In vitro morphogenesis assays in Pinus halepensis Mill.

Abstract

Pinus halepensis é uma conífera naturalmente presente na bacia Mediterrânica que tem sido usada para programas de florestamento e reflorestamento de áreas marginais e submarginais. A importância e a necessidade desses programas têm crescido nos últimos anos devido às crescentes ameaças às florestas, como a desflorestação e a alta demanda por serviços florestais. Além disso, o crescimento populacional e o desenvolvimento económico têm pressionado o mundo a aumentar a produção e usar menos terra e recursos, enquanto as alterações climáticas e suas consequências colocam em causa o futuro dos ecossistemas florestais.A embriogénese somática é uma técnica crucial para o melhoramento de coníferas, pois para além de fornecer embriões geneticamente idênticos, também é possível desenvolver variedades mais produtivas e tolerantes. No entanto, protocolos para esta técnica em coníferas ainda precisam ser otimizados para aplicações comerciais. Neste trabalho, diferentes explantes foram testados para induzir embriogénese somática, assim como tratamentos de choque para converter calos não embriogénicos em embriogénicos, e estudos histológicos em cones femininos jovens.Embriões zigóticos no estado cotiledonar, inteiros ou transversalmente divididos ao meio; escamas e segmentos de cones femininos não fertilizados, foram cultivados em variações de meio DCR de indução. Nenhum desses explantes originou tecido embriogénico detetável, embora calos obtidos de cones não fertilizados fossem homogéneos e semelhantes entre si, enquanto calos obtidos de embriões maduros apresentavam áreas distintas no mesmo tecido. Calos não embriogénicos foram expostos a 100 µM de 2,4-D, pH 4, pH 10, 0,3 M de sacarose e 0,15 M de sacarose mais 0,15 M de manitol, durante 1, 2, 4 e 8 dias, mas nenhum desses tratamentos converteu o calo para embriogénico. O genótipo da planta mãe deve ser levado em consideração e novas composições de meio de indução e outras moléculas devem ser investigadas para melhorar a indução da embriogénese somática em P. halepensis.

Pinus halepensis is a conifer naturally present in the Mediterranean basin that has been used for afforestation programs and reforestation of marginal and sub marginal areas. The importance and necessity of these programs have grown in the past years due to the increasing threats on forests, such as deforestation and high demand on forest services. Besides this, population growth and economic development has pushing the world to increase production and using less land and resources while climate change and its consequences puts in cause the future of forest ecosystems. Somatic embryogenesis is a crucial technique for conifers improvement, it can not only provide genetically identical embryos, but also develop more productive and tolerant varieties. However, protocols for this technique in conifers still need to be optimized for commercial applications. In this work, different explants were tested in order to induce somatic embryogenesis, so as shock treatments to convert non-embryogenic callus into embryogenic, and histologic assays on young female cones. Zygotic embryos in cotyledonary stage, whole or transversely divided in halves; scales and sections of unfertilized young female cones, were cultured in variations of DCR induction medium. None of these explants originated detectable embryogenic tissue, although callus obtained from unfertilized cones were homogenic and similar among them, while callus obtained from mature embryos presented distinct areas in the same tissue. Non-embryogenic calluses were exposed to 100 µM 2,4-D, pH 4, pH 10, 0.3 M sucrose and 0.15 M sucrose plus 0.15 M mannitol, for 1, 2, 4 and 8 days, but none of these treatments converted the callus to embryogenic. The genotype of the mother plant must be taken in consideration and new induction medium compositions and other molecules must be investigated in order to improve induction of somatic embryogenesis in P. halepensis.