RESUMEN
Aluminum (Al) toxicity is a limiting factor for crop production in acid soils, which cover approximately 60% of the Brazilian territory. This study aimed to evaluate the effects of Al on growth and tissue Al concentration of two Pfaffia glomerata accessions (BRA and JB/UFSM). Plantlets were grown in a hydroponic system with five Al concentrations (0, 50, 100, 150 and 200mg L-1) for 7 days. Most of the evaluated parameters presented significant interaction between both P. glomerata accessions and Al levels in nutrient solution and, in general, Al treatments negatively affected plant growth, especially roots. Moreover, BRA accession showed higher Al accumulation in its tissues than JB/UFSM and, consequently in BRA accession the growth was impaired substantially. Furthermore, the results suggest that, between P. glomerata accessions studied, BRA is less appropriated for medicinal uses when grown in soils with high Al levels, due to the higher accumulation of tissue Al content. .
A toxidez do alumínio (Al) é um fator limitante da produção agrícola em solos ácidos, os quais cobrem cerca de 60% do território Brasileiro. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do Al no crescimento e na concentração de Al nos tecidos de dois acessos de Pfaffia glomerata (BRA e JB/UFSM). As plantas foram cultivadas em sistema hidropônico, contendo cinco concentrações de Al (0, 50, 100, 150 e 200mg L-1) por 7 dias. Para a maioria dos parâmetros avaliados, houve interação significativa entre os dois acessos de P. glomerata e as concentrações de Al, sendo que, de modo geral, os tratamentos com Al afetaram negativamente o crescimento das plantas, especialmente as raízes. Além disso, o acesso BRA acumulou mais Al nos tecidos que o acesso JB/UFSM e, consequentemente, os parâmetros de crescimento foram afetados mais significativamente naquele acesso. Portanto, nossos resultados sugerem que, entre os acessos de P. glomerata estudados, BRA é menos indicado para usos medicinais quando cultivado em solos com altos níveis de Al, por acumular mais Al em seus tecidos.
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Devido, principalmente, às ações antropogênicas, tais como industrialização e uso de insumos na agricultura, os níveis de cádmio têm aumentado em muitos solos agrícolas. O presente trabalho objetivou caracterizar o efeito desse metal no crescimento in vitro de duas cultivares de batata, 'Asterix' e 'Macaca'. Segmentos nodais de plantas previamente estabelecidas in vitro foram submetidos a doses de cádmio de 0 (controle), 100, 200, 300, 400 e 500µM em meio de cultivo MS. Avaliou-se o número de raízes aos 15 dias após a inoculação (DAI) dos explantes, o comprimento das raízes e da parte aérea, o número de segmentos nodais e de folhas e a matéria fresca e seca das raízes e da parte aérea aos 22DAI. O cádmio afetou negativamente o crescimento das duas cultivares de batata, demonstrando que ambas são sensíveis a esse metal.
Levels of cadmium have been increasing in many agricultural soils mainly due to the anthropogenic actions, such as industrialization and use of inputs in the agriculture. The present research aimed at characterizing the effect of this metal on in vitro growth of two potato cultivars, 'Asterix' and 'Macaca'. Nodal segments of plants previously in vitro established were submitted to cadmium concentration of 0 (control), 100, 200, 300, 400 and 500µM in MS. Number of roots was evaluated at 15 days after inoculation (DAI) of the explants, and root and shoot length, number of nodal segments and leaves, and fresh and dry mass of roots and shoot were evaluated at 22DAI. Cadmium negatively affected the growth of the two potato cultivars, demonstrating that both are sensible to this metal.
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The objective of this study was to evaluate the effects of aluminum (Al) on the zinc (Zn), manganese (Mn), iron (Fe) and copper (Cu) concentrations in four potato clones (Macaca and Dakota Rose: both Al-sensitive clones; and SMIC148-A and Solanum microdontum: both Al-tolerant-clones), grown in a nutrient solution (pH 4.00) with 0, 50, 100, 150 and 200mg Al L-1. Root Zn and Fe concentrations decreased linearly with the increase of Al levels in Macaca, SMIC148-A and Dakota Rose and increased linearly in S. microdontum. Shoot Zn concentration showed a quadratic relationship with Al in S. microdontum and SMIC148-A, but a curvilinear response in Dakota Rose. Shoot Fe concentration showed a quadratic relationship with Al in S. microdontum, SMIC148-A and Dakota Rose. Root Mn concentration decreased linearly in Macaca and SMIC148-A, and increased linearly in S. microdontum with Al levels. Mn concentration showed a quadratic relationship with Al in roots of Dakota Rose and in shoot of SMIC148-A, and increased curvilinearly with Al levels in shoot of Dakota Rose. In shoot, there was no alteration in Zn, Fe and Mn in Macaca and Mn concentration in S. microdontum. Roots and shoot Cu concentration increased linearly in Dakota Rose, and showed quadratic relationship with Al in Macaca. Roots Cu concentration showed a quadratic relationship with Al levels in S. microdontum and SMIC148-A. Shoot Cu concentration increased linearly in S. microdontum, and decreased linearly in SMIC148-A. Therefore, the excessive Al accumulation affected the uptake and distribution of Zn, Fe, Mn and Cu in roots and shoot of potato clones.The response of shoot Cu concentration to Al was less altered in the Al-tolerant clones than was in Al-sensitive clones. Aluminum tolerance in S. microdontum may be connected with greater levels of Zn, Fe and Mn in the roots.
O objetivo deste estudo foi caracterizar o efeito do alumínio (Al) na concentração de zinco (Zn), manganês (Mn), ferro (Fe) e cobre (Cu) em quatro clones de batata (Macaca e Dakota Rose: sensíveis ao Al; e SMIC148-A e Solanum microdontum: tolerantes ao Al) crescendo em solução nutritiva (pH 4,0) com 0, 50, 100, 150 e 200mg Al L-1. A concentração de Zn e Fe em raízes diminuiu linearmente com o aumento dos níveis de Al nos clones Macaca, SMIC148-A e Dakota Rose e aumentou linearmente em S. microdontum. Na parte aérea, a concentração de Zn mostrou resposta quadrática ao Al em S. microdontum e SMIC148-A, enquanto no clone Dakota Rose houve uma resposta cúbica. Nos clones S. microdontum, SMIC148-A e Dakota Rose, a concentração de Fe mostrou resposta quadrática ao Al. A concentração de Mn em raízes diminuiu linearmente em relação ao Al nos clones Macaca e SMIC148-A e aumentou linearmente em S. microdontum. Para Dakota Rose e SMIC148-A, a concentração de Mn mostrou uma resposta quadrática em relação ao Al em raízes e parte aérea. A concentração de Mn na parte aérea aumentou de forma cúbica com os níveis de Al no clone Dakota Rose. Na parte aérea, não houve alteração na concentração de Zn e Fe na Macaca e de Mn nos clones Macaca e S. microdontum. Em raízes e na parte aérea, a concentração de Cu aumentou linearmente no clone Dakota Rose e mostrou resposta quadrática no clone Macaca. A concentração de Cu mostrou resposta quadrática com os níveis de Al em raízes dos clones S. microdontum e SMIC148-A. Na parte aérea, a concentração de Cu aumentou linearmente no clone S. microdontum e diminuiu linearmente no clone SMIC148-A com o aumento nos níveis de Al. Portanto, a acumulação excessiva de Al afetou negativamente a absorção e a distribuição de Zn, Fe, Mn e Cu nas raízes e na parte aérea dos clones de batata. A resposta da concentração de Cu na parte aérea ao Al foi menos alterada nos clones Al-tolerantes que naqueles Al-sensíveis. A tolerância ao...
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Este trabalho teve por objetivo caracterizar as exigências nutricionais de mudas de ginseng brasileiro (Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen) em Argissolo Vermelho distrófico arênico pela técnica do nutriente faltante. Plantas de P. glomerata produzidas in vitro e aclimatizadas ex vitro foram usadas como material inicial para o experimento em casa de vegetação. Aos 10 dias após o transplante para o solo, através de soluções nutritivas, foram realizadas as adubações correspondentes a nove tratamentos: controle (sem adubação), adubação completa (com macro e micronutrientes) e as omissões individuais de N, P, K, Ca, Mg, S e dos micronutrientes (Zn, B, Cu, Fe, Mn e Mo). Aos 60 dias de cultivo, avaliaram-se os parâmetros de crescimento das plantas. O número de folhas por planta foi o parâmetro de crescimento mais afetado pela ausência dos nutrientes N, K, S e P na adubação. O efeito da omissão dos nutrientes na adubação foi diferenciado quanto à partição de biomassa entre os órgãos da planta. A biomassa acumulada pela parte aérea obedeceu à seguinte ordem decrescente, em relação à omissão do nutriente: Mg aproxidamente micronutrientes > Ca aproximadamente adubação completa > P > S > K > N < aproximadamente controle. Já a biomassa radicular obedeceu à seguinte ordem decrescente: Mg aproximadamente adubação completa aproximadamente ≥P ≥ micronutrientes ≥ S ≥ controle. Plantas jovens de P. glomerata cultivadas em Argissolo Vermelho distrófico arênico apresentaram grande redução no crescimento pela ausência de N, K, S e P na adubação. As omissões de Mg e dos micronutrientes na adubação não foram limitantes para o crescimento das plantas jovens.
This study aimed to characterize the nutritional demands of the young plants of Brazilian ginseng (Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen) in a Paleudalf soil by means of the missing nutrient technique. Plantlets of P. glomerata produced in vitro and acclimatized ex vitro were used as start matter for the glasshouse experiment. Ten days after plant transfer to soil, fertilizations (by means of nutritive solutions) were done corresponding to nine treatments: control (without fertilization), complete fertilization (with macro and micronutrients), and with the omissions of N, P, K, Ca, Mg, S and micronutrients (Zn, B, Cu, Fe, Mn and Mo). At 60 days of cultivation, several growth parameters were evaluated. The number of leaves per plant was the growth parameter most affected by omission of N, K, S and P in the fertilization. The effect of nutrient omission in the fertilization on biomass partitioning between plant organs were differentiated. Accumulated shoot biomass obeied the following decreasing order, in relation with the nutrient omission: Mg approximatelly micronutrients > Ca approximatelly > P > S > K > N approximatelly control. While the root biomass obeied the following decreasing order: Mg approximatelly complete fertilization ≥ P ≥ micronutrients ≥ S ≥ Ca > N > K < approximatelly control. Young plants of P. glomerata grow in a Paleudalf soil showed greater reduction in growth by omission of N, K, S and P in the fertilization. The omission of Mg and micronutrients in the fertilization were not limiting to the growth of young plants.
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O presente trabalho objetivou avaliar o crescimento de ginseng brasileiro (Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen) cultivado in vitro sob dois níveis de nitrogênio e sacarose, durante seis subculturas sucessivas e aclimatização. Como fonte de explantes, utilizou-se segmentos nodais de plantas previamente estabelecidas in vitro. Foram testados dois tratamentos: 100 por cento da concentração padrão de N do meio MS + 30g L-1 sacarose; e 50 por cento da concentração padrão de N do meio MS + 45g L-1 sacarose. Durante as seis subculturas sucessivas, os explantes de plantas cultivadas por 30 dias em ambos os tratamentos foram transferidos, respectivamente, para a subcultura seguinte nos mesmos tratamentos. Ao final da 6ª subcultura, as plântulas foram transferidas para substrato Plantmax® Hortaliças e submetidas à aclimatização em sala de crescimento. Durante as subculturas, observou-se flutuações nas respostas de crescimento das plântulas às duas condições nutricionais testadas. A altura da maior brotação, a média da altura das brotações e o total de segmentos nodais por plântula, respectivamente em quatro, quatro e três subculturas, foram maiores em 100 por cento da concentração padrão de N do meio MS + 30g L-1 sacarose do que em 50 por cento da concentração padrão de N do meio MS + 45g L-1 sacarose. Por outro lado, as matérias secas de raízes, da parte aérea e do total das plântulas, respectivamente em duas, duas e três subculturas, foram maiores em 100 por cento da concentração padrão de N do meio MS + 30g L-1 sacarose. Concluiu-se que o aumento da concentração de sacarose associado à redução da concentração do N estimula a produção de biomassa, enquanto o meio MS padrão estimula o crescimento em altura e número de segmentos nodais. As diferenças quanto à produção de biomassa observadas no cultivo in vitro não se refletiram no processo de aclimatização ex vitro, onde o meio MS padrão proporcionou maior crescimento em altura e número de folhas por planta.
The present research was aimed at evaluating the growth of brazilian ginseng (Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen) in vitro cultured plantlets under two levels of nitrogen and sucrose, during six successive subcultures and acclimatization. Two nutritional treatments were tested: nitrogen at 100 percent strength of the MS medium + 30g L-1 sucrose; and nitrogen at 50 percent strength + 45g L-1 sucrose. During six successive subcultures, the explants of 30-day-old plantlets grown under both treatments were transferred, respectively to the next subculture on the same treatment conditions. At 6th subculture, plantlets were transferred to substrate Plantmax® Hortaliças and submitted to acclimatization in a growth chamber. Throughout the subcultures, fluctuations in growth response due to nutritional conditions tested were observed. The height of the higher sprout, the average height of sprouts, and the total number of nodal segments per plantlet, respectively for four, four and three subcultures were greater in 100 percent strength of the MS medium + 30g L-1 sucrose than in 50 percent strength + 45g L-1 sucrose. On the other hand, dry matter of roots, of shoots and of the whole plant, respectively for two, two and three subcultures, were greater in 50 percent strength + 45g L-1 sucrose. In conclusion, the increase of sucrose associated with reduction of N level in the culture medium enhanced the biomass production, while the MS at full strength enhanced the growth based in sprout length and number of nodal segments. These differences concerning the biomass production observed during in vitro culture did not persisted in the acclimatization process ex vitro, where MS at full strength give rise greater growth in sprout length and number of leaves per plant.
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Este trabalho teve como objetivo selecionar substratos para a aclimatização de plântulas de Pfaffia glomerata produzidas in vitro sob diferentes concentrações de sacarose. Os tratamentos consistiram de uma combinação bifatorial (5x3) entre cinco doses de sacarose (15, 30, 45, 60 e 75g L-1), presentes no meio de cultura in vitro, e três substratos [Plantmax® Hortaliças, Plantmax® + Solo (1:1 v/v) e Vermiculita (granulometria média) + Solo (ARGISSOLO VERMELHO Distrófico arênico) (1:1 v/v)] utilizados na aclimatização ex vitro. Foram realizadas determinações das características físicas e químicas dos substratos, bem como avaliações do crescimento e da sobrevivência das plantas tanto durante o cultivo in vitro como no ex vitro. Plantas provenientes do cultivo in vitro na presença de 45 a 60g L-1 de sacarose apresentaram melhor aclimatização ex vitro. As combinações dos substratos Vermiculita + solo (1:1 v/v) e Plantmax® + solo (1:1 v/v) proporcionaram maior crescimento às plantas durante a última fase de aclimatização (cultivo sob sombrite), provavelmente devido a possuírem maior porosidade total. Entretanto, o uso isolado de Plantmax® aumentou a sobrevivência das plantas cultivadas a campo, fato relacionado a esse substrato possuir os maiores valores de capacidade de retenção de água, de água facilmente disponível e de água disponível.
This work was aimed at selecting substrates on the ex vitro acclimatization of Pfaffia glomerata produced in vitro under different sucrose levels. The treatments consisted of a bifactorial combination (5x3) between five sucrose levels (15, 30, 45, 60, and 75g L-1), present in the in vitro culture, and three substrates [Plantmax®; Plantmax® + soil (1:1 v/v), and vermiculite (middle size) + soil (Paleudalf) (1:1 v/v)] used in the ex vitro acclimatization steps. Physical and chemical evaluations of the substrates were carried out as well as evaluations of plant growth and survival for both in vitro and ex vitro cultures. Plants obtained from in vitro cultures in the presence of 45 to 60g L-1 sucrose showed better ex vitro acclimatization. The substrate combinations vermiculite + soil and Plantmax® + soil gave rise greater growth to plants during the last acclimatization step (partially shady natural environment), probably due to having greater total porosity. However, the isolated use of Plantmax® increased the plant survival under field conditions because this substrate showed the greatest values for water retention capacity, easily available water and available water.
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Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen, conhecida como ginseng brasileiro, é uma planta extensivamente usada na medicina popular em decorrência de possuir propriedades fitoterápicas. Este trabalho teve como objetivo determinar a melhor combinação de concentração da sacarose (30, 45 e 60g L-1) e do nitrogênio (50, 75, 100 e 125 por cento da concentração padrão do meio MS) para a multiplicação in vitro de P. glomerata. Aos 30 dias de cultivo, verificou-se que concentrações entre 40 e 45g L-1 de sacarose e 50 por cento de N propiciaram maior crescimento em altura e número de segmentos nodais por plântula. O número de brotações foi maior na concentração de 55g L-1 de sacarose combinada com 70 por cento de N. A matéria seca de raízes, da parte aérea e do total da plântula foi maior na concentração de 45g L-1 de sacarose associada com 50 por cento de N. No geral, a redução da concentração de N para 50 por cento daquela padrão do meio MS, associada a um incremento na dose de sacarose para 45g L-1, favorece o crescimento em altura, número de segmentos nodais e brotações, bem como a produção de biomassa de P. glomerata cultivada in vitro, devido ao estímulo ao uso do carbono.
Asunto(s)
Amaranthaceae , Deshidrogenasas de Carbohidratos , Nitrógeno/administración & dosificación , Panax , SacarosaRESUMEN
Pfaffia glomerata (Spreng.) Pedersen é uma planta extensivamente usada na medicina popular em decorrência de possuir propriedades fitoterápicas. Devido à sua baixa capacidade fotossintética, as plantas cultivadas in vitro requerem uma fonte extra de carboidratos para suprir suas necessidades metabólicas. O tempo de cultivo in vitro influencia as taxas de crescimento das raízes e da parte aérea de P. glomerata. Este trabalho teve como objetivos avaliar os efeitos da sacarose e do período de cultivo in vitro na aclimatização ex vitro de plântulas de P. glomerata. Os tratamentos consistiram de uma combinação bifatorial (5x2) entre cinco concentrações de sacarose (15, 30, 45, 60 e 75g L-1) e dois períodos de cultivo in vitro (25 e 32 dias após a inoculação). No cultivo in vitro, a parcela experimental consistiu de um tubo de ensaio contendo 10mL de meio MS e um segmento nodal, obtidos de plântulas mantidas in vitro, de 1,0cm de comprimento e sem folhas. O procedimento de aclimatização consistiu de quatro fases sucessivas de cultivo ex vitro: (i) abertura dos tubos de ensaio e exposição das plântulas ao ambiente de câmara climatizada por três dias; (ii) transplantio para substrato Plantmax e cultivo em condições de câmara climatizada por 21 dias; (iii) transferência das mudas para ambiente natural parcialmente sombreado, com duração de 24 dias; e (iv) transplantio para solo em condições de cultivo a campo. O maior crescimento das plantas obtido pelo aumento da disponibilidade de sacarose (concentrações entre 45 e 60g L-1) no cultivo in vitro contribuiu para a aclimatização. Independente do período de retirada das plantas do cultivo in vitro, as mudas obtiveram adequada aclimatização. O procedimento de aclimatização foi 100 por cento eficiente na produção de mudas de P. glomerata.