Avaliação da Estabilidade Genética de culturas de calos de Cereus peruvianus Mill. Utilizando Marcador Molecular (ISSR)

Abstract

RESUMO: A família Cactaceae é conhecida por suas adaptações a ambientes áridos, com destaque para o gênero Cereus, amplamente distribuído no Brasil. Entre suas espécies, Cereus peruvianus tem relevância ecológica, econômica e cultural. Este estudo teve como objetivo avaliar a estabilidade e / ou a variablilidade genética de três populações de calos de C. peruvianus (30Gy, SC01 e SC02), estes são cultivados in vitro após múltiplos repiques, para isso foram utilizados marcadores ISSR (Inter Simple Sequence Repeat). Foram testados 39 primers ISSR, dos quais 9 foram selecionados por sua capacidade de gerar bandas definidas. Esses primers amplificaram 112 loci, dos quais 100 (89%) foram polimórficos, refletindo alta variabilidade genética. O polimorfismo médio entre os marcadores ISSR foi de 60,55%. O conteúdo de informação polimórfica (PIC) variou entre os primers, com HB12 apresentando o maior valor (0,35). O poder de resolução (RP) foi maior para o primer 20 (RP = 11,26), sendo útil para estudos de diversidade genética. A análise de dissimilaridade genética revelou valores variando de 0,0327 a 0,4833, com a maior divergência entre as populações de calos SC01 e SC02. A menor dissimilaridade foi observada entre as amostras da populção de calos SC01, indicando alguma homogeneidade genética nessa população. A similaridade entre os grupos variou de 0,6424 a 0,8126, com maior proximidade entre SC01 e SC02. Esses resultados indicam três grupos genéticos distintos, correspondentes às populações 30Gy, SC01 e SC02, com divergências significativas. Apesar de muitos subcultivos, foi observada alta variabilidade genética entre os calos, sem sinais de estabilidade genética. A diversidade observada pode ser explorada para o desenvolvimento de linhagens celulares que poderão ser utilizadas na produção de metabólitos secundários para uso industrial. No entanto, aprimoramentos nas técnicas de cultivo são necessários para garantir uniformidade genética em processos industriais. Este estudo destaca o potencial das linhagens de C. peruvianus cultivadas in vitro e a importância de monitorar a variabilidade genética ao longo do tempo para aplicações biotecnológicas.

ABSTRACT: The Cactaceae family is known for its adaptations to arid environments, with emphasis on the genus Cereus, which is widely distributed in Brazil. Among its species, Cereus peruvianus holds ecological, economic, and cultural relevance. This study aimed to evaluate the stability and/or genetic variability of three callus populations of C. peruvianus (30Gy, SC01, and SC02), which are cultivated in vitro after multiple subcultures. For this purpose, ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) markers were used. A total of 39 ISSR primers were tested, of which 9 were selected for their ability to generate well-defined bands. These primers amplified 112 loci, of which 100 (89%) were polymorphic, reflecting high genetic variability. The average polymorphism among ISSR markers was 60.55%. The polymorphic information content (PIC) varied among the primers, with HB12 showing the highest value (0.35). The resolving power (RP) was highest for primer 20 (RP = 11.26), making it useful for studies on genetic diversity. Genetic dissimilarity analysis revealed values ranging from 0.0327 to 0.4833, with the greatest divergence between the SC01 and SC02 callus populations. The lowest dissimilarity was observed among samples of the SC01 callus population, indicating some genetic homogeneity within this group. Similarity between groups ranged from 0.6424 to 0.8126, with SC01 and SC02 being the closest. These results indicate three distinct genetic groups corresponding to the 30Gy, SC01, and SC02 populations, with significant divergences. Despite many subcultures, high genetic variability was observed among the calli, with no signs of genetic stability. The observed diversity can be exploited for the development of cell lines that may be used in the production of secondary metabolites for industrial applications. However, improvements in cultivation techniques are necessary to ensure genetic uniformity in industrial processes. This study highlights the potential of C. peruvianus in vitro cultures and the importance of monitoring genetic variability over time for biotechnological applications.