ABSTRACT
Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.
Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.
Subject(s)
Lactuca/drug effects , Anthraquinones , Clusiaceae/chemistry , Clusiaceae/toxicity , Terpenes , In Vitro TechniquesABSTRACT
Abstract Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.
Resumo Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.
ABSTRACT
Plants that produce secondary metabolites with allelopathic activity or phytotoxicity can be biotechnologically important, serving as sources of allelochemicals, and thus contributing to the agroindustrial sector. Vismia japurensis (Hypericaceae) is an Amazonian species that grows in clumps called vismiais, from which most other plants are absent. Accordingly, the objective of this study was to identify possible phytotoxicity effects of hexane and methanol extracts of Vismia japurensis leaves and branches in vivo and from seedlings grown in vitro on Lactuca sativa. In addition, fresh and dry leaves were assayed by the sandwich method in order to determine their ability to release allelochemicals. The hexanic extract from in vitro seedlings reduced germination by 10%, while the methanol extract produced a 16% reduction in germination speed. Root growth of Lactuca sativa was inhibited by 64.7% when subjected to hexane leaf extract, by 39.3% under the influence of hexane branch extract, and by 96.09% for in vitro seedling hexanic extract. When analysed by thin layer chromatography and 1H nuclear magnetic resonance, extracts showed evidence of terpenes, anthraquinones and flavonoids, with greater intensity of signals in the aromatic region of in vitro seedling hexanic extract. Clearly, Vismia japurensis has a high biotechnological potential in terms of the production of substances of low polarity with capacity to interfere in plant development.
Plantas que produzem metabólitos secundários com atividade alelopática ou fitotóxica podem ser biotecnologicamente importantes, servindo como fontes de aleloquímicos e, assim, contribuindo para o setor agroindustrial. Vismia japurensis (Hypericaceae) é uma espécie amazônica que cresce em grupos, formando vismiais. Assim, o objetivo deste estudo foi identificar possíveis efeitos fitotóxicos de extratos hexânicos e metanólicos de folhas e ramos de Vismia japurensis in vivo e de plântulas cultivadas in vitro sobre Lactuca sativa. Além disso, folhas frescas e secas foram analisadas pelo método sanduíche, a fim de determinar sua capacidade de liberação de aleloquímicos. O extrato hexânico de plântulas in vitro reduziu a germinação em 10% e o extrato metanólico promoveu uma redução de 16% na velocidade de germinação. O crescimento radicular de Lactuca sativa foi inibido em 64,7% quando submetido ao extrato hexânico das folhas, em 39,3% sob influência do extrato hexânico dos galhos e em 96,09% para o extrato de hexânico das plântulas in vitro. Quando analisados por cromatografia em camada delgada e ressonância magnética nuclear de 1H, os extratos mostraram evidências de terpenos, antraquinonas e flavonoides, com maior intensidade de sinais na região aromática do extrato hexânico das plântulas in vitro. Assim, Vismia japurensis possui elevado potencial biotecnológico em termos de produção de substâncias de baixa polaridade com capacidade de interferência no desenvolvimento de plantas.
Subject(s)
Germination , Clusiaceae , Plant Extracts/toxicity , Plant Leaves , Seedlings , AllelopathyABSTRACT
The biotechnological interest in genus Physalis has increased in the last decades, however, there are still few micropropagation studies of this genus. The objective of this study was to evaluate P. angulata photoautotrophic and photomixotrophic micropropagation with gas exchange under seven light spectra and five concentrations of sucrose. Lighting were yellow, blue, white, red, green, red + blue LEDs and natural light filtered by mesh. Sucrose concentrations were 0, 7.5, 15, 22.5 and 30 g.L-1. Phytotechnical, anatomical features and photopigment contents were evaluated through stem and root segment length, leaf number, leaf area, chlorophyll a and b contents, carotenoids, adaxial epidermis, palisadic and spongy parenchyma and abaxial epidermis. The data were compared by Scott-Knott's mean test and principal components analysis using the R software. Comparing the variables within lighting types, it was observed that only the screen treatment, screen-filtered natural illumination, obtained assessment in all variables. Comparing the levels of sucrose, it was observed that the treatment 15 g.L-1 sucrose obtained the highest number of averages with maximum evaluation. It was concluded that the natural light filtered by screen with 50% of shading allowed the photoautotrophic micropropagation of P. angulata. Better development results were observed in photomixotrophic micropropagation with 15 g.L-1 of sucrose.
O interesse biotecnológico em Physalis aumentou nas últimas décadas, porém, ainda existem poucos trabalhos de micropropagação desse gênero. Objetivou-se avaliar sua micropropagação fotoautotrófica e fotomixotrófica com troca gasosa sob sete tipos de iluminação e cinco concentrações de sacarose. Foram utilizados LEDs amarelo, azul, branco, vermelho, verde, vermelho + azul e luz natural filtrada por malha. As concentrações de sacarose foram 0, 7,5, 15, 22,5 e 30 g.L-1. Características fitotécnicas, anatômicas e teor de fotopigmentos foram avaliados através de comprimento de segmento de caule e raíz, número de folhas, área foliar, teores de clorofilas a e b, carotenoides, epiderme adaxial, parênquimas paliçádico e esponjoso e epiderme abaxial. Os dados foram comparados por teste de média Scott-Knott e análise de componentes principais utilizando-se o software R. Comparando-se as variáveis dentro de tipos de iluminação, observou-se que apenas o tratamento screen, iluminação natural filtrada por malha, obteve avaliação máxima em todas as variáveis. Comparando-se os níveis de sucrose, observou-se que o tratamento 15 g.L-1 sacarose obteve o maior número de médias com avaliação máxima. Concluiu-se que a luz natural filtrada por tela com 50% de sombreamento permitiu a micropropagação fotoautotrófica de P. angulata. Observou-se melhores resultados de desenvolvimento na micropropagação fotomixotrófica com 15 g.L-1 de sacarose.
Subject(s)
Botany , Physalis , Tissue Culture TechniquesABSTRACT
ABSTRACT: The aim of this study was to evaluate the in vitro morphogenic potential of genipap (Genipa americana L.) zygotic embryos. Seeds obtained from ripe fruits had their zygotic embryos excised and inoculated in MS medium with 4.44µM of 6-benzylaminopurine (BAP) and supplemented with 0.0; 1.07; 2.14 and 3.21µM of naphthalene acetic acid (NAA). The potential of explants regeneration and the shoot length and number of leaves in plantlets were evaluated. The in vitro regeneration of genipap is possible from the conversion of zygotic embryos in a MS medium with 4.44µM BAP supplemented with 3.21µM NAA.
RESUMO: O objetivo do trabalho foi avaliar o potencial morfogênico in vitro de embriões zigóticos de jenipapeiro (Genipa americana L.). Sementes obtidas de frutos tiveram seus embriões zigóticos excisados e inoculados em meio MS com 4,44µM de 6-benzilaminopurina (BAP) suplementado com 0,0; 1,07; 2,14 e 3,21µM de ácido naftaleno acético (ANA). O potencial de regeneração dos explantes e o comprimento da parte aérea e o número de folhas nas plântulas formadas foi avaliado. Observou-se que é possível a regeneração in vitro de jenipapeiro a partir da conversão de embriões zigóticos em meio MS com 4,44µM de BAP, suplementado com 3,21µM de ANA.
ABSTRACT
A regeneração de plantas, por organogênese ou embriogênese somática, a partir do cultivo de células e tecidos vegetais in vitro, é a base para a utilização da biotecnologia no melhoramento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a embriogênese somática a partir de calos embriogênicos das cultivares de laranjeiras doces 'Hamlin', 'Pêra', 'Natal', 'Lima Verde' e 'Westin', em função da composição dos meios de cultura relacionada à fonte e concentração de diferentes carboidratos, utilizando-se meio de cultura MT modificado com 500mg L-1 de extrato de malte, acrescido de sacarose, galactose, glicose, sorbitol, lactose ou maltose, nas concentrações de 18, 37, 75, 110 ou 150mM à 27°C. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial cinco (cultivares) x seis (fontes de carboidratos) x cinco (concentrações das fontes de carboidratos no meio de cultura), com cinco repetições. A formação de embriões somáticos variou conforme a cultivar, e as laranjeiras 'Hamlin' e 'Natal' registraram o maior número de embriões, enquanto 'Lima Verde' e 'Westin' apresentaram menores números. A melhor fonte de carboidratos para indução de embriogênese somática foi a maltose, seguida pela lactose, nas concentrações de 37 e 75mM. Embriogênese somática não foi observada nos meios de cultura contendo galactose, glicose ou sorbitol para nenhuma cultivar estudada.
Plant regeneration, by organogenesis or somatic embryogenesis, from cell cultures and in vitro plant tissue culture is the basis for biotechnology usage in plant breeding. This research aimed to evaluate somatic embryogenesis from embryogenic calli of 'Hamlin', 'Pêra', 'Natal', 'Lima Verde', and 'Westin' sweet orange cultivars related to culture medium composition as source and concentration of carbohydrates with the use of MT culture medium modified with 500mg L-1 of malt extract, supplemented with sucrose, galactose, glucose, maltose, lactose, or sorbitol at concentrations of 18, 37, 75, 110 or 150mM at 27°C. Statistical design were complete randomized, in a factorial five (cultivars) x six (carbohydrate source) x six (carbohydrate concentration in culture medium) with five replicates. The production of somatic embryos varied with the genotype, as 'Hamlin' and 'Natal' cultivars registered higher number of embryos, whereas 'Lima Verde' and 'Westin' showed lower numbers. The best carbohydrate source was maltose, followed by lactose at concentrations of 37 and 75mM. Somatic embryogenesis was not observed on culture media supplemented with galatose, glucose or sorbitol in any studied cultivar.
ABSTRACT
A etapa de aclimatização é uma fase crítica da micropropagação vegetal, podendo ser responsável por altos índices de mortalidade, baixas taxas de crescimento e desuniformidade das plantas. Um fator fundamental na aclimatização é tipo de substrato a ser utilizado. Nesse trabalho, objetivou-se avaliar o efeito de diferentes substratos na aclimatização de mudas micropropagadas de helicônia (Heliconia lingulata Ruiz & Pav.). A pesquisa foi conduzida em um túnel alto de cultivo forçado pertencente à Embrapa Agroindústria Tropica,l situada no município de Fortaleza - CE, Brasil (3º44'S e 38º33'W). O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com cinco tratamentos e cinco repetições. Os substratos testados foram: T1 -pó-de-coco seco + húmus de minhoca + solo (PCS+H+S); T2 -pó-de-coco verde + vermiculita + composto de cama de frango (PCV+V+CCF); T3 -pó-de-coco verde + húmus de minhoca + solo (PCV+H+S); T4 -pó-de-coco seco + vermiculita + composto de cama de frango (PCS+V+CCF); e T5 - substrato comercial Hortimix® (HORT). As variáveis agronômicas, avaliadas no experimento foram: altura da planta, número de folhas e diâmetro do pseudocaule. Os resultados do experimento evidenciaram o maior desenvolvimento das mudas micropropagadas de helicônia, quando o substrato utilizado foi a combinação pó de coco verde + húmus de minhoca + solo (PCV + H + S).
Acclimatization is the most important and critical plant micropropagation phase. It can be responsible for high mortality rate, low growth rate, and plant heterogeneity. One of the limiting factors in plant acclimatization is the substrate. The objective of this work was to evaluate the effect of different substrates on the acclimatization of micropropagated heliconia plants (Heliconia lingulata Ruiz & Pav.). The research was carried out in a greenhouse at the Embrapa Tropical Agroindustry located in Fortaleza, Ceará, Brazil (3º44' S and 38º33' W). The experimental design was a randomized block with five treatments and five repetitions. The substrates tested were: T1 - dry 'coir' dust + earthworm humus + soil (DCD+EH+S); T2 - green 'coir' dust + vermiculite + poultry litter (GCD+V+PL); T3 - green 'coir' dust + earthworm humus + soil (GCD+EH+S); T4 - dry 'coir' dust + vermiculite + poultry litter (DCD+V+PL) and T5 -Hortimix® (HORT). The variables evaluated in the experiments were plant height, number of leaves, and diameter of the pseudostem. The results revealed that the best development of micropropagated heliconia plants was with a combination of green 'coir' dust + earthworm humus + soil (GCD+EH+S).
ABSTRACT
A pimenta-do-reino (Piper nigrum) tem grande importância para a economia do Norte do Brasil. A pimenta-do-reino é propagada principalmente por estaquia que, além de ser pouco eficiente, pode possibilitar a propagação da doença fusariose. Dessa forma, testes para verificar a eficiência da micropropagação são pertinentes. O objetivo do trabalho foi testar concentrações de BAP - 6-benzilaminopurina (0,5, 1,5, 3,0 e 4,5mg L-1) e a adição de carvão ativado a 0,2 por cento ao meio de cultura na micropropagação de pimenta-do-reino. O meio de cultura foi composto de sais e vitaminas de Murashige & Skoog, 3 por cento de sacarose e 8g L-1 de ágar. Foram utilizados como explantes ápices caulinares de plântulas da cultivar "Bragantina" germinadas in vitro. Os tratamentos foram avaliados em esquema fatorial 4x2, em delineamento inteiramente casualizado. Após 45 dias no estabelecimento, foi avaliado o número de brotos, mas não foi observada diferença significativa entre os tratamentos, considerando-se os dois fatores e a interação entre eles. Após 45 dias no primeiro subcultivo, foram avaliados o número de brotos e de explantes (segmentos nodais). A interação entre BAP e carvão ativado teve efeito significativo para número de brotos e de explantes, sendo que o carvão influenciou o efeito das concentrações de BAP. A concentração de 0,5mg L-1 de BAP na ausência de carvão ativado gerou maior número de brotos e de explantes. O carvão ativado não é necessário na fase de proliferação de gemas de pimenta-do-reino da cultivar "Bragantina".
Black pepper (Piper nigrum) has great importance for the Northern Brazils economy. Black pepper is mainly propagated by mass propagation, which is not very efficient and may spread fusariosis. Thus, micropropagation efficiency tests are pertinent. The objective of this research paper was to test BAP - 6-benzilaminopurine concentrations (0.5, 1.5, 3.0 and 4.5mg L-1) and activated charcoal at 0.2 percent addition to the culture medium for black peppers micropropagation. Culture medium was composed of Murashige & Skoogs salts and vitamins, 3 percent sucrose and 8g L-1 agar. Shoot tips from Bragantina black pepper seedlings germinated in vitro were used as explants. Treatments were evaluated in a 4x2 factorial scheme in a fully randomized design. Forty-five days after establishment, the number of shoots were evaluated, but there was no significative difference between treatments, considering the two factors and the interaction between them. Forty-five days after the first subculture, the number of shoot and explants (nodal segments) were evaluated. Interaction between BAP and activated charcoal had a significative effect on the number of shoots and explants, however, activated charcoal had an influence on BAP concentrations. The concentration of 0.5mg L-1 generated the highest number of shoots and explants. Activated charcoal is not necessary during the Bragantina black pepper shoot bud proliferation phase.