In vitro rhizogenesis: histoanatomy of Cedrela odorata (Meliaceae) microcuttings

Cedrela odorata (Meliaceae) is considered as one of the most valuable forest tree in the tropics. Clonal propagation of this species provide an alternative method to propagate superior genotypes, being the production of good quality adventitious roots one of the most important steps in micropropagation techniques. The sequence of anatomical changes that takes place during the formation of adventitious roots in shoots of Cedrela odorata cultured in vitro is described in this study. Eigth-week-old shoots, from multiplication cultures, were rooted in Murashige and Skoog´s medium (1962) with half- strength macronutrients and with 0 or 1mg/l indole-3-butyric acid (IBA). Between 12 and 24h after the start of rooting, some cambium, phloem and interfascicular parenchyma cells became dense cytoplasm, nuclei with prominent nucleoli and the first cell divisions were observed, especially in shoots treated with auxin (dedifferentiation phase). After 3-4 days, the number of dedifferentiated cells and mitotic divisions increased considerably, and the formation of groups of some 30-40 meristematic cells (meristemoids) was observed (induction phase). The first primordial roots developed from the 4th-5th day. The vascular tissues of these primordia connected to those of the explant, and roots began to emerge from the base by day 6. Development of the primordial roots was similar in the control shoots and shoots treated with 1mg/l IBA, although there were more roots per explant in the latter. Rev. Biol. Trop. 59 (1): 447-453. Epub 2011 March 01.

Cedrela odorata (Meliaceae) es una especie tropical de gran valor económico. La propagación in vitro de esta especie ofrece una vía alternativa para la clonación de genotipos superiores, siendo la formación de un buen sistema radical uno de los pasos claves en la micropropagación. En este trabajo analizamos la secuencia de cambios anatómicos que tienen lugar durante la formación de raíces adventicias en microestaquillas de Cedrela odorata. Para el enraizamiento se utilizó el medio MS con los macronutrientes reducidos a la mitad, suplementado con AIB 0 ó 1mg/l. A partir de las 12-24 horas del comienzo del enraizamiento, se observaron los primeros cambios en las células del cambium, del floema y del parénquima interfascicular (fase de diferenciación). Después de 3-4 días, aparecen grupos de células meristemáticas (fase de inducción). Los primordios se desarrollan después de 4-5 días, siendo visibles al exterior a partir del sexto día (fase de emergencia). El desarrollo de las raíces fue similar en ambos tratamientos, pero la presencia de AIB aumenta el número de raíces.

Produção de mudas de dois genótipos de alecrim-de-tabuleiro (Lippia gracilis Schauer) em função de fertilizante mineral, calcário, substratos e recipientes / Seedling production of two "alecrim-de-tabuleiro" (Lippia gracilis Schauer) genotypes under mineral fertilizer, limestone, substrates and containers

Lippia gracilis Schauer popularmente conhecida como alecrim-de-tabuleiro possui moderada atividade antibacteriana, antimicrobiana e antiséptica. Objetivando avaliar o efeito de doses de fertilizante mineral, calcário, substratos e recipientes na produção de mudas de dois genótipos de alecrim-de-tabuleiro realizou-se experimentos com estacas de dois genótipos de L. gracilis. No experimento 1, foram utilizadas estacas apicais distribuídas em bandejas de poliestireno expandido de 128 células com o substrato pó-de-coco + areia (1:1), três repetições e oito estacas por repetição. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4x2x2, sendo quatro doses do fertilizante (6-24-12+micronutrientes) (1, 2, 3 e 4 g L-1), duas doses de calcário (0 e 1 g L-1) e dois genótipos (LGRA106 e LGRA201). Aos 35 após plantio, foram avaliadas a sobrevivência ( por cento), enraizamento ( por cento), comprimento de raiz (cm) e massa seca de raiz (mg). No experimento 2, foram utilizadas três repetições com oito estacas por repetição. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema de parcelas subdivididas onde foram testados nas parcelas dois recipientes (bandeja de poliestireno expandido de 128 alvéolos e tubetes de 110 cm³, na sub parcela foram testadas as combinações de quatro substratos (PC - pó de coco; PCA (1:1) - pó de coco + areia (1:1); PCA (2:1) - pó de coco + areia (2:1) e PCA (3:1) - pó de coco + areia (3:1) e dois genótipos (LGRA106 e LGRA201). Aos 35 dias após o plantio foram analisadas as mesmas variáveis do experimento 1, além de altura de parte aérea (cm) e massa seca de parte aérea (mg). A utilização de 1 g L-1 do fertilizante na ausência de calcário foi efetivo para sobrevivência de plantas e enraizamento de estacas de alecrim-de-tabuleiro. Com base nesses experimentos, concluiu-se que o genótipo LGRA106 é superior ao LGRA201 nas variáveis analisadas e recomenda-se a bandeja de poliestireno expandido para produção de mudas de L. gracilis via estaquia.

Commonly known as "alecrim-de-tabuleiro", Lippia gracilis Schauer (Verbenaceae) has moderate antibacterial, antimicrobial and antiseptic activity. This study aimed to evaluate the effect of doses of mineral fertilizer, limestone, substrates and containers on seedling production of two "alecrim-de-tabuleiro" genotypes, using cuttings. In experiment 1, apical cuttings were distributed on expanded polystyrene trays of 128 cells containing coir + sand (1:1), using three replicates of eight cuttings each. Experimental design was in randomized blocks, in a 4x2x2 factorial arrangement, i.e. four doses of fertilizer (6-24-12 + micronutrients) (1, 2, 3 and 4 g L-1), two doses of limestone (0 and 1 g L-1) and two genotypes (LGRA106 and LGRA201). At 35 days after planting, we evaluated survival ( percent), rooting ( percent), root length (cm) and root dry matter (mg). In experiment 2, three replicates of eight cuttings each were used. Experimental design was in randomized blocks, in a split-plot scheme. In the plots, we tested two containers (expanded polystyrene tray of 128 cells and 110 cm³ tubets). In the subplots, we tested four substrate combinations [coir, coir + sand (1:1), coir + sand (2:1) and coir + sand (3:1)] and two genotypes (LGRA106 and LGRA201). At 35 days after planting, the same variables of experiment 1 were evaluated, besides shoot length (cm) and shoot dry matter (mg). The use of 1 g L-1 fertilizer without limestone was effective for plant survival and cutting rooting. Based on these experiments, the genotype LGRA106 is superior to LGRA201 as to the evaluated variables and the expanded polystyrene tray is recommended for the production of L. gracilis seedlings through cuttings.

Capacidade de enraizamento de estacas de Maytenus muelleri Schwacke com a aplicação de ácido indol butírico relacionada aos aspectos anatômicos / Rooting capacity of Maytenus muelleri Schwacke cuttings with indolebutyric acid application related to anatomical aspects

A espinheira-santa (Maytenus muelleri - Celastraceae) é a planta medicinal nativa do Sul do Brasil, cujas folhas são tradicionalmente utilizadas pela medicina popular para o tratamento de úlceras e outros problemas gástricos. Existem poucos trabalhos publicados sobre a produção de mudas e técnicas de propagação vegetativa da espécie. A propagação de espinheira-santa por estaquia poderia ser um método eficiente para obtenção de material homogêneo, com características genéticas desejáveis, produzido a partir de plantas matrizes selecionadas. O presente trabalho teve por objetivo estudar os efeitos da aplicação de ácido indol butírico (AIB), em solução e em pó, no enraizamento de estacas de espinheira-santa coletadas nas quatro estações do ano (abril/2005 a janeiro/2006), bem como averiguar, por meio de análises anatômicas e histoquímicas das estacas, a presença de possíveis impedimentos à iniciação do enraizamento adventício. Estacas provenientes de ramos de plantas matrizes de seis anos cultivadas da Estação Experimental do Canguiri, Pinhais, PR, foram coletadas e tratadas com AIB (0, 1500, 3000 mg L-1 ou mg kg-1), em solução alcoólica (50 por cento v/v) e em talco. Aos 365 dias foram avaliadas as porcentagens de estacas enraizadas e mortas, número e comprimento médio de raízes formadas por estaca. Análises anatômicas e histoquímicas com lugol e cloreto férrico foram realizadas. A estação mais promissora para o enraizamento foi o verão/2006 com 62,50 por cento para o tratamento controle, devido à menor lignficação dos ramos no período de intenso crescimento vegetativo. O número médio de raízes formadas por estaca foi de 6,94 (solução) e o comprimento médio de raízes formadas/estaca chegou a 4,82 cm nesta mesma estação. As concentrações de AIB aplicadas não foram eficientes na indução radicial, independentemente do modo de aplicação. Foi detectada a presença de uma camada quase contínua de fibras e braquiesclereídes, a qual constitui barreira anatômica à indução radicial. Os testes histoquímicos revelaram a presença de amido e de compostos fenólicos nas estacas, em todas as estações do ano. A dificuldade ou demora no enraizamento não pode ser justificada pela falta de reservas de amido nos tecidos das estacas, mas pode ser justificada pela presença de compostos fenólicos, possivelmente do grupo dos monofenóis, que causam a degradação do AIA, interferindo negativamente na indução do enraizamento.

"Espinheira-santa" (Maytenus muelleri - Celastraceae) is a medicinal plant native to Southern Brazil, the leaves of which are traditionally used in popular medicine for the treatment of stomach ulcers and other gastric problems. There are few published studies about seedling production and vegetative propagation techniques for this species. The propagation of "espinheira-santa" by cuttings could be an efficient method to obtain homogeneous material, with desirable genetic characteristics, produced from selected mother plants. This paper aimed to study the effects of indolebutyric acid (IBA) application, in solution and in powder, on the rooting of "espinheira-santa" cuttings, collected in four seasons (April/2005 to January/2006), as well as to investigate, by means of cutting anatomical and histochemical analyses, the presence of possible impediments to adventitious rooting initiation. Cuttings from branches of six-year mother plants grown at "Estação Experimental do Canguiri", Pinhais, Paraná State, Brazil, were collected and treated with IBA (0, 1500, 3000 mg L-1 or mg kg-1) in alcoholic solution (50 percent v/v) and in powder. After 365 days, the percentages of rooted and dead cuttings, the number and mean length of roots/cutting were evaluated. Anatomical and histochemical analyses were performed with lugol and ferric chloride. The most promising season for rooting was Summer/2006, with 62.50 percent of rooting for the control treatment, due to the lesser lignification degree of branches in intense vegetative growth period. The mean number of roots/cutting was 6.94 (solution) and the mean length of roots/cutting was 4.82 cm in that same season. The applied IBA concentrations were not efficient in inducing root growth, regardless of the application method. An almost continuous layer of fibers and stone cells was detected, constituting an anatomical barrier for rooting induction. The histochemical tests revealed the presence of starch and phenolic compounds in cuttings, in all seasons. The difficulty or delay in rooting cannot be justified by the absence of starch reserve in the cutting tissues but by the presence of phenolic compounds, possibly of the group of monophenols, which cause IAA degradation, negatively affecting rooting induction.

Influência de diferentes meios de cultura sobre o crescimento de Pfaffia glomerata (Spreng. ) Pedersen (Amaranthaceae) para conservação in vitro / Influence of different culture media on the growth of Pfaffia glomerata (Spreng. ) Pendersen (Amaranthaceae) for conservation in vitro

Pfaffia glomerata ocorre em vários estados do Brasil e países limítrofes da região Sul às margens de rios e nas orlas das matas de galerias, é espécie hidrófita e heliófita. As raízes de espécies do gênero Pfaffia são usadas na medicina popular brasileira, especialmente como tônico, afrodisíaco e no controle do diabete. O objetivo deste trabalho foi estabelecer um banco de germoplasma in vitro de Pfaffia glomerata. O experimento em delineamento inteiramente casualizado foi conduzido com seis tratamentos: 1) MS + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol; 2) MS/2 + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol; 3) MS + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol + 2 mg L-1 de pantotenato de cálcio; 4) MS/2 + 2 por cento de sacarose + 4 por cento de sorbitol + 2 mg L-1de pantotenato de cálcio; 5) MS + 2 por cento de sacarose + 3 por cento de manitol + 2 mg L-1de pantotenato de cálcio; 6) MS/2 + 2 por cento de sacarose + 3 por cento de manitol + 2 mg L-1de pantotenato de cálcio. Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e ao teste de separação de médias de Scott Knott. Os tratamentos um, três e quatro apresentaram, significativamente, o maior número de segmentos nodais por haste, quando comparados com os tratamentos dois, cinco e seis. O tratamento dois foi o mais indicado para a conservação in vitro da espécie por ter promovido menor crescimento das plantas (altura de 3,1±1,9 cm), alto índice de sobrevivência, 100 por cento de explantes com brotação e o maior número de brotos por explante, após seis meses de cultivo. Todas as plântulas produziram raízes e não houve formação de calos, também não ocorreu hiperhidricidade nos tratamentos avaliados. As plantas aclimatizadas apresentaram 100 por cento de sobrevivência no ambiente ex vitro. A manutenção de acessos de P. glomerata no banco de germoplasma in vitro é viável tanto do ponto de vista da conservação quanto economicamente.

Pfaffia glomerata occurs in several states of Brazil and its neighboring countries in the south region at riverbanks and gallery forests. It is a hydrophyte and heliophyte species. The roots of the genus Pfaffia are used in Brazilian folk medicine especially as tonic, aphrodisiac and to control diabetes. The aim of this work was to establish an in vitro germplasm bank for Pfaffia glomerata. The experiment was carried out in completely randomized design with six treatments: 1) DM + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol; 2) DM/2 + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol; 3) DM + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate; 4) DM/2 + 2 percent sucrose + 4 percent sorbitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate; 5) DM + 2 percent sucrose + 3 percent mannitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate; 6) DM/2 + 2 percent sucrose + 3 percent mannitol + 2 mg L-1 calcium pantothenate. Results were subjected to analysis of variance and Scott Knott test for mean grouping. Treatments 1, 3 and 4 had a significantly larger number of nodal segments per stem, compared to Treatments 2, 5 and 6. Treatment 2 was the most appropriate for the in vitro conservation of this species since it led to the lowest growth (3.1±1.9 cm height), high survival rate, 100 percent explants with sprouting, and the largest number of sprouts per explant after six months of culture. All seedlings produced root and showed no formation of calluses or hyperhydricidity under the evaluated treatments. Acclimatized plants showed 100 percent survival in the ex vitro environment. Maintaining P. glomerata accessions in an in vitro germplasm bank is viable both economically and for conservation.