Towards the micropropagation of Euphorbia cyathophora Murray: a wild plant species with medicinal and ornamental potential / Micropropagação de Euphorbia cyathophora Murray: uma especie de planta selvagem com potencial medicinal e ornamental

ABSTRACT: Euphorbia cyathophora Murray is a plant species with medicinal and ornamental potential but whose in vitro propagation is unknown. Two experiments were performed to know 1) the effect of light (WL) at 25±2 °C and 20 μmol m-2 s-1 luminous intensity, or darkness at 20±2 °C, for the first 20 days and subsequent placement in light (DKL) as previously described, and 2) the best combination of plant growth regulators: benzyl amino purine (BAP), kynetin (KIN), 2-isopentenyl adenine (2iP) and thidiazuron (TDZ) in combination with naphthaleneacetic acid (NAA) and the effect of both light conditions. The DKL treatment did not promote the growth of leaves, cotyledons, or plantlet height; in contrast, WL produced a more developed root system with early appearance of tertiary roots. In regards to the interaction of plant regulators and light effect, only the treatment with 1 mg BAP L-1 and 0.1 mg NAA L-1 generated shoots in both light conditions (DKL and WL). Darkness (DKL) generated more indirect greatest morphogenic responses (callus formation).

RESUMO: Euphorbia cyathophora Murray é uma espécie vegetal com potencial medicinal e ornamental, mas cuja propagação in vitro é desconhecida. Dois experimentos foram realizados para conhecer 1) o efeito da luz (WL) a 25±2 °C e 20 μmol m-2 s-1 intensidade luminosa, ou escuridão a 20±2 °C, nos primeiros 20 dias e posterior colocação em luz (DKL) como descrito anteriormente, e 2) a melhor combinação de reguladores de crescimento vegetal: benzil amina purina (BAP), kynetina (KIN), 2-isopentenil adenina (2iP) e thidiazuron (TDZ) em combinação com ácido naftalenoacético (ANA) e o efeito de ambas as condições de luz. O tratamento com DKL não promoveu o crescimento de folhas, cotilédones ou altura das plântulas. Em contraste, a WL produziu um sistema radicular mais desenvolvido com o aparecimento precoce de raízes terciárias. Com relação à interação dos reguladores vegetais e efeito luminoso, apenas o tratamento com 1 mg de BAP L-1 e 0,1 mg de NAA L-1 gerou brotações em ambas as condições de luz (DKL e WL). Escuridão (DKL) gerou mais respostas morfogênicas mais diretas (formação de calo).

Evaluación de métodos de extracción para la obtención del ácido giberélico en semillas germinadas de maíz (Zea mays L.) / Comparison of different extraction methods for giberelic acid obtention from corn (Zea mays L.) germinated seeds / Avaliação de metodologias de extração para a obtenção do ácido giberélico em sementes germinadas de milho (Zea mays L.)

Resumen El maíz (Zea mays L.) es el segundo cereal de mayor cultivo a nivel mundial el cual es empleado como materia prima en diferentes industrias. Hasta el momento no se han encontrado reportes de la obtención del ácido giberélico (GA3) en esta planta. En el presente trabajo se compararon los métodos de extracción sólido-líquido por lixiviación y la extracción dinámica con disolvente asistida por sonicación (DSASE) para la obtención del GA3 a partir de semillas germinadas de maíz. Los factores trabajados en la extracción por lixiviación fueron el método físico, el solvente y el tiempo, mientras que los parámetros por DSASE fueron el flujo, el solvente y el tiempo. La mayor concentración del GA3 se obtuvo con el método DSASE (30,012 mg/kg), empleando como solvente acetonitrilo-ácido fórmico 5% (80;20, v:v) a un flujo de 0,4 mL/min y un tiempo de extracción de 25,0 min. La identificación y la cuantificación del GA3 se realizó mediante cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC) con detector de arreglo de diodos (DAD). Estos resultados evidenciaron que la DSASE es una alternativa novedosa para la obtención del GA3, dada su alta eficiencia, el bajo consumo de solvente y su simplicidad en la obtención del extracto.

Abstract Corn (Zea mays L.) is the second most cultivated cereal in the world and is used as raw material for different kind of industries. To date no reports about obtaining giberellic acid (GA3) from corn have been found. In the present study two methods for extracting solid samples were evaluated; lixiviation and dynamic sonication-assisted solvent extraction (DSASE), for obtaining giberellic acid from corn germinated seeds. In lixiviation, the physical method (agitation and sonication), solvent, and time were the parameters analyzed; while in DSASE the variables were; solvent, flow, and time. The most efficient technique was DSASE employing acetonitrile-formic acid 5% (80;20, v:v) as solvent at a flow of 0,4 mL/ min for 25,0 min, obtaining a concentration of 30,012 mg/kg giberellic acid. Identification and quantification were performed by high performance liquid chromatography (HPLC) with diode array detector (DAD). These results showed that dynamic sonication-assisted solvent extraction (DSASE) is a novel and powerful alternative technique for obtaining giberellic acid, because of its high efficiency; low solvent consumption and simplicity in obtaining the extract.

Resumo O milho (Zea mays L.) é o segundo cereal mais cultivado no mundo e é usado como matéria-prima em diferentes indústrias. Até a data não foram encontrados estudos da obtenção do ácido giberélico (GA3) neste cereal. Este trabalho teve como objetivo a comparação da metodologia de extração sólido-líquido por lixiviação e a metodologia de extração dinâmica com dissolvente assistida por sonicação (DSASE) para a obtenção do ácido giberélico a partir de sementes germinadas de milho (Zea mays L.). Na extração por lixiviação foram avaliados diferentes parâmetros; o método físico, o solvente e o tempo; e na metodologia DSASE estes parâmetros foram; o solvente, o fluxo e o tempo. A maior concentração de ácido giberélico (GA3) foi obtida com a metodologia DSASE, usando como solvente acetonitrila-ácido fórmico 5% v/v (80;20), fluxo de 0,4 mL/min e tempo de extração de 25,0 min. A identificação e a quantificação do GA3 foi realizada mediante cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) com detecção de arreglo de diodos (DAD). Os resultados evidenciaram que a DSASE foi uma excelente alternativa para a obtenção do ácido giberélico, por apresentar alta eficiência, pouco consumo de solvente e ser umatécnica simples para a obtenção do extrato.

Efficacy of a plant growth regulator in the culture of coffee / Eficácia de biorregulador na cultura do café

The purpose of this work was to evaluate the efficacy of a plant growth regulator applied at different growth stages in coffee. The experiment was conducted in the years 2010/2011 and 2011/2012 on the Docas 1 farm, using Mundo Novo IAC 379-19 coffee cultivar, with spacing 4 meter between rows and 0.8 meter between plants and 10 plants per plot. The experimental design was in blocks at random, with two factors and three repetitions. The first factor was the dose of the product (0.25 and 0.5 liter per hectare per application) and second factor was the time of applications according to the phenological stages (pre-flowering, post-flowering and pinhead). The control treatment (control) consisted of the absence of the application of the plant growth regulator. Biometric aspects (number of internodes and length of reproductive branches in centimeters, number of fruits on the fourth and fifth node on reproductive branches) and productivity were evaluated. Collected data were analyzed using Tukey test at 0.05 of significance. The application of a plant growth regulator at different growth stages of development of coffee leads to increased biometric variables in coffee: the number of internodes, the average number of fruits on the fourth and fifth node and the length of reproductive branches. The productivity of coffee can be increased with the use of plant growth regulators, particularly at the dose of 0.5 liter per hectare per application, regardless of the application period, promoting productivity up to 46.9%. It is not possible to state that the presence of substances similar to phytohormones in plant growth regulators is responsible for the increase in productivity without making isolate application of these substances.

O objetivo do trabalho foi avaliar a eficácia do biorregulador aplicado em diferentes estádios fenológicos na cultura do café. O experimento foi conduzido nos anos agrícola de 2010/2011 e 2011/2012 na fazenda Docas 1, utilizando café cultivar Mundo Novo variedade IAC 379-19, com o espaçamento de 4 m entre linhas e 0,8 m entre plantas e 10 plantas por parcela. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados, com dois fatores e três repetições, sendo o primeiro fator dose do produto (0,25 L ha-1 e 0,5 L ha-1 em cada aplicação) e o segundo a época de aplicações de acordo com os estádios fenológicos (pré-florada, pós-florada e chumbinho) e o tratamento controle (testemunha) que constou-se da ausência de aplicação do biorregulador. Realizou-se avaliações dos aspectos biométricos (número de internódios e comprimento de ramos plagiotrópicos em centímetro, contagem dos frutos do 4º e 5º nó dos ramos plagiotrópicos) e a produtividade, e realizou-se o teste de Tukey a 0,05 de significância. A aplicação do biorregulador em diferentes estádios fenológicos de desenvolvimento do cafeeiro promove um aumento nas variáveis biométricas do cafeeiro, número de internódios, a média de frutos do quarto e quinto nó e o comprimento dos ramos plagiotrópicos. A produtividade do cafeeiro pode ser incrementada com o uso de biorreguladores, principalmente na dose de 0,5 L ha-1 por aplicação independente da época de aplicação, promovendo incrementos de até 46,9% na produtividade. Não é possível afirmar que a presença de substâncias semelhantes aos fitohormônios nos biorreguladores é responsável pelo incremento na produtividade, sem realizar a aplicação dessas isoladamente.

Avaliação dos fitorreguladores auxina e giberelina na germinação e crescimento do arroz / Assessment of auxin and gibberellin on rice germination and growth / Evaluación de fitorreguladores auxina y giberelina en la germinación y crecimiento del arroz

O arroz (Oryza sativa L.) é uma planta da família das Poaceas (gramíneas), sendo um dos cereais mais cultivados no mundo. Os fitorreguladores como auxina e giberilina podem influenciar o crescimento e desenvolvimento das plantas como o arroz. O objetivo deste estudo foi avaliar a germinação e o crescimento do arroz sob diferentes doses de fitorreguladores (auxina e giberelina). Foram conduzidos dois experimentos, o primeiro para determinar a germinação e comprimento radicular das sementes de arroz. O segundo experimento foi conduzido para determinar a altura, massa seca da parte área (MSPA) e o conteúdo nitrogênio (N) da parte aérea (NPA). Nos dois experimentos foram testadas quatro doses de auxina + giberelina: 0 (testemunha); 200; 500 e 1000 mL ha­1. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco repetições para cada tratamento nos dois experimentos. A germinação das sementes e o comprimento radicular foram aumentados com a aplicação de auxina e giberelina. A altura e o NPA foram aumentados significantemente com a aplicação de auxina e giberelina. Concluiu-se que a aplicação de auxina e giberelina na cultura do arroz aumentaram a germinação e o comprimento radicular das sementes. Além disso, aumentou a altura e o conteúdo de nitrogênio nas plantas de arroz.

Rice (Oryza sativa L.) is one of the most widely grown cereals in the world. Phytoregulators such as auxin and gibberellin can influence both growth and development of plants such as rice. The aim of this study was to assess the germination and growth of rice under different doses of phytoregulators (auxin and gibberellin). Two experiments were performed, one to determine the germination and root length of rice seeds, and the second one to evaluated height, shoot dry mass (SDM) and shoot nitrogen content (SNC). Both experiments tested four doses of auxin + gibberellin (0 (control), 200, 500 and 1000 mL ha-1). The experimental design was completely randomized with five repetitions for both experiments. The germination and root length of rice seedlings were increased by the application of auxin and gibberellin. Rice height and SNC were significantly increased with the application of auxin and gibberellin. Thus, it can be concluded that the application of auxin and gibberellin in rice increases germination, root length, plant height and nitrogen content.

El arroz (Oryza sativa L.) es una planta de la familia Poaceas (gramíneas), siendo uno de los cereales más cultivados en el mundo. Los fitorreguladores como auxina y giberelina pueden influir en el crecimiento y desarrollo de plantas, como el arroz. El objetivo de este estudio ha sido evaluar la germinación y el crecimiento del arroz bajo diferentes dosis de fitorreguladores (auxina y giberelina). Se realizaron dos experimentos, el primero para determinar la germinación y longitud de la raíz de las semillas de arroz. Se llevó a cabo un segundo experimento para determinar la altura, masa seca de la parte aérea (MSPA) y el contenido de nitrógeno (N) de la parte aérea (NPA). En ambos experimentos, se ensayaron cuatro dosis de auxina + giberelina: 0 (testigo); 200; 500 y 1000mL ha-1. El diseño experimental fue completamente al azar con cinco repeticiones para cada tratamiento en ambos experimentos. La germinación de las semillas y la longitud de la raíz se incrementaron mediante la aplicación de auxina y giberelina. La altura y el NPA se incrementaron de manera significativa mediante la aplicación de auxina y giberelina. Se concluye que la aplicación de auxina y giberelina en el cultivo de arroz incrementa la germinación y longitud de la raíz de las semillas. Además, incrementó la altura de plantas de arroz con nitrógeno.

Micropropagação e endorreduplicação em pitaya vermelha / Micropropagation and endoreduplication in red pitaya

A micropropagação facilita a obtenção de mudas de mudas de pitaya, Hylocereus undatus Haw; porém, pode propiciar alterações genéticas, como a polissomatia, endopoliploidia ou endorreduplicação. Neste trabalho, objetivou-se desenvolver protocolo para micropropagação e verificar a endorreduplicação em pitaya vermelha. Cladódios de pitaya foram micropropagados em meio de cultura MS, com 0,1 mg L-1 de ANA, acrescido de BAP e cinetina, nas dosagens 0, 1, 5 e 10 mg L-1, sendo o meio MS sem reguladores de crescimento utilizado como tratamento controle. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado em fatorial 2x8 (ausência e presença de luz e 8 diferentes meios de cultura), totalizando 16 tratamentos, sendo 4 repetições de 3 explantes. O experimento foi conduzido na presença e ausência de luz em sala de crescimento a 25 ± 2ºC, irradiância média de 42 W m-2 e fotoperíodo de 16 horas, por 120 dias. A análise de citometria de fluxo foi utilizada em 3 explantes por tratamento. Amostras de cladódios, juntamente com o padrão interno (ervilha) foram triturados com 1 mL de tampão de extração LB01 e 25 mL de iodeto de propídeo, analisados em citômetro de fluxo. Os explantes submetidos à ausência de luz não responderam aos tratamentos. O meio de cultura que proporciona melhor crescimento e desenvolvimento in vitro é o MS acrescido de 0,1 mg L-1 de ANA e BAP ou cinetina nas concentrações de 1 ou 5 mg L-1. O meio de cultura que proporciona aos explantes maior variação na quantidade de DNA é MS com 10 mg L-1 de BAP e 0,1 mg L-1 de ANA. O fenômeno da endorreduplicação é observado em todos os tratamentos analisados.

Micropropagation makes the obtaining of seedlings of red pitaya easier, but, it can cause genetic mutations such as polysomaty, endopolyploidy or endoreduplication. In this work, it was aimed to develop a protocol for micropropagation and check the endoreduplication in red pitaya. Pitaya cladodes were micropropagated im MS culture medium with 0.1 mg L-1 of ANA added of BAP and kinetin at the dosages of 0, 1, 5 and 10 mg L-1, the MS medium without any growth regulators being used as the control treatment. The experimental design utilized was the completely randomized in factorial 2 x 8 (absence and presence of light and 8 different culture media), amounting to 16 treatments, namely, 4 replications of 3 explants. The experiment was conducted in the presence and absence of light in a growth room at 25 ± 2 ºC, average irradiance of 42W m-2 and photoperiod of 16 hours for 120 days. The flow cytometry analysis was utilized on three explants per treatment. Cladode samples, along with the internal pattern (pea) were ground with 1 ml of extraction buffer LB 01 and 25 mL of propide iodide, analyzed in flow cytometer. The explants submitted to the absence of light did not respond to the treatments. The culture medium which brings about the best in vitro growth and development is the MS added of 0.1 mg L-1 of ANA and BAP or kinetin at the concentrations of 1 or 0.5 mg L-1. The culture medium which provides to the explants greatest variation in the amount of DNA is MS with 10 mg L-1 of BAP and 0.1 mg L-1 of ANA. The phenomenon of endoreduplication is found in all the treatments investigated.