A embriogénese somática é uma ferramenta excelente para os programas de melhoramento genético de plantas. No nosso laboratório desenvolvemos protocolos reprodutíveis para regeneração de plantas derivadas de embriogénese, geneticamente estáveis, de várias espécies lenhosas dicotiledóneas importantes (1-6) Contudo, existem ainda alguns problemas associados ás culturas embriogénicas que não permitem ainda altas taxas de conversão (necessárias à sua aplicação a nível industrial). Um dos problemas mais frequentes é que só alguns embriões se desenvolvem em plantas morfologicamente normais e geneticamente estáveis, e os embriões restantes mostram morfologia anormal e, eventualmente, degeneram e morrem.
Recentemente, análises morfológicas destas culturas embriogénicas/embriões revelaram que algumas células apresentam características que são descritas como sendo típicas em processos apoptóticos (Santos et al 2004, unpublished data). A apoptose é uma forma de morte celular programada (PCD) que tem sido largamente descrita para células animais em que a PCD acompanha processos biológicos em embriogénese (e.g. 7). Contudo, existe pouca informação sobre o papel da apoptose no desenvolvimento das plantas e em especial na embriogénese. A falta de informação nesta área torna-a uma área inovadora na biologia vegetal.
Com este projecto pretende responder-se á seguinte questão: de que forma é que a PCD está envolvida no processo de embriogénese somática nas plantas lenhosas dicotiledóneas?

Para dar resposta a esta questão nós iremos usar culturas de sobreiro como modelo (e de outras espécies se necessário) e iremos:
a) estabelecer/manter culturas in vitro (1): indiferenciadas (UC), pré-embriogénicas (PEC) e embriogénicas
b) isolar e expor embriões somáticos de fenótipo normal (NSE) e anormal (ASE) a condições ambientais referidas como sendo correlacionadas com apoptose (e.g. CO2-O2,, citoquininas)
c) caracterizar a evolução de células UC, PEC e EC e NSE e ASE através de:
c1) características morfológicas da evolução: mofologia celular; histologia; % de germinação de NSE e ASE (por TEM, SEM e microscopia óptica)
c2) estado fisiológico (apoptose): fragmentação de DNA, presença de ROS-(por citometria de fluxo e EPR)
c3) análise da reorganização do citoesqueleto
c4) variabilidade genética estrutural (por ploidia, microssatélites, AFLPs e Comets)
c5) genética funcional: expressão diferenciada de genes em diferentes tecidos/embriões (SSH-PCR)
Este projecto irá permitir um melhor conhecimento da forma como a PCD está envolvida em processos de embriogénese somática e no desenvolvimento celular vegetal. Também permitirá o input de várias técnicas em laboratórios Portugueses através da colaboração com outros cientistas.
1 Pinto et al 2002 Plant Cell Reports 21: 214-219.
2 Pinto et al 2002 In Vitro Cell Dev. Bio. 38: 569- 572.
3 Conde et al 2004 Plant Cell Reports, online
4 Pinto et al 2004 TAG on line
5 Loureiro et al 2004 Planta (acepted)
6 Lopes et al 2004 Planta (accepted)
7 Yang et al 1998 Hum Reprod 13 (4) 998-1002