Peach palm plantlet growth in different culture media in a temporary immersion system / Crescimento de mudas de pupunheira em diferentes meios de cultura em um sistema de imersão temporária

ABSTRACT: Peach palm is a domesticated palm commercially important for the production of fruits and hearts of palm. Somatic embryogenesis, an effective technique for mass propagation, was successfully established for this species. Furthermore, a temporary immersion system improved plant regeneration. However, production can be further improved by understanding the peach palm's growth dynamic and modifications of culture media. The aims of this study were to evaluate the growth of plantlets cultured in different culture media in a temporary immersion system and to correlate the results with nutrient uptake during the growth period. Somatic embryo-derived young plantlets approximately 1 cm in length were cultivated for 12 weeks in a twin flask system containing MS, Y3 or N6 salts, Morel and Wetmore vitamins and 3% sucrose, with a monthly medium refreshment. Growth was measured and mineral analysis of the plantlets was carried out after 12 weeks of culture. The Y3 and MS salts were the most appropriate for the plant growth. Number of roots was 52.52% higher and the root size was 40.42% between the N6 and MS medium and the root number in Y3 medium was 37.74% greater than in MS medium, which is important for post acclimatization survival. K and Na are important elements for peach palm. N is not required at such a high concentration as in Murashige and Skoog formulation. The Chu (N6) medium did not generate high quality plantlets, possibly due to the absence of some micronutrients, like Mo, Cu and Co.

RESUMO: A pupunheira é uma palmeira comercialmente importante para a produção de palmito. A embriogênese somática, técnica efetiva para propagação massal, foi estabelecida com sucesso para essa espécie. Além disso, um sistema de imersão temporária aumentou a regeneração de plantas. Entretanto, a produção pode ser melhorada através da compreensão da dinâmica de crescimento e modificações do meio de cultura. O estudo objetivou avaliar o crescimento de plantas em diferentes meios de cultura em um sistema de imersão temporária e correlacionar os resultados com a absorção de nutrientes durante o período de crescimento. Plantas derivadas de embriões somáticos, com aproximadamente 1 cm de comprimento, foram cultivadas por 12 semanas em um sistema tipo frasco gêmeo contendo sais do MS, Y3 ou N6, vitaminas de Morel e Wetmore e 3% de sacarose, com renovação mensal do meio de cultura. O crescimento e os teores de nutrientes nas plantas foram determinados após 12 semanas de cultivo. Os sais do MS e Y3 foram os mais apropriados para o crescimento vegetal. O número e comprimento de raízes foi 52,52% e 40,42% maior no meio MS do que no meio N6, respectivamente, e o número de raízes no meio Y3 foi 37,74% maior que no meio MS, o que é importante para a sobrevivência após a aclimatização. K e Na foram os nutrientes mais importantes para a pupunheira. O N não foi requerido em altas concentrações como verificado na formulação do meio Murashige e Skoog. O meio de Chu (N6) não gerou plantas de boa qualidade, possivelmente devido à ausência dos micronutrientes Mo, Cu e Co.

Leaf histology of greenhouse plants, in vitro cultured and somaticembryo-derived plants of Bactris gasipaes Kunth / Histologia de folhas de Bactris gasipaes Kunth de plantas de casa-de-vegetação, cultivadasin vitro e obtidas por embriogênese somática

In vitro cultures of peach palm (Bactris gasipaes Kunth) were established by somatic embryogenesis but some improvements in maturation and conversion steps are still needed. The aim of this study was to analyze morpho-anatomical differences in peach palm leaves from greenhouse cultured plants, in vitro plants developed from in vitro germinated seeds and somatic embryo-derived plants. Expanded leaves were prepared for histological analyses and scanning electron microscopy. No significant difference was found between ex vitro and in vitro cultured plants, but the somatic embryo-derived plants showed structural alterations of the leaves. The epidermal cells were elongated in shape, the mesophyll cells were thicker and the vascular bundle was not very developed. In somatic embryo-derived leaves the cuticle was thinner than in other leaves and epicuticular wax was present but poorly deposited. In in vitro cultured plants, the deposition of epicuticular wax on the leaves was irregular while in the greenhouse plants it was regular and abundant. These alterations in somatic embryo-derived leaves could hinder the acclimatization and development of peach palm plants so it is necessary to improve the protocol for somatic embryogenesis to produce better plants.

O cultivo de pupunha (Bactris gasipaes Kunth) in vitro foi estabelecido através de embriogênese somática; alguns melhoramentos nas fases de maturação e conversão, contudo, ainda são necessários. O objetivo deste trabalho foi analisar diferenças morfoanatômicas em suas folhas, cultivadas em casa de vegetação, germinadas in vitro e provenientes de embriogênese somática. Folhas expandidas foram preparadas para análise histológica e microscopia eletrônica. Houve diferenças significativas entre as plantas da casa de vegetação e as plantas obtidas por embriogênese somática. As células epidérmicas eram alongadas; a espessura da folha e do clorênquima era menor que nas outras; a cutícula era menos espessa, com baixa deposição de ceras. Os feixes vasculares estavam menos desenvolvidos. As folhas das plantas cultivadas in vitro e de embriogênese somática apresentavam estruturas pouco desenvolvidas, o que sugere a necessidade de uma melhoria na fase de conversão durante a embriogênese somática.

Microshoots encapsulation and plant conversion of Musa sp. cv. 'Grand Naine' / Encapsulamento de microbrotos e conversão em plantas de Musa sp. cultivar 'Grand Naine'

Synthetic seed technologies are useful tools for the field delivery of in vitro derived plantlets. In the present study,different encapsulation procedures and their efficacy in the plantlet regeneration using microshoots of banana cv. ‘Grand Naine’ were evaluated. Two encapsulation systems were evaluated: i) single encapsulation in beads or droplet hardening method; and ii) double layer or hollow beads. The use of different compounds to enhance the capsule conservation andthe conversion to plantlets was also evaluated. The conversion capacity was assessed in vitro on water-agar culture medium or in ex vitro conditions with Gerbox® boxes. The single encapsulation system showed 80% conversion. The capsules with MS saline formulation treated with 100mM KNO3 showed 76% conversion. Capsules with 1.5g L-1 activated charcoal, and 0.5g L-1 benomyl sucrose-free capsules showed 75% conversion. The encapsulated and non-encapsulatedmicroshoots exhibited 100% germination in response to MS culture medium, and polyethylene glycol after 10 days of storage at 4°C. Sucrose-free capsules showed significantly highergermination (83.3%) than those sucrose-enriched capsules (56.7%). The ex vitro conversion of encapsulated microshoots was 20% in the Gerbox™. These results indicate the feasibilityusing synthetic seeds in the large-scale micropropagation of banana cv. ‘Grand Naine’.

As tecnologias de semente sintética são ferramentas promissoras para a micropropagação de plantas. O objetivodo presente trabalho foi desenvolver um protocolo de encapsulamento e armazenamento de unidades encapsuláveis a partir de microbrotos de bananeira da cultivar ‘Grand Naine’. Foram avaliados dois sistemas de encapsulamento: i) formação de cápsula pelo método de camada simples e ii)camada dupla. Foi avaliada também a adição de diferentes adjuvantes na matriz de alginato para promover a conservação da cápsula e favorecer a conversão em plantas. Para a conversão em planta foram avaliadas as condições in vitro sobre o meio de cultura composto de agar-água e as condiçõesex vitro em caixas Gerbox®. O melhor sistema de encapsulamento para os microbrotos da bananeira da cultivar‘Grand Naine’ foi o de camada simples, com 80% de conversão. O emprego da formulação salina MS na forma de endosperma artificial e a descomplexação com 100mM KNO3 favoreceram a conversão de microbrotos (76%). A adição de carvão ativado (1,5g L-1) e de benomyl (0.5g L-1), na ausência de sacarose na matriz de alginato, resultou em 75% de conversão, além de reduzir a oxidação e a contaminação dos microbrotos. Microbrotos encapsulados e não- encapsulados revelaram 100% de germinação em resposta ao meio de cultura MS e PEG após 10 dias de estocagem a 4°C. Cápsulas sem a adiçãode sacarose resultaram em 83,3% de conversão, valor superior ao valor obtido com a adição de sacarose (56,7%). A conversão de microbrotos encapsulados foi de 20% nas condições ex vitro. Os resultados indicam a viabilidade de uso destas tecnologias para a micropropagação em larga escala da cultivar de banana ‘Grand Naine’.