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dc.contributor.authorDinato, Naiana Barbosa
dc.date.accessioned2020-06-22T11:47:50Z
dc.date.available2020-06-22T11:47:50Z
dc.date.issued2020-02-28
dc.identifier.citationDINATO, Naiana Barbosa. Viabilidade de grãos de pólen de espécies de Paspalum após a criopreservação visando seu uso em programas de melhoramento genético. 2020. Tese (Doutorado em Genética Evolutiva e Biologia Molecular) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12949.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/12949
dc.description.abstractPaspalum is a genus of the Poaceae family, native to America, of which many species have forage potential. The high natural genetic diversity observed in the genus can be used to obtain and launch new cultivars. For hybridization to occur, one of the premises is that the flowering period between parents is synchronized. Collecting pollen from the male parent and storing it until the female parent is ready is an alternative to asynchronous flowering. This study aimed to determine the pollen morphology and viability of pollen grains from Paspalum atratum, P. malacophyllum and P. regnellii cryopreserved for 12 months and their use in intra and interspecific crosses, thus confirming their viability in vivo. Pollen grains were collected in pots in a greenhouse, at Embrapa Pecuária Sudeste, with three replicates of each treatment. Two dehydrating agents (LiCl and silica gel) were tested for three different times (30 ', 60' and 120 ') and a treatment without dehydration. After slow thawing, pollen grains were evaluated for viability by staining with 0.25% tetrazolium solution. Freshly harvested grains were also evaluated as controls. It was observed that the pollen grains remained viable after 12 months when they were dehydrated with lithium chloride for 30 minutes and silica gel for 120 minutes, being that they were statistically equal to the control. Such treatments can be considered as good protocols for long-term conservation of Paspalum pollen. The cryopreserved pollen grains were also tested for viability in vivo, being observed under fluorescence microscopy. The following intra and interspecific crosses were performed between January and February 2018: P. urvillei (BGP 393) x P. malacophyllum (BGP 6; BGP 293); P. urvillei x P. regnellii (BGP 215, plant F1 # 37 (P. plicatulum 4PT x P. guenoarum cv. Azulão) x P. atratum (BGP 98; BGP 308). The spikelets were removed periodically, for different times after pollination, fixed in FAA solution (1: formaldehyde, 1: glacial acetic acid, 8: 80% ethyl alcohol) for 30 minutes and stored in 70% ethanol. It was observed that in all crosses there was effective germination of grains of pollen tube and that in some crossings the pollen tube reached the micropyle. For pollen morphological characterization, lactic acetolysis and SEM photomicrography (scanning electron microscopy) were performed. The result of the morphometric analyzes showed that the pollen grains had a spheroidal prolate shape and subprolate, that there is no ornamentation in the exine and that there is little difference in size between the species evaluated. As proof of the viability and efficacy of cryopreserved pollen grains, these were used in intra and interspecific crosses in order to elucidate the capacity of the grain to produce viable seeds and to enable hybridization between Paspalum species using cryopreserved pollen grains. The pollen grains were stored in liquid nitrogen for about 12 months, when crosses between different species were made in the combinations: (1) P. urvillei (BGP 393) x P. malacophyllum (BGP 6; BGP 293); (2) P. urvillei (BGP 393) x P. regnellii (BGP 215); (3) 366_C 33 (P. regnellii / BGP 258 x P. regnellii / BGP 397) x P. malacophyllum (BGP 293), (4) 365_C 33 (P. regnellii / BGP 258 x P. regnellii / BGP 397) x P. regnellii (BGP 215); (5) P. regnellii (BGP 258) x P. regnellii (BGP 215); (6) F1 # 10, F1 # 4, F1 # 37 and F1 # 42 plants (P. plicatulum 4PT x P. guenoarum cv. Azulão) x P. atratum (BGP 98; BGP 308) and (7) F1 # 10 and F1 # 37 plants (P. plicatulum 4PT x P. guenoarum cv. Azulão) x P. malacophyllum (BGP 293). 5850 spikelets were pollinated in all combinations, resulting in 830 caryopses, of which 445 seedlings germinated. The morphological characterization of the progenies was carried out based on Paspalum morphological descriptors. Male and female parents shared similar characteristics and in some crosses, it was not possible to differentiate hybrids by morphology. In no intersection was it possible to perform multivariate analysis based on main components. Therefore, to confirm the hybrid character of the individuals, an analysis was performed using microsatellite (SSR) and inter-microsatellite (ISSR) markers. Molecular markers were selected in the literature based on the species for which they were developed and / or evaluated. It was observed that, of the seven ISSR markers tested, five managed to differentiate the parents of some crosses: (CT) 8-G, (AC) 8-T, (CA)8-G, (ATG) 5-GA and (GA) 8-C), and of the 50 SSR selected, 16 differentiated the parents from the crosses performed. At least four polymorphic markers were evaluated for each crossing. A total of 73 hybrids were identified, including all crosses performed. In view of the results, it is possible to conclude that pollen grains from Paspalum have high viability after cryopreservation for up to 365 days, if dehydrated with lithium chloride and / or silica gel. Fluorescence microscopy showed that cryopreserved pollen grains germinated effectively in stigma and in some cases, the micropyle was affected. In intra and interspecific crosses using these pollen grains, it was possible to identify hybrids using molecular markers, so cryopreserved pollen grains can be used in breeding programs to enable synchrony between asynchronous flowering species.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPaspalum atratumpor
dc.subjectPaspalum malacophyllumpor
dc.subjectPaspalum regnelliipor
dc.subjectPaspalum urvilleipor
dc.subjectCriopreservaçãopor
dc.subjectViabilidade de grãos de pólenpor
dc.subjectCryopreservationeng
dc.subjectPollen grains viabilityeng
dc.titleViabilidade de grãos de pólen de espécies de Paspalum após a criopreservação visando seu uso em programas de melhoramento genéticopor
dc.title.alternativeViability of pollen grains from Paspalum species after cryopreservation for use in breeding programseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Fávero, Alessandra Pereira
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4329892306148506por
dc.contributor.advisor-co1Vigna, Bianca Baccili Zanotto
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1663784979286725por
dc.description.resumoPaspalum é um gênero da família Poaceae, nativo da América, do qual muitas espécies apresentam potencial forrageiro. A alta diversidade genética natural observada no gênero pode ser utilizada para a obtenção e lançamento de novas cultivares. Para que ocorra a hibridação, uma das premissas é que o período de floração entre os genitores seja sincronizado. A coleta de pólen do genitor masculino e o armazenamento até que o genitor feminino esteja apto é uma alternativa para florescimento assíncrono. Este estudo visou determinar a morfologia polínica e a viabilidade de grãos de pólen de Paspalum atratum, P. malacophyllum e P. regnellii criopreservados por 12 meses e seu uso em cruzamentos intra e interespecíficos, confirmando assim sua viabilidade in vivo. Os grãos de pólen foram coletados em vasos em casa de vegetação, na Embrapa Pecuária Sudeste, com três repetições de cada tratamento. Foram testados dois agentes de desidratação (LiCl e Sílica gel) por três tempos distintos (30', 60' e 120') e um tratamento sem desidratação. Após descongelamento lento, os grãos de pólen foram avaliados quanto à viabilidade por coloração com solução de tetrazólio 0,25%. Grãos recém-colhidos também foram avaliados como controle. Observou-se que os grãos de pólen permaneceram viáveis após 12 meses quando foram desidratados com cloreto de lítio por 30 minutos e sílica gel por 120 minutos, sendo que foram iguais estatisticamente à testemunha. Tais tratamentos podem ser considerados como bons protocolos de conservação a longo prazo do pólen de Paspalum. Os grãos de pólens criopreservados foram também testados quanto à viabilidade in vivo, sendo observados em microscopia de fluorescência. Os seguintes cruzamentos intra e interespecíficos foram realizados entre janeiro e fevereiro de 2018: P. urvillei (BGP 393) x P. malacophyllum (BGP 6; BGP 293); P. urvillei x P. regnellii (BGP 215, planta F1 #37 (P. plicatulum 4PT x P. guenoarum cv. Azulão) x P. atratum (BGP 98; BGP 308). As espiguetas foram retiradas periodicamente, por tempos distintos após a polinização, fixadas em solução de F.A.A. (1: formaldeído, 1: ácido acético glacial, 8: álcool etílico 80%) por 30 minutos e armazenadas em etanol 70%. Observou-se que em todos os cruzamentos houve efetiva germinação dos grãos de pólen e que em alguns cruzamentos o tubo polínico alcançou a micrópila. Para a caracterização morfológica polínica foi realizada acetólise láctica e fotomicrografia em MEV (microscopia eletrônica de varredura). O resultado das análises morfométricas mostrou que os grãos de pólen tiveram forma de prolato-esferoidal e subprolato, que não há ornamentação na exina e que há pouca diferença quanto ao tamanho entre as espécies avaliadas. Como comprovação da viabilidade e eficácia dos grãos de pólen criopreservados, esses foram utilizados em cruzamentos intra e interespecíficos a fim de elucidar a capacidade do grão produzir sementes viáveis e possibilitar a hibridação entre espécies de Paspalum com uso de grãos de pólen criopreservados. Os grãos de pólen ficaram armazenados em nitrogênio líquido por cerca de 12 meses, quando foram realizados cruzamentos entre diferentes espécies nas combinações: (1) P. urvillei (BGP 393) x P. malacophyllum (BGP 6; BGP 293); (2) P. urvillei (BGP 393) x P. regnellii (BGP 215); (3) 366_C 33 (P. regnellii/ BGP 258 x P. regnellii /BGP 397) x P. malacophyllum (BGP 293), (4) 365_C 33 (P. regnellii/ BGP 258 x P. regnellii /BGP 397) x P. regnellii (BGP 215); (5) P. regnellii (BGP 258) x P. regnellii (BGP 215); (6) plantas F1 #10, F1 #4, F1 #37 e F1 #42 (P. plicatulum 4PT x P. guenoarum cv. Azulão) x P. atratum (BGP 98; BGP 308) e (7) plantas F1 #10 e F1 #37 (P. plicatulum 4PT x P. guenoarum cv. Azulão) x P. malacophyllum (BGP 293). Foram polinizadas 5850 espiguetas em todas as combinações, que resultaram em 830 cariopses, das quais 445 plântulas germinaram. Foi realizada a caracterização morfológica das progênies com base em descritores morfológicos de Paspalum. Os genitores masculinos e femininos compartilhavam características semelhantes e em alguns cruzamentos, não foi possível diferenciar os híbridos por morfologia. Em nenhum cruzamento foi possível realizar a análise multivariada baseada em componentes principais. Logo, para confirmar o caráter hibrido dos indivíduos, foi realizada análise pelo uso de marcadores microssatélites (SSR) e inter-microssatélites (ISSR). Marcadores moleculares foram selecionados na literatura com base nas espécies para os quais foram desenvolvidos e/ou avaliados. Observou-se que, dos sete marcadores ISSR testados, cinco conseguiram diferenciar os genitores de alguns cruzamentos: (CT)8-G, (AC)8-T, (CA)8-G, (ATG)5-GA e (GA)8-C, e, dos 50 SSR selecionados, 16 diferenciaram os genitores dos cruzamentos realizados. Foram avaliados, pelo menos, quatro marcadores polimórficos para cada cruzamento. Foram identificados 73 híbridos no total, incluindo todos os cruzamentos realizados. Diante dos resultados é possível concluir que grãos de pólen de Paspalum possuem alta viabiliade após criopreservação por até 365 dias, se desidratados com cloreto de litio e/ou silica gel. A microscopia de fluorescência mostrou que grãos de pólen criopreservados germinaram com eficácia em estigma e em alguns casos, a micrópila foi atingida. Em cruzamentos intra e interespecíficos utilizando esses grãos de pólen, foi possível identificar híbridos com uso de marcadores moleculares, portanto grãos de pólen criopreservados podem ser usados em programas de melhoramento genético para possibilitar a sincronia entre espécies de florescimento assíncrono.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecular - PPGGEvpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA::GENETICA VEGETALpor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: código de financiamento - 001por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9657335561395544por


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