprego na indústria de biodiesel. Nesse contexto, as técnicas de cultivo in vitro foram importantes tanto para a propagação massal, quanto como ferramenta para uma possível aplicação de outras técnicas biotecnológicas, contribuindo para uma produção homogênea, fiel e em larga escala. Portanto, este trabalho teve como objetivo geral avaliar as condições mais favoráveis à germinação, estabelecimento in vitro e micropropagação de Crambe abyssinica Hochst., além de verificar possíveis alterações genéticas e anatômicas, possibilitando a regeneração e produção de plântulas viáveis. Para a germinação e estabecimento in vitro de crambe, as condições mais favoráveis foram em meio B5 ou WPM, na presença ou ausência de pericarpo e na presença de luz. Na micropropagação dessa espécie, uma frequência satisfatória de regeneração de brotos foi obtida a partir de segmentos apicais utilizados como explante em meio contendo 5 μM de BAP (6- benzilaminopurina), e o alongamento foi satisfatório com 1 μM de GA3 (ácido giberélico). Os marcadores moleculares ISSR (Inter-Simples Sequence Repeats) utilizados para a análise da estabilidade genética indicaram que o segmento apical de crambe é um explante confiável para a micropropagação de plantas geneticamente verdadeiras (true-to-tipe), ou seja, mantém a estabilidade genética. As diversas fontes de citocininas e concentrações utilizadas neste trabalho não promoveram mudanças, no sentido de alterar a organização e/ou a espessura em relação ao controle, e as alterações observadas na estrutura e espessura das folhas dos tratamentos de aclimatização prejudicaram o processo de estabelecimento da plântula ex vitro. Contudo, existe a necessidade de um enraizamento e aclimatização eficiente para completa propagação in vitro de crambe. Portanto, este protocolo de regeneração de plantas in vitro de crambe pode ser útil no processo de criação e desenvolvimento de novas cultivares em um tempo mais curto e no melhoramento genético usando explantes apicais.
Crambe (Crambe abyssinica) belongs to the Brassicaceae family, originally from the Ethiopia and primarily designed for forage production (30-32% crude protein). Currently, it has been largely cultivated for extraction of vegetable oil. With the current incentives to the search for renewable energy sources, the cultive of crambe has gained a prominent role in the production of biodiesel for its various advantages, such as: (a) rapid life cycle (harvested around 90 days); (b) high biomass production; (c) high seed crop (1000 and 1500 kg ha-1); (d) lower production cost compared to other oil sources, such as, canola, sunflower and soybean; (e) a percentage of total seed oil between 32 and 38%, surpassing, for example, the soybean; (f) potential for phytoremediation, effective in the decontamination of arsenic, chrome and other heavy metals; and (g) a high percentage of erucic acid (50 to 60%) being useful in lubricant and plastic industry. Because of the few studies with crambe opens up a vast camp of scientific research that aim to develop the potential of this crop and, hence, improve the agronomic and technological aspects to its use in the biodiesel industry. In this context, the techniques of in vitro culture were important for mass propagation, and as a tool for a possible application of other biotechnological techniques, contributing to a homogeneous, true and large scale production. Therefore, this study aimed to evaluate the general conditions more favorable for Crambe abyssinica Hochst. germination, establishment in vitro and micropropagation. To investigate possible genetic and anatomical changes enabling regeneration and production of viable seedlings. For in vitro germination and establishment of crambe, the most favorable conditions were in B5 or WPM medium, in the presence or absence of the pericarp and in the presence of light. In micropropagation of this species, a satisfactory frequency of shoot regeneration was obtained from shoot tip used as explants in medium containing 5 μM BAP (6- benzylaminopurine), and the elongation was satisfactory with 1 μM of GA3 (gibberellic acid). The ISSR (Inter-Simples Sequence Repeats) molecular markers used for genetic analysis indicated that the stability shoot tip crambe is a reliable explant for micropropagation of plants genetically true-to-tipe, maintains genetic stability. The various sources of cytokinins and concentrations used in this study did not cause changes, in way to change the organization and/or thickness compared to control, and that the observed changes in the structure and thickness of the leaves of acclimatization treatments hindered the process ex vitro establishment of seedlings. However, there is a need for an efficient rooting and acclimatization for full in vitro propagation of crambe. Therefore, this protocol for in vitro plant regeneration of crambe may be useful in the process creation and development of new cultivars in a shorter time and in genetic improvement using shoot tips explants.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/1445
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