Changes in soluble carbohydrates and starch amounts during somatic and zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (Myrtaceae)

Abstract

Comparative analysis of zygotic and somatic embryogenesis of Acca sellowiana showed higher amounts of sucrose, fructose, raffinose, and myo-inositol in zygotic embryos at different developmental stages than in corresponding somatic ones. These differences were mostly constant. In general, glucose levels were significantly lower than the other soluble carbohydrates analyzed, showing minor variation in each embryo stage. Despite the presence of sucrose in the culture medium, its levels conspicuously diminished in somatic embryos compared with the zygotic ones. Raffinose enhanced parallel to embryo development, regardless of its zygotic or somatic origin. Analysis of the soluble carbohydrate composition of mature zygotic cotyledon used as explant pointed out fructose, glucose, myoinositol, sucrose, and raffinose as the most important. Similar composition was also found in the corresponding somatic cotyledon. Total soluble carbohydrates varied inversely, decreasing in zygotic embryos and increasing in somatic embryos until the 24th d, at which time they increased rapidly about sixfold in zygotic embryos until the 27th d, a period coinciding with the zygotic proembryos formation. Such condition seems to reflect directly the variation of endogenous sucrose level, mainly because glucose and fructose diminished continuously during this time period. This means that, in terms of soluble sugars, zygotic embryo formation occurred under a situation represented by high sucrose amounts, simultaneously with low fructose and glucose levels, while in contrast, somatic embryo formation took place under an endogenous sugar status characterized by a substantial fructose enhancement. Starch levels increased continuously in zygotic embryos and decreased in somatic ones, the reverse to what was found in fructose variation. Starch accumulation was significantly higher in somatic torpedo and cotyledonary embryos than in the corresponding zygotic ones.

Efeito do frio sobre os carboidratos solúveis em culturas embriogênicas de Acca sellowiana O. Berg (Myrtaceae)

“…De modo geral, observou-se uma tendência de decréscimo no teor de carboidratos após a suspensão da auxina. Estudo prévio, comparando a embriogênese somática e zigótica dessa espécie apontou diferenças marcantes nos carboidratos não-estruturais, sendo geralmente encontrados valores mais baixos de açúcares solúveis e maior conteúdo de amido nos embriões somáticos, em relação aos zigóticos (Pescador et al 2008b). A partir do 25 o dia de cultura houve um incremento substancial de açúcares nos embriões zigóticos e não tão pronunciado nos embriões somáticos.…”

“…Nos embriões tratados com 2,4-D de forma pulsada, neste mesmo período (figura 7C), houve uma tendência de aumento nos açúcares solúveis (de 10,2 mg g -1 MF para 13,1 mg g -1 MF). Contudo, esse acréscimo provavelmente não tenha sido suficiente para induzir o desenvolvimento embrionário normal, como observado por Pescador et al (2008b). Vale ressaltar que esse tratamento foi o que apresentou o menor porcentual de retomada de desenvolvimento dos embriões somáticos.…”

Dynamics of physiological and biochemical changes during somatic embryogenesis of Acca sellowiana

“…4). In the same species, cotyledonary-staged zygotic embryos collected 90 d after pollination showed the highest starch content (Pescador et al 2008;Cangahuala-Inocente et al 2009a). In somatic embryos of Medicago sativa , the high content of sugar was ascribed to the carbon source in the culture medium (Horbowicz et al 1995).…”

“…Somatic embryogenesis (SE) in A. sellowiana was first described by Cruz et al (1990). Since then, several studies have been conducted to improve SE protocols (Canhoto and Cruz 1996;Guerra et al 2001;Stefanello et al 2005), as well as detailing the histological and biochemical features related to the development of somatic embryos (Cangahuala-Inocente et al 2004, 2009bPescador et al 2008Pescador et al , 2012.…”

Aspectos fisiológicos, bioquímicos e análise proteômica comparativa durante a maturação, germinação e conversão em plantas de embriões de Ocotea catharinensis Mez. (Lauraceae).

“…Esse processo envolve uma série de estádios de desenvolvimento, que se aproximam da seqüência de eventos observados na embriogênese zigótica. As similaridades entre os dois processos envolvem aspectos morfológicos (Figura 1), bioquímicos e moleculares, incluindo a expressão protéica (HAKMAN, 1993;HVOSLEF-EIDE e CORKE, 1997;SGHAIER et al, 2008), gênica (THIBAUD-NISSEN et al, 2003;IKEDA e KAMADA, 2005;CAIRNEY et al, 2006;SCHMIDT et al, 2006) e diferentes metabólitos (KORMUTAK et al, 2003;JIMENEZ, 2005;TERESO et al, 2007;PESCADOR et al, 2008). Em virtude dessas similaridades, vários estudos têm buscado marcadores comuns dos diferentes estádios do desenvolvimento da embriogênese somática e zigótica (KLIMASZEWSKA et al, 2004;DOMOKI et al, 2006;NAMASIVAYAM, 2007;SGHAIER et al, 2008).…”