As espécies reativas de oxigênio podem controlar o desenvolvimento e maturação dos embriões somáticos de Cyclamen persicum?

Abstract

Cyclamen persicum Mill. (Primulaceae) é uma planta ornamental de importância mundial cuja propagação se dá por via sexuada. A embriogênese somática, um dos principais sistemas de regeneração de plântulas in vitro, permite a redução de custos de propagação associados a um maior rendimento biológico em comparação aos demais sistemas de micropropagação. A propagação de ciclâmen via embriogênese somática foi primeiramente descrita por WICART; MOURAS e LUTZ (1984), sendo estudada por diversos grupos. Entretanto vários gargalos impedem a aplicação da técnica para a multiplicação comercial da espécie. Entre estes se destacam a assincronia do desenvolvimento dos embriões somáticos, resposta embriogenética genótipo- dependente, risco de mutações, perda de capacidade embriogenética, malformações dos embriões somáticos, embriogênese secundária. A modulação da embriogênese somática está ligada ao estresse oxidativo durante a indução e a maturação dos embriões somáticos. Nos últimos anos, a suplementação do meio de cultivo com glutationa, um tiol não proteico e scavenger de peróxidos decorrentes do metabolismo celular e do estresse oxidativo, tem sido utilizada para modular o estresse oxidativo durante a embriogênese somática de várias espécies. A presente tese teve como objetivo estudar os fenômenos morfofisiológicos e bioquímicos resultantes dos processos oxidativos durante o desenvolvimento e a maturação de embriões somáticos de Cyclamen persicum, visando e superar os gargalos deste sistema embriogenético. A tese foi redigida em quatro capítulos: no primeiro é apresentado o estado da arte. O segundo aborda a influência de concentrações de GSH sobre os estágios iniciais da embriogênese somática em ciclâmen. O terceiro apresenta a quantificação dos conteúdos endógenos de cisteína, glutationa reduzida e oxidada durante a embriogênese somática e suas implicações. O último apresenta um estudo do proteoma e do oxi-proteoma de embriões somáticos de ciclâmen submetidos ou não ao tratamento com GSH.

Abstract: Cyclamen persicum Mill. (Primulaceae) is an ornamental crop with high economic relevance worldwide. Somatic embryogenesis, one of the main in vitro plant regeneration systems, allows the reduction of propagation costs associated with a higher biological yield compared to other micropropagation systems. WICART; MOURAS e LUTZ (1984) first described the propagation of cyclamen via somatic embryogenesis. However, several bottlenecks prevent the commercial application of the technic. These include the asynchrony of the development of somatic embryos, genotype-dependent embryogenic response, risk of mutations, loss of embryogenic capacity, somatic embryo malformations, and, secondary embryogenesis. The somatic embryogenesis modulation during the induction and maturation is linked to oxidative stress. In recent years, the culture medium supplementation with glutathione, a non-protein thiol, and scavenger of peroxides, resulted from cellular metabolism and oxidative stress has been used to modulate oxidative stress during somatic embryogenesis of various species. The present thesis aimed to study the morphophysiological and biochemical phenomena resulted from oxidative processes during the development and maturation of Cyclamen persicum somatic embryos aiming to overcome the bottlenecks of this embryogenetic system. Therefore, this thesis was written in four chapters for a better exposition of the data. The first chapter presents state of the art. The second chapter deals with the influence of GSH concentrations on the early stages of somatic embryogenesis. The third chapter presents the quantification of the endogenous contents of cysteine, reduced, and oxidized glutathione during somatic embryogenesis and its implications. The last chapter presents a study of the proteome, and oxy proteome of cyclic somatic embryos submitted or not to GSH treatment.