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Vale EM, Reis RS, Passamani LZ, Santa-Catarina C, Silveira V. Morphological analyses and variation in carbohydrate content during the maturation of somatic embryos of Carica papaya. PHYSIOLOGY AND MOLECULAR BIOLOGY OF PLANTS : AN INTERNATIONAL JOURNAL OF FUNCTIONAL PLANT BIOLOGY 2018. [PMID: 29515323 PMCID: PMC5834986 DOI: 10.1007/s12298-017-0501-4] [Citation(s) in RCA: 5] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Grants] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 05/11/2023]
Abstract
Efficient protocols for somatic embryogenesis of papaya (Carica papaya L.) have great potential for selecting elite hybrid genotypes. Addition of polyethylene glycol (PEG), a nonplasmolyzing osmotic agent, to a maturation medium increases the production of somatic embryos in C. papaya. To study the effects of PEG on somatic embryogenesis of C. papaya, we analyzed somatic embryo development and carbohydrate profile changes during maturation treatments with PEG (6%) or without PEG (control). PEG treatment (6%) increased the number of normal mature somatic embryos followed by somatic plantlet production. In both control and PEG treatments, pro-embryogenic differentiation to the cotyledonary stage was observed and was significantly higher with PEG treatment. Histomorphological analysis of embryonic cultures with PEG revealed meristematic centers containing small isodiametric cells with dense cytoplasm and evident nuclei. Concomitant with the increase in the differentiation of somatic embryos in PEG cultures, there was an increase in the endogenous content of sucrose and starch, which appears to be related to a rising demand for energy, a key point in the conversion of C. papaya somatic embryos. The endogenous carbohydrate profile may be a valuable parameter for developing optimized protocols for the maturation of somatic embryos in papaya.
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Affiliation(s)
- Ellen Moura Vale
- Laboratório de Biotecnologia, Centro de Biociências e Biotecnologia (CBB), Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
- Unidade de Biologia Integrativa, Setor de Genômica e Proteômica, UENF, Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
| | - Ricardo Souza Reis
- Laboratório de Biotecnologia, Centro de Biociências e Biotecnologia (CBB), Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
- Unidade de Biologia Integrativa, Setor de Genômica e Proteômica, UENF, Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
| | - Lucas Zanchetta Passamani
- Laboratório de Biotecnologia, Centro de Biociências e Biotecnologia (CBB), Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
- Unidade de Biologia Integrativa, Setor de Genômica e Proteômica, UENF, Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
| | - Claudete Santa-Catarina
- Laboratório de Biologia Celular e Tecidual, CBB-UENF, Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
| | - Vanildo Silveira
- Laboratório de Biotecnologia, Centro de Biociências e Biotecnologia (CBB), Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF), Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
- Unidade de Biologia Integrativa, Setor de Genômica e Proteômica, UENF, Av. Alberto Lamego 2000, Campos dos Goytacazes, RJ 28013-602 Brazil
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Silva CUDC, Ferreira Pereira JA, Sampaio Silva S, Arruda E, Morais M. Indução e histologia de embriões somáticos primários e secundários do híbrido Phalaenopsis Classic Spotted Pink (Orchidaceae). ACTA BIOLÓGICA COLOMBIANA 2016. [DOI: 10.15446/abc.v21n3.50032] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.1] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/09/2022] Open
Abstract
El presente trabajo tuvo como objetivos inducir la formación de embriones somáticos in vitro en el híbrido Phalaenopsis Classic Spotted Pink, utilizando diferentes medios nutritivos, y evaluar la morfología interna de estos embriones mediante análisis histológico e histoquímico. Hojas jóvenes de plantas cultivadas in vitro se utilizaron como explantes para la inducción de embriones somáticos en diferentes medios nutritivos: New Dogashima Medium, contenido de ANA (0.537 mM) y BAP (4.440 mM) además de phytagel y con pH 5.8 (NDM) y el Murashige Skoog con la mitad de la concentración de sales, además de ANA (0.537 mM) y TDZ (13.621 mM), gelificado gelrite y pH 5.2 (½ MS). Se obtuvieron embriones somáticos primarios a los 90 días de cultivo en el medio ½ MS y a estos se les transfirió al mismo medio (½ MS) para la obtención de embriones secundarios. Los embriones somáticos primarios y secundarios fueron subcultivados para MS con la mitad de la concentración de sales, sin reguladores de crecimiento y sometidos a fotoperiodo de 16 horas, lo que estimuló la producción de clorofila tanto en los embriones primarios como en los secundarios, promoviendo el desarrollo de los protocormos y más tarde en las plantas. Los análisis histológicos demostraron que los embriones somáticos fueron formados directamente en las capas epidérmicas de los explantes, sin pasar por la fase de callo, vía embriogénesis somática directa. Los métodos histoquímicos hicieron posible destacar la deposición de almidón y lípidos en las células embriogénicas como resultado de mecanismos fisiológicos, que permiten el desarrollo de los embriones primarios y secundarios en las plantas. Por lo tanto, el medio ½ MS contenido de ANA (0.537 mM) y TDZ (13.621 mM), con gelrite y pH 5.2 permitió obtener embriones primarios y secundarios con capacidad para regenerar plantas con caracteres morfológicos similares a los dela planta matriz.
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