Estabelecimento de protocolo de cultivo in vitro de calos embriogênicos da cana-de-açúcar RB034045 voltado à transformação genética, via biobalística, com o gene cp4-epsps
| dc.contributor.advisor-co1 | Faria, Fabrícia Paula de | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3739169267521003 | |
| dc.contributor.advisor1 | Sibov, Sérgio Tadeu | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4627553641870284 | |
| dc.contributor.referee1 | Sibov, Sérgio Tadeu | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4627553641870284 | |
| dc.contributor.referee2 | Coelho, Gesimária Ribeiro Costa | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/1905913331729744 | |
| dc.contributor.referee3 | Carneiro, Luciano Lajovic | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2939211053205206 | |
| dc.contributor.referee4 | Faria, Fabrícia Paula de | |
| dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/3739169267521003 | |
| dc.creator | Martins, Carlos Eduardo de Oliveira Kosis | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/4798661671103313 | |
| dc.date.accessioned | 2025-10-22T18:21:37Z | |
| dc.date.available | 2025-10-22T18:21:37Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-31 | |
| dc.description.abstract | Somatic embryogenesis is a key tool in the genetic improvement of sugarcane (Saccharum spp.), particularly in protocols involving genetic transformation. However, limitations such as endophytic contamination and the highly variable in vitro response among genotypes still hinder its efficiency. This study aimed to establish and optimize an indirect somatic embryogenesis protocol for the RB034045 variety, as well as to perform genetic transformation experiments via biolistics as a validation step, using the cp4-epsps gene, associated with glyphosate resistance, as a selectable marker. The initial protocol was developed using leaf roll explants from the shoot apical region, cultivated in medium containing 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) for induction and multiplication of embryogenic calli, followed by regeneration and plant development steps. Based on this system, optimization experiments were conducted focusing on three critical aspects: endophytic contamination, efficiency of the regeneration medium composition, and explant region suitability. Strategies involving 2.5% sodium hypochlorite combined with reduced plant tissue per flask effectively decreased contamination levels. Regarding regeneration, the best results were obtained with medium supplemented with coconut water (77.7%) and 6-benzylaminopurine (BAP) (75.8%). The basal region of the cylindrical leaf stalk stood out for its higher callogenesis efficiency and embryogenic yield. Additionally, the minimum inhibitory concentration of kanamycin for effective selection was determined to be 100 mg L−1. For validation, embryogenic calli were subjected to biolistic transformation using a construct carrying the cp4-epsps gene and subsequently cultured under selective pressure. Regenerated plantlets exhibited an albino phenotype and low vegetative vigor. PCR analysis did not detect the cp4-epsps gene, although amplification of the nptII gene was observed, confirming partial integration of the transgene. The results demonstrate the feasibility of the somatic embryogenesis protocol developed for the RB034045 variety and its potential application in genetic transformation strategies, with prospects for optimization toward the generation of stable transgenic events. | eng |
| dc.description.resumo | A embriogênese somática é uma ferramenta fundamental no melhoramento genético da cana-de-açúcar (Saccharum spp.), especialmente em protocolos de transformação genética. Entretanto, limitações como a contaminação endofítica e a resposta in vitro variável entre genótipos ainda comprometem sua eficiência. Este trabalho teve como objetivo estabelecer e otimizar um protocolo de embriogênese somática indireta para a variedade RB034045, bem como conduzir experimentos de transformação genética via biobalística como etapa de validação do sistema, utilizando o gene de interesse cp4-epsps, associado à resistência ao herbicida glifosato. O protocolo foi desenvolvido a partir de discos foliares do tolete cilíndrico apical, cultivados em meio contendo ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) para indução e multiplicação de calos embriogênicos, seguido por etapas de regeneração e desenvolvimento de plantas. A partir desse sistema base, foram realizados ensaios de otimização abordando três aspectos críticos: contaminação endofítica, composição do meio de regeneração e escolha da região do explante mais adequada. Estratégias como o uso de hipoclorito de sódio a 2,5%, associado à redução da quantidade de material vegetal por frasco a ser descontaminado, mostraram-se eficazes na redução da contaminação. Os melhores resultados de regeneração foram obtidos com a suplementação do meio com água de coco (77,7%) e 6-benzilaminopurina (BAP) (75,8%). A região basal do tolete superior vegetal destacou-se por apresentar maior eficiência de calogênese e rendimento embriogênico. A concentração inibitória mínima de canamicina para seleção das plantas transformadas com o gene marcador nptII, foi fixada em 100 mg L−1. Na etapa de validação, calos embriogênicos foram submetidos à transformação genética via biobalística, com o vetor contendo os genes cp4-epsps e nptII, e cultivados sob pressão seletiva. As plântulas regeneradas apresentaram fenótipo aclorofilado e baixo vigor vegetativo. As análises por PCR demonstraram que o gene nptII do vetor foi integrado no genoma da cana e que a integração do gene cp4-epsps não ocorreu, estes resultados confirmam a transformação do calo, porém com integração parcial do vetor no genoma da cana. Os resultados demonstram a viabilidade do protocolo de embriogênese somática desenvolvido para a variedade RB034045 e seu potencial de aplicação em estratégias de transformação genética, com perspectivas para aprimoramentos futuros visando à obtenção de eventos transgênicos estáveis. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | |
| dc.identifier.citation | MARTINS, C. E. K. Estabelecimento de protocolo de cultivo in vitro de calos embriogênicos da cana-de-açúcar RB034045 voltado à transformação genética, via biobalística, com o gene cp4-epsps. 2025. 101 f. Dissertação (Mestrado em Genética e Melhoramento de Plantas) – Escola de Agronomia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2025. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/14809 | |
| dc.language | Português | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | por |
| dc.publisher.country | Brasil | por |
| dc.publisher.department | Escola de Agronomia - EA (RMG) | |
| dc.publisher.initials | UFG | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Genética e Melhoramento de Plantas (EA) | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | Saccharum spp. | por |
| dc.subject | Calogênese | por |
| dc.subject | Embriogênese | por |
| dc.subject | Transformação gênica | por |
| dc.subject | Callogenesis | eng |
| dc.subject | Embryogenesis | eng |
| dc.subject | Genetic transformation | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA | |
| dc.title | Estabelecimento de protocolo de cultivo in vitro de calos embriogênicos da cana-de-açúcar RB034045 voltado à transformação genética, via biobalística, com o gene cp4-epsps | |
| dc.title.alternative | Establishment of an in vitro culture protocol for embryogenic calli of sugarcane RB034045 aimed at genetic transformation, via biolistics, using the cp4-epsps gene | eng |
| dc.type | Dissertação |
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