Flask sealing on in vitro seed germination and morphogenesis of two types of ornamental pepper explants / Tipo de vedação na germinação e na morfogênese in vitro de dois tipos de explante de pimenteira ornamental

ABSTRACT: The influence of flask sealing and explant source on the in vitro morphogenesis of pepper, were evaluated in Capsicum annuum. Seeds were sterilized and inoculated in Murashige and Skoog media supplemented with vitamins, myo-inositol, sucrose, and agar. Gas exchange was evaluated in the germination stage by comparing 3 flask-sealing systems: rigid polypropylene lids (PLs) without vents, PLs with 1 vent, and PLs with 2 vents covered with membranes. In the regeneration stage, cotyledon and hypocotyl segments were transferred to the organogenesis-inducing media, being the different sealing types also tested in a factorial scheme. Photosynthetic pigments, morphological and hystological analyses were conducted for each treatment. Plants maintained in glass flasks capped with vented lids showed more vigorous growth and differentiated anatomical structures. These treatments resulted in taller plants, higher numbers and more expanded leaves, higher fresh and dry weights, and an increase in photosynthetic pigments. Cultivation of C. annuum in flasks with reduced gas exchange was more effective on callus induction. During the regeneration stage, hypocotyls were more effective than cotyledons. Sealing type influenced the morphogenic responses of pepper, demonstrating that an increase in gas exchange has a positive effect on biomass production and acclimatization of the plantlets.

RESUMO: Objetivando avaliar a influência de trocas gasosas e da fonte de explante na morfogênese in vitro de pimenteira ornamental, sementes de Capsicum annuum foram desinfestadas e inoculadas em meio de Murashige e Skoog suplementado com vitaminas, mio-inositol, sacarose e ágar. O efeito das trocas gasosas foi avaliado na fase de germinação, utilizando três tipos de vedações nos frascos: tampas de polipropileno rígido (TPR) sem membrana (controle), TPR com um orifício (10mm de diâmetro) coberto com membrana e TPR com dois orifícios cobertos com membranas permeáveis à gases. Na fase de regeneração, segmentos de hipocótilo e cotilédones foram transferidos para o meio de indução de organogênese e os diferentes tipos de vedação foram novamente testados em esquema fatorial. Análises anatômicas de pigmentos fotossintéticos e de características morfológicas foram realizadas. Plântulas cultivadas em frascos com tampas com membranas apresentaram estruturas anatômicas diferenciadas e mais vigorosas. Esses tratamentos resultaram em plântulas maiores, com folhas mais expandidas, maior número de folhas, maior massa fresca e seca e maior quantidade de pigmentos fotossintéticos. O cultivo de C. annuum em frascos com menores trocas gasosas foi mais eficaz na indução de calos. Durante o estágio de regeneração, hipocótilos foram mais eficazes do que cotilédones. O tipo de vedação influenciou nas respostas morfogênicas em pimenteira, demonstrando que o aumento nas trocas gasosas tem um efeito positivo sobre a produção de biomassa e aclimatização das plântulas.

Morphogenesis in vitro of chrysanthemum (Dendranthema grandiflora tzelev) from stem and pedicel explants / Morfogênese in vitro de crisântemo (Dendranthema grandiflora tzelev) a partir de explantes de caule e pedicelo

Visando a adequação de um protocolo de morfogênese in vitro para plantas de crisântemo (Dendranthema grandiflora Tzelev) analisou-se três fatores que afetam a frequência da regeneração. Foram avaliadas três concentrações de ácido indolil-acético (AIA) e 6- Benzilaminopurina (BAP), a fonte de explante (caule e pedicelo) e a orientação de inoculação do explante no meio de cultivo. Ao final de 15-30 dias de cultivo, observou-se que a fonte de explante, o tipo de explante e a interação explante e meio de cultivo afetaram significativamente a frequência de regeneração (FR) e o número de ramos por explantes (NRE) em crisântemo. Os explantes de pedicelo apresentaram maiores frequências de regeneração (15-20 dias) em meio de cultivo suplementado com 0,5 mg L-1 de BAP e 2,0 mg L-1 de AIA e os explantes caulinares (30 dias) em meio com 2,0 mg L-1 de BAP e 0,5 mg L-1 de AIA. Respostas diferenciais em relação à morfogênese foram observadas quando as duas posições do pedicelo foram inoculadas no meio de cultivo, a região seccionada em contato com o meio de cultivo suplementado com 0,5 mg L-1 de BAP e 2,0 mg L-1 de AIA proporcionou maior frequência de brotos. Foram obtidas plantas com flores 45-60 dias após a transferência para a casa de vegetação. As flores apresentavam os mesmos padrões e características das flores das plantas doadoras de explantes. Podese concluir que a o tipo de explante, sua orientação em relação ao meio de cultura bem como as combinações de reguladores de crescimento são fatores-chave envolvidos no sucesso da regeneração de plantas de crisântemo in vitro.

Aiming the optimization of a regeneration protocol for chrysanthemum plants (Dendranthema grandiflora), experiments of regeneration in vitro were accomplished, stem explants and pedicel inoculated in several shoots induction mediuns. The stem explants and of pedicels they were sectioned longitudinally and inoculated with the face opposed to the section in the medium of cultivation with the basic salts MS, with different concentrations and combinations of growth regulators BAP and AIA. At the end of 15-30 days of cultivation, significant differences were observed in the regeneration frequency, number of shoots for explante and in the length of the shoots among the appraised explantes. Explants of pedicel presented potential the best to the explants stem. The pedicel explants presented larger regeneration frequencies in medium of cultivation contends basic salts of MS, with 0,5 mg L-1 of BAP and 2,0 mg L-1 of AIA and the explantes of stem in medium with basic salts of MS + 2,0 mg L-1 of BAP and 0,5 mg L-1 of AIA. They were obtained plants with flowers 45-60 days after the transfer to the vegetation house. In function of the obtained results, it can be concluded that the choice of the explant type and the medium of cultivation are factor-key involved in the success of the regeneration of plants for posterior use in experiments of genetic transformation.

Azadirachtin biosynthesis induction in Azadirachta indica A. Juss cotyledonary calli with elicitor agents

The use of cell and plant tissues culture techniques to produce economically important active metabolites has been growing. Among these substances, azadirachtin (AZA), produced by the neem tree (Azadirachta indica), has received considerable attention due to its bioinsecticide action. The main goal of this work was to analyze the AZA levels in neem cotyledonary calli. The calli were grown in agitated Woody Plant Medium (WPM) liquid medium, supplemented with glucose (Gl), hydrolyzed casein (HC) and methyl jasmonate (MeJ) as elicitor agent. An interaction was observed between these substances, depending on in vitro cultivation time with orbital agitation. The highest concentrations (average of 0.2470 µg g-1) of AZA were produced in the first and second weeks of culture when the cell mass was grown in a medium with 2% Gl v/v, 500 mg L-1 HC and 100 µM of MeJ. This corresponded to approximately 57% of the AZA content stored in the donor plants seeds, used as a source of explants to induce in vitro callus formation. It was concluded that the nutrition, as well as the concentration of MeJ as signal transduction of secondary metabolism in neem cells, might influence the AZA content produced in vitro.