Proline synthesis and physiological response of cassava genotypes under in vitro salinity / Síntese de prolina e resposta fisiológica de genótipos de mandioca sob salinidade in vitro

ABSTRACT: The objective of this research was to evaluate the proline synthesis and physiological response of cassava genotypes which were micro propagated and induced to salinity stress in vitro. Micro cuttings of approximately 1.0cm long with a single bud of genotypes TBRS Tapioqueira, BRS Verdinha and Lagoão which were previously established in vitro were inoculated in a MS medium containing different concentrations of NaCl (0; 25; 50; 75; 100mM) and were analyzed after 90th day for: number of roots, number of leaves and shoot dry mass. The proline content of BRS Tapioqueira and Lagoão was assessed at 30th, 60th and 90th day. There was no analysis of proline of the variety Verdinha because of the contamination of the explants. The experimental design was completely randomized in double factorial scheme (3 genotypes x 5 salt treatments), with seven repetitions for growth variables. For comparing proline content, completely randomized design was used in a plot subdivided in time, with genotype and NaCl factors in plot and time in subplot, with two repetitions. For r time and genotypes Tukey test (P<0,05) was used and for NaCl levels regression test (P<0,05). Salinity affected the growth of all varieties; although, BRS Tapioqueira and BRS Verdinha were less affected by induced salt stress. There was an increase in the accumulation of proline from the salt increment, this synthesis of proline being a biochemical indicator of salt stress in cassava plants cultivated in vitro.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar a síntese de prolina e respostas fisiológicas de variedades de mandioca micropropagadas e induzidas ao estresse salino in vitro. Microestacas das variedades BRS Tapioqueira, BRS Verdinha e Lagoão previamente estabelecidas in vitro foram inoculadas em meio MS com diferentes concentrações de NaCl (0; 25; 50; 75; 100mM) e aos 90 dias foram analisados: número de raiz, número de folhas e massa seca de parte aérea. O teor de prolina das variedades BRS Tapioqueira e Lagoão foi analisado aos 30, 60 e 90 dias. Não houve análise de prolina da variedade Verdinha por causa da contaminação dos explantes. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 genótipos x 5 tratamentos salinos, com sete repetições para as variáveis de crescimento. Para o conteúdo de prolina foi considerado inteiramente casualizado subdividido no tempo, com genótipos e NaCl na parcela e o tempo na subparcela e duas repetições. Para os fatores variedade e tempo, foi utilizado o teste de Tukey (P<0,05) e para tratamentos salinos, teste de Regressão (P<0,05). A salinidade afetou o crescimento de todas as variedades, porém BRS Tapioqueira e BRS Verdinha mostraram-se menos afetadas pelo estresse salino induzido. Houve aumento no acúmulo de prolina a partir do incremento de sal, sendo então este, um indicador bioquímico de estresse salino em plantas de mandioca cultivadas in vitro.

Fontes de silício no desenvolvimento de plântulas de bananeira 'Maçã' micropropagadas / Sources of silicon in the development of micropropagated seedlings of banana 'Maçã'

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes fontes de silício durante a fase de enraizamento in vitro de bananeira 'Maçã' por meio de análise fisiológica, fitotécnica e ultraestrutural. Foram utilizados propágulos já estabelecidos in vitro e inoculados em meio MURASHIGE & SKOOG (MS), adicionado de 30g L-1 de sacarose, 1mg L-1 de ANA (ácido naftalenoacético) e solidificado com 1,8g L-1 de PhytagelTM. Foram testadas três fontes de silicato acrescidas ao meio MS, silicato de sódio, silicato de potássio e silicato de cálcio, na dosagem de 1g L-1 e o meio MS sem silicato como testemunha. O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com quinze repetições. Os propágulos foram mantidos por 45 dias em sala de crescimento, sob condições controladas. Verificou-se aumento nos teores de clorofila a, b e total na presença de silicato de cálcio. A suplementação do meio de cultura com silicato de sódio promoveu aumento de comprimento, massa fresca e seca de parte aérea. O silício proporciona adequado desenvolvimento das plântulas.

The objective of the research was to evaluate the effect of different sources of silicon during the in vitro rooting phase of 'Maçã' banana tree by means of physiological, phytotechnical and ultrastructural analysis. It was used propagules already established in vitro which were inoculated in MURASHIGE & SKOOG (MS) medium, added of 30g L-1 of sucrose, 1mg L-1 of NAA (naphthalene acetic acid) and solidified with 1.8g L-1 of PhytagelTM. It was tested three sources of silicate added to MS medium, sodium silicate, potassium silicate and calcium silicate, at a dose of 1g L-1 and MS medium without silicate as a witness. The experimental design was completely randomized with fifteen replicates. The propagules were kept for 45 days in a growth room under controlled conditions. There was an increase in levels of chlorophyll a, b and total in the presence of calcium silicate. Supplementation of culture medium with sodium silicate promoted increase in length, fresh and dry weight of shoots. The silicon provides adequate seedling development.

Germinação de embriões e crescimento inicial in vitro de macaúba / Germination and early growth of embryos of macaúba seedlings

A macaúba é uma palmeira oleaginosa altamente produtiva e seu óleo pode ser usado na produção de biocombustíveis. O presente trabalho teve como objetivos avaliar a influência de concentrações dos sais do meio de cultura MS e de água de coco na germinação in vitro de embriões zigóticos de macaúba e no crescimento inicial de plântulas. Os embriões foram excisados e em seguida inoculados em tubos de ensaio contendo 15mL de meio de cultura MS nas concentrações de 50 e 100 por cento de sais minerais, acrescidos de água de coco (0, 50, 100 e 150mL L-1). As culturas foram mantidas em sala de crescimento com irradiância em torno de 42W m-2, temperatura de 25±2°C e fotoperíodo de 16 horas. Maior porcentagem de germinação de embriões de macaúba foi obtida aos 60 dias, em meio MS, na concentração original dos sais. O crescimento e a conversão de plântulas viáveis ou normais, passíveis de serem aclimatizadas, requerem metade da concentração de sais do meio MS suplementado com 50mL L-1 de água de coco.

The macaw is a palm oleaginous that it is highly productive and in which their oil can be used to produce biofuels.This study aimed to evaluate the influence of concentrations of minerals of the culture medium MS and coconut water germination in vitro of zygotic embryos of macaw and initial growth of seedlings. The embryos were inoculated in test tubes containing 15mL of culture medium MS in concentrations of 50 and 100 percent of minerals, plus coconut water (0, 50, 100 and 150mL L-1). The cultures were kept in room for growth with irradiance around 42W m-2, at 25±2°C and photoperiod of 16 hours. Higher percentage of germination of embryos of 'macaúba' was obtained at 60 days in MS medium in the original concentration of salts. The growth and conversion to viable seedlings or normal, which can be acclimatized, require half the concentration of salts of MS medium supplemented with 50mL L-1 coconut water.

Estiolamento e luz artificial no cultivo in vitro de orquídeas nativa e híbrida / Etiolation and artificial light in native and hybrid orchids under in vitro cultivation

O uso de mudas micropropagadas de orquídeas encontra-se bastante difundido no mercado florístico, uma vez que o ciclo reprodutivo desta é significativamente reduzido. Assim sendo, objetivou-se avaliar a influência de ambientes de cultivo e de concentrações de BAP (6-benzilaminopurina) e ANA (ácido naftaleno acético) em relação à brotação e ao crescimento de plântulas de orquídea nativa (Laelia crispata) e de um híbrido [(Laeliacattleya Culminant "Tuilerie" x Laeliacattleya Sons Atout Rotunda) x Bassolaelia Cattleya Startifire Moon Beach], para redução dos custos de produção e melhoria na qualidade das mudas. Plântulas oriundas de sementes germinadas in vitro com aproximadamente 0,6cm de comprimento foram inoculadas em tubos de ensaio contendo 15mL de meio de cultura MS, acrescido de BAP (0; 2,0 e 4,0mg L-1), ANA (0; 1,0 e 2,0mg L-1) e ambientes de cultivo (escuro e sala de crescimento com luz artificial), em todas as combinações possíveis. Ao final de 150 dias, foram realizadas avaliações fitotécnicas quanto ao número de brotos, folhas e de internós, e comprimento médio da parte aérea. O número de brotos e de internós em plântulas da orquídea (nativa e híbrida) foi significativamente superior no ambiente em ausência de luz independente da concentração do fitorregulador utilizado, e a espécie nativa apresentou maior número de internós com a utilização de 2,0mgL-1 de ANA na ausência de BAP, e a orquídea híbrida apresentou maior número de internós com a utilização de 2,0mgL-1 de ANA.

The use of micropropagated orchid seedlings is very widespread in floristic broadcast market, since the reproductive cycle of the same is significantly reduced. Therefore, this study aimed to evaluate the influence of environments for growing concentrations of BAP (benzylaminopurine) and NAA (naphthalene acetic acid) in relation to the budding and growth of seedlings of native orchids (Laelia crispata), and hybrid [(Laeliacattleya Culminant "Tuilerie" x Laeliacattleya Sons Atout Rotunda) x Bassolaelia Cattleya Startifire Moon Beach] to reduce production costs and improved quality of seedlings. Seedlings from seeds germinated in vitro with approximately 0.6cm long and were inoculated in test tubes containing 15mL of culture medium MS plus BAP (0, 2.0 and 4.0mg L-1), NAA (0, 1.0 and 2.0mg L-1) and the growing environment (dark and growth room with artificial light) in all possible combinations. At the end of 150 days, the number of shoots, leaves and internodes and the average length of shoots were evaluated. The number of shoots and internodes in orchid seedlings (native and hybrid) was significantly higher in the environment in the absence of light independent of the concentration of plant growth regulator used. The native species had higher number of internodes with the use of 2.0mgL-1 NAA in the absence of BAP, and the hybrid orchid showed a higher number of inmates with the use of 2.0mgL-1 NAA.

Qualidade de luz na biometria e anatomia foliar de plântulas de Cattleya loddigesii L. (Orchidaceae) micropropagadas / Light quality in the biometrics and leaf anatomy of Cattleya loddigesii L. seedlings (Orchidaceae) micropropagated

A qualidade de luz pode alterar a morfogênese das plantas por meio de uma série de processos mediados por receptores de luz, principalmente na região do vermelho e azul. O objetivo do presente estudo foi verificar alterações anatômicas foliares e características biométricas de Cattleya loddigesii 'Tipo', cultivadas in vitro, sob diferentes malhas coloridas com nível de radiação de 50 por cento de sombreamento. Plântulas oriundas de autopolinização e sementes germinadas in vitro, com aproximadamente 1,0cm de comprimento e com raízes, foram inoculadas em meio WPM e submetidas a diferentes condições de incubação. Testou-se o efeito de sombrites coloridos (vermelho e azul) sobre os frascos cultivados em casa de vegetação (CV) e sala de crescimento (SC), além dos tratamentos, nos dois ambientes, sem utilização das telas coloridas. A avaliação foi efetuada 180 dias após inoculação. Com os resultados obtidos, observou-se que o ambiente de cultivo promove alterações anatômicas e biométricas em plântulas de Cattleya loddigesii 'Tipo' micropropagadas. As alterações promovidas pelo cultivo em luz natural evidenciam maior capacidade fotossintética, por meio de maior diferenciação dos tecidos clorofilianos, promovendo uma superfície foliar anatomicamente adaptada à fase de aclimatização.

The light quality is responsible for the morphogenesis in plants. It is mediated by a series of processes involving light receptors, mainly in the red blue region. The aim of this research was to observe the anatomical leaf alterations as well as the biometric characteristics of in vitro cultured Cattleya loddigesii 'Tipo'. Two different colour shading nets (red and blue, 50 percent mesh) were tested and compared with a control without the shading nets in greenhouse and growth room. Plantlets of 1.0cm in length with roots produced by self pollinization and by seeds in vitro germination were inoculated in WPM medium and submitted to these different incubation environments. After 180 days of inoculation the plantlets were evaluated. It was observed that the culture environment promote anatomical and biometric alterations in Cattleya loddigesii 'Tipo' plantlets micropropagated. The changes promoted by the cultivation in natural light show greater photosynthetic capacity, through greater differentiation of the chlorenchyma tissue, promoting a leaf surface anatomically adapted to the acclimatization stage.

Concentrações de sais do meio Knudson C e de ácido giberélico no crescimento in vitro de plântulas de orquídea / Salts concentrations of medium Knudson C and gibberellic acid in vitro growth orchid plantlets

Objetivou-se testar diferentes concentrações de sais do meio de cultura Knudson C e ácido giberélico no crescimento in vitro de plântulas de orquídeas Hadrolaelia lobatta x Hadrolaelia purpurata Aço e Cattleya loddigesii. Plântulas, oriundas de sementes germinadas in vitro, com aproximadamente 1,0cm de comprimento, foram inoculadas em frascos com capacidade para 250cm³, contendo 60mL de meio de cultura Knudson C nas concentrações de 0; 50; 100 e 200 por cento de sais minerais, acrescidos de GA3 (0; 2,5; 5; 7,5; 10mg L-1). As culturas foram mantidas em sala de crescimento com irradiância em torno de 35µmolm-2s-1, temperatura de 25±1°C e fotoperíodo de 16 horas. Ao final de 90 dias, observa-se que, para Cattleya loddigesii, o meio Knudson C a 200 por cento, promove maior crescimento in vitro, sendo que a adição de 2,5mg L-1 de GA3 é eficiente no incremento do número de folhas. Maior multiplicação é registrada em meio Knudson C na concentração original de seus sais (100 por cento). Para Hadrolaelia lobatta x Hadrolaelia purpurata Aço, a concentração do meio Knudson C influencia o número de folhas (200 por cento de sais) e brotos (50 por cento de sais), mas não tem efeito no crescimento e biomassa. Não se verifica efeito do GA3 no número de brotos, comprimento de parte aérea e matéria fresca para os dois genótipos.

The aim of this research was to test different concentrations of culture medium Knudson C and gibberellic acid in the in vitro growth of Hadrolaelia lobatta x Hadrolaelia purpurata Aço and Cattleya loddigesii plantlets. Seedlings deriving from in vitro germinated seeds with approximately 1,0cm length, were inoculated in bottles of 250cm³ containing 60mL of Knudson C culture medium at salts concentrations of 0; 50; 100 e 200 percent, and supplemented with 0; 2.5; 5; 7.5; 10mg L-1 of GA3. The cultures were maintained in growth room with a 35µmolm-2s-1 irradiance, 16 hours photoperiod and 25±1°C of temperature. After 90 days, it is observed that the culture medium Knudson C 200 percent for Cattleya loddigesii promote better in vitro growth. The addition of GA3 (2.5mg L-1) is efficient in the number of leaves increment. Better in vitro multiplication is registered in Knudson C medium in the original concentration (100 percent). For Hadrolaelia lobatta x Hadrolaelia purpurata Aço, the concentration of Knudson C culture medium influences the number of leaves (salts 200 percent) and sprouts (salts 50 percent), but does not have effect in the growth and biomass. No effect of the GA3 in number of sprouts, length of aerial part and fresh mass for the two genotypes was verified.

Fontes de potássio no crescimento in vitro de plantas de orquídea Cattleya loddigesii / Potassium sources of Cattleya loddigesii plants in vitro growth

Plantas de Cattleya loddigesii com 1,0-1,5cm de comprimento, oriundas de sementes germinadas in vitro, foram inoculadas nos tratamentos, os quais consistiram da adição de diferentes concentrações de cloreto e sulfato de potássio (ambos a 0, 125, 250, 375 e 500mg L-1) ao meio Knudson C, em todas as combinações possíveis, acrescido de 2g L-1 de carvão ativado e 150g L-1 de polpa de banana "Nanica". O meio teve seu pH ajustado para 5,8±0,1 e foi solidificado com 5g L-1 de ágar antes da autoclavagem a 121°C por 20 minutos. Após a inoculação, as culturas foram mantidas por 90 dias em sala de crescimento com irradiância em torno de 35µmol m-2 s-1, temperatura de 25±1°C e fotoperíodo de 16 horas. A combinação de 500mg L-1 de KCl com 500mg L-1 de K2SO4 promoveu maior crescimento in vitro em plantas de Cattleya loddigesii, exceto no comprimento de raízes, que se apresentou melhor com 500mg L-1 de KCl na ausência de K2SO4.

Cattleya loddigesii preceding seedlings (with 1.0-1.5cm) of in vitro germinated seeds were used as explants. The treatments consisted of the addition of different potassium chloride concentrations (0; 125; 250; 375 e 500mg L-1) and potassium sulphate (0; 125; 250; 375 e 500mg L-1), in the Knudson C medium, in all possible combinations, an addition of 2g L-1 activated coal, 150g L-1 and banana 'Nanica' pulp. The medium had the pH set to 5.8±0.1 and was solidified with agar 5g L-1 before the sterilization at 121°C for 20 minutes. After the inoculation, the cultures were maintained in the growth room with irradiancy around 35µmol m-2 s-1 in, 25±1°C temperature and 16-hour photoperiod for 90 days. The combination of KCl 500mg L-1 with K2SO4 500mg L-1 promotes good in vitro growth in Cattleya loddigesii seedlings, except length of roots who if comported better with KCl500 mg L-1 in absence of K2SO4.

Substratos alternativos ao xaxim e adubação de plantas de orquídea na fase de aclimatização / Alternative substrates to xaxim and fertilization on orchids plantlets acclimatization phase

Objetivou-se estudar substratos e adubação em plantas de orquídea da espécie C. loddgesii "Alba" x C. loddgesii "Atibaia". Plantas oriundas de cultivo in vitro foram transplantadas para bandejas coletivas contendo pó de xaxim e aclimatizadas em casa de vegetação. Após seis meses, quando as plantas tinham de 3,0 a 5,0cm de comprimento, foram transferidas para bandejas de plástico com 24 células de 150cm³ cada contendo os substratos brita no 0, casca de arroz carbonizada (CAC), xaxim desfibrado e fibra de piaçava e submetidas a adubações semanais com Biofert Plus® (5,0mL L-1), Dyna-Grow® (2,5mL L-1) e formulação elaborada. Após 12 meses, verificou-se que os melhores substratos para plantas da orquídea C. loddgesii "Alba" x C. loddgesii "Atibaia" são casca de arroz carbonizada e fibra de piaçava, e melhores respostas à adubação são obtidas com o adubo foliar Biofert Plus®.

This paper was aimed at studing different substrates and fertilization for the development of C. loddgesii 'Alba' x C. loddgesii 'Atibaia' orchid species. Seedlings from in vitro culture were transplanted to plastic trays containing xaxim powder. After 6-months of acclimatization inside a greenhouse, plantles measuring beetwen 3.0 to 5.0cm length were transferred to 24 cell trays with a volume of 150cm³. Four substrates were tested (broken stone number 0, carbonized rice hulls, defibered xaxim and piassava fiber with tree different fertilizations (Biofert Plus®, Dyna Grow® and a specific formulation developed for this work). Pure water was tested as control. After 12-months of growth the best treatments for the acclimatization of in vitro produced C. loddgesii 'Alba' x C. loddgesii 'Atibaia' orchid plantlets were carbonized rice hulls or piassava fiber substrates combined with leaf fertilizer Biofert Plus®.