CALLUS INDUCTION AND PLANT REGENERATION FROM IMMATURE EMBRYOS CULTURE OF TROPICAL MAIZE

Abstract

ABSTRACT - The development of protocols to overcome the current limitations of callus induction and in vitro regeneration of highly recalcitrant tropical maize is crucial for plant genetic transformation. The ability of embryogenic callus (EC) formation of 46 tropical maize hybrids and 14 inbred lines was tested using N6 medium with the following changes: medium A (N6 + 15 μM dicamba + 25 mM L-proline + 88 mM AgNO3), medium B (N6 + 30 μM dicamba + 25 mM L-proline + 88 mM AgNO3), medium C (N6+ 30 μM dicamba + 6 mM L-proline), and medium D (N6+ 30 μM dicamba + 25 mM L-proline). Compact (Type I) and friable (Type II) callus were induced in the four media. Twenty genotypes produced callus in all media, and four genotypes (CO32, AG8012, CMS477BC4F2, and CMS-HGZ10) produced the highest number of callus (114, 134, 131, and 126 calli, respectively). All immature embryos of ten genotypes produced callus in at least one medium, while eight genotypes were highly recalcitrant, and they did not produce any callus. The frequencies of EC ranged from 0% to 38%, and the highest rate of EC was observed on medium B (0.40) with a total of 865 calli, and the lowest induction rate was obtained with medium D (0.29) with 555 calli (P= 0.05). From the seventy-two EC of 26 genotypes transferred to Murashige & Skoog regeneration medium, twenty-four (66.7%) differentiated into green plants which produced seeds in R0 and R1 generations, and twelve (33.3%) developed into albino plants. The results demonstrated that the problem of the recalcitrant genotypes can be, at least partially, overcome by using immature embryos as explants together with tissue culture media formulations.

Keywords: Zea mays, immature embryos, somatic embryogenesis, tissue culture, type I and type II calli.

INDUÇÃO DE CALO E REGENERAÇÃO DE PLANTAS DA CULTURA DE EMBRIÕES IMATUROS DE MILHO TROPICAL

RESUMO - O desenvolvimento de protocolos para superar as limitações atuais de indução de calos e regeneração in vitro de milho tropical altamente recalcitrante é crucial para a transformação genética de plantas. Foi testada a capacidade de formação de calos embriogênicos (CE) de 46 híbridos de milho tropicais e 14 linhagens cultivadas em Meio N6 com as seguintes alterações: Meio A (N6 + 15 μM dicamba + 25 mM L-prolina + 88 mM AgNO3), Meio B (N6 + 30 μM de dicamba + 25 mM de L-prolina + 88 μM de AgNO3), Meio C (N6 + 30 μM de dicamba + 6 mM de L-prolina) e Meio D (N6 + 30 μM de dicamba + 25 mM de L-prolina). Calos compactos (tipo I) e friáveis (tipo II) foram induzidos nos quatro meios de cultura. Vinte genótipos produziram calos em todos os meios, e quatro genótipos (CO32, AG8012, CMS477BC4F2 e CMS-HGZ10) produziram o maior número de calos (114, 134, 131 e 126 calos, respectivamente). Todos os embriões imaturos de dez genótipos produziram calos em pelo menos um meio, enquanto oito genótipos foram altamente recalcitrantes e não produziram nenhum calo. As frequências de CE variaram de 0% a 38%, e a maior taxa de CE foi observada no meio B (0,40), com um total de 865 calos, e a menor taxa de indução com o meio D (0,29), com 555 calos (P = 0,05). Dos setenta e dois CE de 26 genótipos transferidos para meio de regeneração Murashige & Skoog, vinte e quatro (66,7%) se diferenciaram em plantas verdes que produziram sementes nas gerações R0 e R1, e doze (33,3%) se desenvolveram em plantas albinas. O problema relacionado dos genótipos recalcitrantes de milho pode ser, pelo menos parcialmente, contornado com o uso de explantes de embriões imaturos juntamente com a formulação dos meios de cultura.

Palavras-chave: Zea mays, embriões imaturos, embriogênese somática, cultura de tecidos, calos tipo I e tipo II.