Effect of light and sucrose on photoautotrophic and photomixotrophic micropropagation of Physalis angulata / Efeito da luz e sacarose na micropropagação fotoautotrófica e fotomixotrófica de Physalis angulata

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.

Polyploidy induction in Physalis alkekengi / Indução de poliploidia em Physalis alkekengi

Physalis alkekengi is an ornamental plant that can also be used as a medicinal plant due to its anti-inflammatory, bactericidal, antitumor and fungicidal properties. Polyploidization can be an important tool in the genetic improvement of this species. The objective this work was to obtain tetraploids in vitro and to evaluate the phytotechnical traits of P. alkekengi. For this, nodal segments of P. alkekengi var. Franchettii were inoculated into petri dishes containing 100 ml of MS medium supplemented with colchicine at concentrations 0; 0.04; 0.08; 0.12; and 0.16% and kept in the dark for 24 and 48h. After the respective treatment periods with colchicine the segments were inoculated into test tubes. The tetraploids were identified by flow cytometry and classical cytogenetics. In vitro seedlings were measured: root length, nodal segment length, leaflet number and total leaf area. In the acclimatization phase, the area of the second leaf and total leaf, petiole radius, stem length, fruit weight with calyx, without calyx, fruit diameter, number of seeds and brix of the pulp were evaluated. Chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, total carotenoid, total chlorophyll / total carotenoid ratio and chlorophyll a / b ratio were also estimated. The treatment that most produced tetraploid seedlings was with 0.08% colchicine per 24h. No significant difference was observed in 7 (seven) variables, these being all variables of photopigments, stem diameter (steam) and brix. In general, diploid (2x) plants were better in 9 (nine) while tetraploid seedlings were better in 6 (six) of the phytotechnical variables. It was concluded that the MS medium supplemented with 0.08% colchicine for 24 h allowed P. alkekengi tetraploides to be obtained with better phytotechnical qualities.

Physalis alkekengi é uma planta ornamental que também pode ser usada como planta medicinal devido às suas propriedades anti-inflamatórias, bactericidas, antitumorais e fungicidas. A poliploidização pode ser uma ferramenta importante para o melhoramento genético dessa espécie. O objetivo deste trabalho foi obter tetraplóides in vitro e avaliar as características fitotécnicas de P. alkekengi. Para isso, segmentos nodais de P. alkekengi var. Franchettii foram inoculados em placas de Petri contendo 100 ml de meio MS suplementado com colchicina nas concentrações 0; 0,04; 0,08; 0,12; e 0,16% e mantido no escuro por 24 e 48h. Após os respectivos períodos de tratamento com colchicina, os segmentos foram inoculados em tubos de ensaio. Os tetraplóides foram identificados por citometria de fluxo e citogenética clássica. As plântulas in vitro foram medidas: comprimento da raiz, comprimento do segmento nodal, número de folhetos e área foliar total. Na fase de aclimatação foram avaliadas a área da segunda folha e área foliar total, raio do pecíolo, comprimento do caule, peso do fruto com cálice, sem cálice, diâmetro do fruto, número de sementes e brix da polpa. Também foram estimadas clorofila a, clorofila b, clorofila total, carotenóides totais, razão clorofila total / carotenóide total e razão clorofila a / b. O tratamento que mais produziu mudas tetraplóides foi com colchicina a 0,08% por 24 horas. Não foi observada diferença significativa em 7 (sete) variáveis, sendo todas variáveis de fotopigmentos, diâmetro do caule (vapor) e brix. Em geral, as plantas diplóides (2x) foram melhores em 9 (nove) variáveis fitotécnicas, enquanto as mudas tetraplóides foram melhores em 6 (seis). Concluiu-se que o meio MS suplementado com colchicina a 0,08% por 24 h permitiu obter tetraploides de P. alkekengi com melhores qualidades fitotécnicas.