Embriogênese somática direta e criopreservação de embriões de Coffea arabica L. cv. Catuí Vermelho

Abstract

A espécie Coffea arábica é comumente propagada utilizando sementes ou estacas, entretanto a embriogênese somática apresenta-se como alternativa para sua propagação com alta taxa de multiplicação e maior uniformidade. A embriogênese possibilita ainda a conservação do material genético da espécie utilizando técnicas de criopreservação. Vários explantes podem ser utilizados para formação de criobancos, dentre eles embriões somáticos e zigóticos. Objetivou-se neste trabalho desenvolver um protocolo de embriogênese somática direta a partir de folhas cotiledonares e criopreservar embriões somáticos e zigóticos de Coffea arabica L. cv. Catuaí Vermelho IAC 144 . Para indução da embriogênese somática foram utilizadas diferentes concentrações de BAP, sendo em seguida cada concentração combinada com a presença ou ausência de ABA durante a fase de maturação. Para germinação avaliou-se a adição de diferentes fontes de carbono ao meio de cultura, sendo os explantes posteriormente enraizados através da utilização de diferentes concentrações de ANA. Durante a aclimatização testou-se a influência de diferentes substratos na sobrevivência das plântulas. O número máximo de embriões somáticos foi obtido utilizando 18,35 mg L -1 de BAP. A utilização de ABA não foi significativa para a maturação dos embriões. Todas as fontes de carbono, exceto sorbitol, promoveram a germinação dos embriões somáticos, obtendo-se uma média geral de 74% de germinação. A utilização de ANA para o enraizamento não foi significativa, obtendo-se uma média geral de 80,57% de enraizamento, entretanto o número máximo de raízes foi obtido utilizando 2,7 mg L -1 de ANA. A aclimatização das plântulas foi bem sucedida independente do substrato utilizado obtendo-se uma média geral de 96% de sobrevivência. Para o experimento de criopreservação de embriões zigóticos foram testados diferentes tempos de desidratação e determinados os teores de umidade em cada um deles. Para avaliação da viabilidade utilizou-se o teste de tetrazólio. Após 120 dias de germinação, as plântulas obtidas foram aclimatizadas. Na medida em que se diminuiu o grau de umidade observou-se o aumento da taxa de sobrevivência, obtendo-se 98% de sobrevivência aos 117 minutos de desidratação. A máxima viabilidade obtida através do teste de tetrazólio foi 60% aos 108 minutos. A aclimatização foi feita com sucesso, sendo obtida a sobrevivência de 100% das plântulas. Apesar da criopreservação de embriões zigóticos ter sido feita com sucesso, não foi possível criopreservar embriões somáticos diretos de cafeeiro, não sendo observada a sobrevivência de nenhum embrião após a desidratação ou desidratação e congelamento.

Coffea arabica is usually propagated by seeds or cuttings, however somatic embryogenesis is an option for its propagation with high multiplication rate and higher uniformity. Somatic embryogenesis also allows the conservation of genetic material through cryopreservation. Various explants can be used to form cryobanks, including somatic and zygotic embryos. The aim of the present study was to develop a protocol for direct somatic embryogenesis using cotyledonary leaves and cryopreserve embryos of Coffea arabica L. cv. Catuaí Vermelho IAC 144. During the induction of somatic embryogenesis it was checked the effects of the addition of BAP in the culture medium in different concentrations, each concentration was them combined with the presence or absence of ABA during the maturation phase. Different carbon sources were used to the germination of the embryos, and after germination the embryos were rooted using different concentrations of ANA. The influence of three substrates in the survival rate during acclimatization was checked. It was observed the presence of somatic embryos in all BAP concentrations used, the maximum number of somatic embryos (1,10) was obtained using 18,35 mg L -1 of BAP. No significant difference was observed in the number of mature somatic embryos in the concentration of ABA tested. All carbon sources used, except sorbitol, were efficient to promote germination of somatic embryos, reaching an average germination of 74%. The presence of roots was observed in all ANA concentrations tested. After rooting the seedlings was successfully acclimatized in all substrates checked, reaching a rate of survival of 94%. In the cryopreservation study it was checked different dehydration times in silica gel and the moisture content was set in each one. After 24 hours in liquid nitrogen and one week in MS medium for the germination, the percentage of germinated embryos was determined. The tetrazolium test was used to evaluate the viability of the embryos after freezing. After 120 days in MS medium the seedlings were acclimatized. The embryos that weren’t dehydrated didn’t survive after freezing, however after the decrease of moisture content the increase in survival rate was observed, the maximum survival rate (98%) was reached after dehydration for 117 minutes. The highest viability (60%), according tetrazolium test, was reached when the embryos were dehydrated for 108 minutes. The acclimatization of seedlings was successfully done, and 100% of survival was observed. Although we have been successful in cryopreserving zygotic embryos, the cryopreservation of somatic embryos wasn’t possible, and none of the embryos dehydrated or dehydrated and frozen have been survived.