Changes in root morphology and dry matter production in Pfaffia glomerata (Spreng. ) Pedersen accessions in response to excessive zinc / Alterações na morfologia radicular e produção de matéria seca em acessos de Pfaffia glomerata (Spreng. ) Pedersen em resposta ao excesso de zinco

ABSTRACT Zinc (Zn) participates of numerous metabolic processes in plants. However, it can become toxic to plants in excessive concentrations in the soil. Pfaffia glomerata is a Brazilian medicinal species that has stood out because of its numerous chemical and functional properties, mainly by the triterpene saponins and ecdysteroids accumulated in its roots. This study aimed to evaluate the effects of zinc excess on many root morphological parameters of Pfaffia glomerata. A 4 x 3 factorial design was employed in a completely randomized scheme with 3 replicates. The treatments consisted of four concentrations of Zn (2, 100, 200, and 300 µM) and three accessions of P. glomerata (BRA, GD, and JB) grown in a hydroponic system for 7 and 14 days. Differences in root morphology and dry mass production were observed among the three accessions in response to excessive Zn. Some growth parameters of GD accession increased with the addition of Zn, ranging from 36 to 79 µM. However, the GD and JB accessions presented reduction in dry mass production, root area, length, and volume with increasing Zn levels. The BRA accession, which had the lowest growth among accessions, presented chlorotic leaves. The shoot/root dry mass ratio and root diameter increased linearly for BRA and GD accessions at 7 days. Based on the evaluated parameters, we observed the following order of Zn excess tolerance in P. glomerata accessions: GD> JB> BRA.

RESUMO O zinco (Zn) participa de numerosos processos metabólicos nas plantas. No entanto, em concentrações excessivas no solo pode tornar-se tóxico para os vegetais. Pfaffia glomerata é uma espécie medicinal brasileira que tem se destacado devido as suas inúmeras propriedades químicas e funcionais, devido principalmente às saponinas triterpênicas e ecdisteróides acumuladas em suas raízes. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os efeitos do excesso de Zn sobre vários parâmetros morfológicos radiculares de Pfaffia glomerata. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado com três repetições, dispostos em um arranjo fatorial (4 x 3). Os tratamentos consistiram em quatro níveis de Zn (2, 100, 200 e 300µM) e três acessos (BRA, GD e JB) de P. glomerata cultivados em sistema hidropônico em casa de vegetação por 7 e 14 dias. Diferenças na morfologia radicular e na produção de material seca foram observadas entre os três acessos em resposta ao excesso de Zn. Alguns parâmetros de crescimento do acesso GD aumentaram sob a adição de Zn variando entre 36 e 79 µM. No entanto, os acessos GD e JB apresentaram redução na matéria seca, bem como na área de superfície, comprimento e volume radicular com o aumento dos níveis de Zn. O acesso BRA, que teve o menor crescimento entre os acessos, apresentou folhas cloróticas. A razão entre matéria seca da parte aérea e raízes e o diâmetro radicular aumentou linearmente para os acessos BRA e GD aos 7 dias de cultivo. Baseando-se nos parâmetros avaliados foi observada a seguinte ordem de tolerância ao excesso de Zn: GD> JB> BRA.

Micropropagation of Pluchea sagittalis (Lam. ) Cabrera / Micropropagação do quitoco (Pluchea sagittalis (Lam. ) Cabrera)

ABSTRACT: The objective of this study was to develop an in vitro protocol for the micropropagation of Pluchea sagittalis (Lam.) Cabrera. Plants were regenerated in vitro from stem segments. The procedure employed includes: 1) surface sterilization of shoots by immersion in 70% ethanol for 10 s followed by 1.0% NaOCl for 10 min, and subsequent immersion in 0.05% HgCl2 for 3 min and two washes with sterile distilled water; 2) induction of root and shoot by culture on hormone-free Murashige and Skoog medium (MS); 3) acclimatization of 60 day-old-plantlets in soil under ex vitro conditions. Minimum contamination was observed for apical shoot explants (10%). However, independently of the explant position in the stem, all explants regenerated new shoots. Various successive cultivations from stem explants every 60 days during more than 1 year have been shown to be a suitable method to propagate P. sagittalis in vitro. Low salt concentration (25% of the normal concentration) in the medium promoted greater growth of plantlets because the plants had a higher number of roots and longer roots in such an environment. Our protocol for the micropropagation of P. sagittalis can be accomplished as a two-step procedure within a short period of time (two months) before transplanting.

RESUMO: O Objetivo deste estudo foi desenvolver um protocolo para a micropropagação in vitro da Pluchea sagittalis (Lam.) Cabrera. Plantas foram regeneradas in vitro a partir de segmentos de ramo. O procedimento empregado incluiu: 1) esterilização da superfície de ramos pela imersão em etanol 70% por 10 s seguida pela de NaOCl 1.0% por 10 min e, subsequentemente, em HgCl2 0.05% por 3 min e duas lavagens em água destilada e esterilizada; 2) indução de raízes e parte aérea pelo cultivo em meio Murashige & Skoog (MS) isento de hormônio; 3) aclimatização de plantas com 60 dias de idade em solo sob condições ex vitro. Contaminação mínima foi observada em explantes caulinares do ápice (10%). Entretanto, independentemente da posição do segmento no caule, todos explantes regeneraram novos ramos. Vários cultivos sucessivos a cada 60 dias durante mais de um ano tem mostrado ser um método adequado para a propagação in vitro de P. sagittalis. A baixa concentração de sais no meio (25% da concentração normal) promoveu maior crescimento das plântulas devido às mesmas apresentarem maior número e comprimento de raízes. O protocolo para a micropropagação da P. sagittalis pode ser executado em procedimento de duas etapas dentro de um período de tempo curto (dois meses) antes do transplantio.