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Avaliação da integridade genética em sementes de arroz (Oryza sativa L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.) armazenadas em bancos de germoplasma

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2018.

Main Author: Dantas, Alisson Ferreira
Other Authors: Grisolia, Cesar Koppe
Format: Tese
Language: Português
Published: 2018
Subjects:
Recursos genéticos - conservação
Germoplasma vegetal - recursos
Sementes - armazenamento
Citogenética
Sementes - germinação
Sementes - conservação
Banco de germoplasma
Teste do Cometa
Online Access: http://repositorio.unb.br/handle/10482/32902
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id ir-10482-32902
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spelling ir-10482-329022018-10-22T20:07:48Z Avaliação da integridade genética em sementes de arroz (Oryza sativa L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.) armazenadas em bancos de germoplasma Evaluation of genetic integrity in seeds of rice (Oryza sativa L.) and common bean (Phaseolus vulgaris L.) stored in gene banks Dantas, Alisson Ferreira Grisolia, Cesar Koppe Gimenes, Marcos Aparecido Recursos genéticos - conservação Germoplasma vegetal - recursos Sementes - armazenamento Citogenética Sementes - germinação Sementes - conservação Banco de germoplasma Teste do Cometa Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2018. A manutenção da viabilidade de recursos genéticos vegetais em bancos de germoplasma é fundamental para uso dessas amostras (acessos) armazenadas em longo prazo dependendo, em parte, da manutenção da integridade genética. Metodologias para avaliar a integridade genética tem potencial para fornecer informações que auxiliariam no processo de monitoramento das coleções de germoplasma. O monitoramento das coleções é realizado pelo teste de germinação que, apesar de informativo e de baixo custo, não consegue detectar estágios iniciais de deterioração. Este estudo teve como objetivo avaliar a integridade genética em sementes de Oryza sativa L. (arroz) e Phaseolus vulgaris L. (feijão) envelhecidas artificial e naturalmente. Inicialmente, sementes de arroz e feijão foram expostas a um agente mutagênico, metanossulfonato de metila (MMS), para viabilizar a realização dos testes citogenéticos e cometa. Verificou-se que o MMS induziu efeitos citotóxicos, mutagênicos e/ou genotóxicos em acessos de arroz e feijão, contribuindo para a padronização de metodologias para avaliar citotoxicidade, mutagenicidade e genotoxicidade nestas espécies. A partir disto, foram analisados os efeitos do envelhecimento acelerado sobre a integridade genética em sementes de arroz e feijão. À medida que houve o aumento do período de envelhecimento, foi observada diminuição na germinação, vigor e índice mitótico, bem como o aumento da frequência de anomalias cromossômicas e quebras do DNA em ambas as espécies avaliadas. Estes resultados evidenciam o potencial uso dos testes citogenéticos e cometa em programas de conservação de sementes, pois eles permitem auxiliar na decisão de quais sementes podem ser armazenadas por períodos prolongados sem comprometer a sua integridade genética e, consequentemente, sua viabilidade e vigor. Por fim, foram realizadas análise da integridade genética e da eficácia do sistema de reparo de acessos de arroz e de feijão armazenados em longo prazo em bancos de germoplasma (-20°C). Observou-se que não houve aumento ou decréscimo significativo do índice mitótico e/ou anomalias cromossômicas, e houve similaridade entre os resultados dos testes de qualidade fisiológica e do teste cometa, ou seja, os lotes das duas espécies com sementes menos viáveis e/ou vigorosas apresentaram mais danos ao DNA e menor capacidade de reparo. Esse é o primeiro estudo sobre integridade genética e eficácia do sistema de reparo de germoplasma de semente conservado em longo prazo indicando que o teste cometa pode ser utilizado para esta finalidade. Adicionalmente, estas técnicas pode permitir o monitoramento de diferentes espécies, principalmente em acessos com pequena quantidade de sementes armazenadas (abaixo de 1.500), pois a quantidade de material utilizada (sementes e DNA) é baixa (10 sementes). Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ). Maintaining the viability of plant genetic resources in germplasm banks is fundamental for the use of these samples (accessions) under long-term storage, and this depends partly on maintaining their genetic integrity. Methodologies to evaluate genetic integrity have the potential to supply information that would help in the process of monitoring germplasm collections. The monitoring of collections is carried out by the germination test, which is informative and inexpensive, but does not manage to detect the initial stages of deterioration. This study had the objective of evaluating genetic integrity in seeds of Oryza sativa L. (rice) and Phaseolus vulgaris L. (common bean), aged artificially and naturally. Initially, rice and bean seeds were exposed to a mutagenic agent, methyl methane sulfonate (MMS), to make cytogenetic and comet tests viable. It was verified that MMS induced cytotoxic, mutagenic and/or genotoxic effects in rice and bean accessions, contributing to the standardization of methodologies to evaluate the cytotoxicity, mutagenicity and genotoxicity of these species. Leading on from this, the effects of accelerated aging on genomic stability were analyzed in rice and bean seeds. As the aging period increased, a reduction was observed in the germination, vigor and mitotic index, as well as an increase in the frequency of chromosomal aberrations and DNA breaks in both the evaluated species. These results show the potential use of cytogenetic and comet tests in seed conservation programs, because they aid in the decision about which seeds can be stored for prolonged periods without compromising their genetic integrity and, consequently, their viability and vigor. Finally, analysis was made regarding the genetic integrity and the effectiveness of the repair system of rice and bean accessions that were stored long-term in germplasm banks (-20 °C). It was observed that no significant increase or decrease was observed in the mitotic index and/or chromosomal aberrations, and there was a similarity between the results from the physiological quality tests and from the comet test; in other words, the lots of the two species with less viable and/or vigorous seeds presented less damage to the DNA and a lower repair capacity. This is the first study on genetic integrity and the effectiveness of the repair system of seed germplasm in long-term conservation, indicating that the comet test can be used for this purpose. Additionally, these techniques may allow monitoring of different species, especially in accessions with a small quantity of stored seeds (fewer than 1500), because the quantity of material used (seeds and DNA) is low (10 seeds). 2018-10-22T20:07:48Z 2018-10-22T20:07:48Z 2018-10-22 2018-05-10 Tese DANTAS, Alisson Ferreira. Avaliação da integridade genética em sementes de arroz (Oryza sativa L.) e feijão (Phaseolus vulgaris L.) armazenadas em bancos de germoplasma. 2018. 127 f., il. Tese (Doutorado em Biologia Animal)—Universidade de Brasília, Brasília, 2018. http://repositorio.unb.br/handle/10482/32902 Português Acesso Aberto A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições:Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. application/pdf
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