In vitro conservation of Amburana cearensis (Fabaceae) / Conservação in vitro de Amburana cearensis (Fabaceae)

ABSTRACT: Slow-growth tissue culture allows in vitro conservation of plant genetic resources and is a complementary technique to conventional preservation methods. The objective of this study was to evaluate the effect of the culture medium supplemented with sucrose, mannitol and sorbitol osmotic agents on the induction of in vitro slow growth of A. cearensis, seeking to establish alternative techniques for ex situ conservation of the species. Plants with age of 10 days were inoculated in woody plant medium (WPM) supplemented with different concentrations of sucrose (87.64, 131.46, 175.28 or 262.92 mM) combined with mannitol or sorbitol at varying concentrations (0.0, 43.8, 65.73, 87.64 or 131.46 mM), solidified with 0.7% agar. The following parameters were evaluated: survival percentage, number of senescent leaves, aerial part length, root length, aerial part dry mass, root dry mass; and number of shoots. The conservation of A. cearensis was viable for up to 300 days in WPM supplemented with 262.92 mM of sucrose or the combination of 87.64 mM of sucrose with 43.80 mM of mannitol, because besides achieving a survival percentage greater than 55.0%, the plants conserved in these media presented normal development and the best appearances, with predominance of uniform green leaves during the storage process.

RESUMO: A cultura de tecidos, através do crescimento mínimo, possibilita a conservação in vitro dos recursos genéticos vegetais, tornando-se uma técnica complementar aos métodos convencionais de conservação. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do meio de cultura suplementado com sacarose, manitol e agentes osmóticos sorbitol na indução de crescimento mínimo in vitro de A. cearensis, buscando estabelecer técnicas alternativas para conservação ex situ da espécie. Plantas com 10 dias foram inoculadas em meio de cultura WPM suplementado com diferentes concentrações de sacarose (87,64; 131,46; 175,28 e 262,92 mM) combinado com manitol ou sorbitol nas concentrações (0,0; 43,8; 65,73; 87,64 e 131,46 mM), solidificados com 0,7% de ágar. Foram avaliados a porcentagem de sobrevivência, número de folhas senescentes, comprimento da parte aérea, comprimento da raiz, massa seca da parte aérea, massa seca da raiz e número de brotos. A conservação de A. cearensis mostrou-se viável até 300 dias, em meio de cultura WPM suplementado com 262,92 mM de sacarose ou na combinação de 87.64 mM de sacarose com 43.80 mM de manitol. Assim sendo, além de apresentarem porcentagem de sobrevivência acima de 55.0%, as plantas conservadas nesses meios apresentaram um desenvolvimento normal e com melhores aparências com predomínio de folhas verdes uniformes ao longo do processo de armazenamento.

Micropropagação de umburana de cheiro / Micropropagation of umburana de cheiro

Umburana-de-cheiro é uma espécie nativa da Caatinga, amplamente utilizada pela população local, devido o valor madeireiro, ornamental, forrageiro e, principalmente medicinal. Considerando o significativo risco de extinção e a inexistência de estudos relacionados ao cultivo e propagação, objetivou-se com este trabalho estabelecer um protocolo para micropropagação de Amburana cearensis. Para isso, avaliou-se a influência do regulador vegetal 6-benzilaminopurina (BAP) em cinco concentrações (0,0; 2,22; 4,44; 8,88 e 17,76µM) sobre a multiplicação in vitro de diferentes explantes (segmento nodal, ápice caulinar e segmento cotiledonar) e na etapa de enraizamento testou-se diferentes concentrações de ácido indol butírico (AIB) (0,0; 2,5; 5,0 e 10,0µM) na presença e ausência de 1,0g L-1 de carvão ativado. Maior número de brotos (2,36) foi obtido na presença de 4,44µM de BAP, a partir do segmento cotiledonar e maior porcentagem de enraizamento (92,0%) ocorreu na presença de 10,0µM de AIB na ausência de carvão ativado. Não existiram dificuldades para o estabelecimento do protocolo de micropropagação de A. cearensis.

Umburana de cheiro is a species native to the Caatinga, widely used by local people, because the value of timber, ornamental, forage and especially medicinal. Considering the significant risk of extinction and the ausence of studies related to the cultive and propagation, the aim of this work was to establish a protocol for micropropagation Amburana cearensis. For this, we evaluated the influence of plant growth regulator BAP at five different concentrations (0.0, 2.22, 4.44, 8.88 and 17.76mM) on the in vitro multiplication of different explants (nodal segments, apex cotyledon and stem segment) and the rooting stage we tested different concentrations of IBA (0.0, 2.5, 5.0 and 10.0mM) in the presence and absence of 1.0g L-1 of activated charcoal. Highest number of shoots (2.36) was obtained in 4.44mM of BAP from cotyledonary segment and higher rooting percentage (92.0%) ocurred in 10.0mM of IBA in the absence of activated charcoal. There were no difficulties to the establishment of micropropagation protocol A. cearensis.

Organogênese direta de Orthophytum mucugense / Direct organogenesis of Orthophytum mucugense

Orthophytum mucugense é uma bromélia ornamental endêmica do município de Mucugê-BA que está passível de extinção. O objetivo deste trabalho foi estabelecer um protocolo de regeneração via organogênese direta para a espécie. Os explantes raiz, caule e folha, oriundos de plantas com diferentes idades, foram inoculados em meio de cultura MS½ suplementado com BAP e ANA. Os brotos foram inoculados em meio contendo AIB e carvão ativo. As plantas foram transferidas para substrato composto de vermiculita e terra. A maior taxa de brotação foi obtida com o explante caule com 20 e 40 dias de idade em meio com 0,65mM de ANA. Na fase de enraizamento, a presença de carvão ativo interferiu positivamente no comprimento da parte aérea e do sistema radicular das plantas. As plantas foram aclimatizadas com 100 por cento de sobrevivência.

Orthophytum mucugense is an ornamental bromeliad endemic to the municipality of Mucugê-BA which is vulnerable to extinction. The aim of this study was to establish a regeneration protocol via direct organogenesis for the species. The explants root, stem and leaf from plants of different ages were inoculated in the MS½ culture medium supplemented with BAP and NAA. The shoots were inoculated on medium supplemented with IBA and activated charcoal. The plants were transferred to a substrate composed of vermiculite and soil. The highest rate of sprouting was obtained with stem explants of 20 and 40 days old in medium supplemented with 0.65mM of NAA. For rooting the presence of activated charcoal had a positive influence on the length of shoot and root plants system. The plants were acclimatized with 100 percent survival.

Agentes osmóticos e temperatura na conservação in vitro de sempre-viva / Osmotic agents and temperature on in vitro conservation of sempre-viva

A conservação in vitro é uma estratégia de conservação ex situ que garante a manutenção da integridade genética e biológica das espécies. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de agentes osmóticos e temperatura na conservação in vitro de Syngonanthus mucugensis Giul. subsp. mucugensis. Os brotos foram inoculados em meio de cultura MS ½ contendo 7g L-1 de ágar e suplementado com 60g L-1 de sacarose, e com as concentrações de sacarose 15, 30 e 45g L-1 combinados com 0 e 15g L-1 de sorbitol ou manitol. As culturas foram mantidas em duas temperaturas (18 e 25°C). A porcentagem de sobrevivência das plantas foi avaliada mensalmente e ao final de 180 dias foram analisados o comprimento da parte aérea e da raiz, a porcentagem de folhas verdes, a porcentagem de explantes com brotos, o número de brotos por explante e o comprimento dos brotos. Os agentes osmóticos promoveram um decréscimo no crescimento das plantas, no entanto reduziram a sua viabilidade. Os resultados observados nos experimentos mantidos a 18°C foram significativamente superiores aos encontrados a 25°, para todas as variáveis analisadas. A conservação de S. mucugensis subsp. mucugensis pode ser feita à 18°C em meio de cultura MS ½ contendo 15g L-1 de sacarose, por até 180 dias, sem subcultivo.

The in vitro conservation is an ex situ conservation strategy that ensures the maintenance of genetic and biological integrity of species. The present study evaluated the effects of, osmotic agents and different temperature regimes on the in vitro conservation of Syngonanthus mucugensis Giul. subsp. mucugensis. The shoots were inoculated into half salt strength Murashige and Skoog culture medium (MS ½) containing 7g L-1 of agar. The culture medium was supplemented with 60gL-1 sucrose and with the sucrose concentrations 15, 30 and 45g L-1 combined with 0 and 15g L-1 of sorbytol or mannitol. Two different temperatures were used in these experiments (18 and 25°C). The percentage of plant survival was evaluated monthly and at 180 days were analyzed length of shoot and root, the percentage of green leaves, the percentage of explants with shoots and number of shoots per explants and shoot length. The addition of osmotic agents resulted in decreased growth of the plants and therefore reduced their viability. The averages observed in the experiments undertaken at 18°C were significantly superior to those observed at 25°C for all of the variables analyzed. S. mucugensis subsp. mucugensis can be cultured at 18°C in MS½ culture medium containing 15g L-1 of sucrose, for up to 180 days, without subculturing.

In vitro morphogenesis of Syngonanthus mucugensis Giul: subsp. mucugensis / Morfogênese in vitro de Syngonanthus mucugensis Giul: subsp. mucugensis

Syngonanthus mucugensis Giul. subsp. mucugensis is an herbaceous plant with significant economic value in the ornamental dry flower business. The restricted occurrence of the municipality Mucugê-BA, Brazil, exclusively associated with extractive exploitation, has considered this species as endangered. The objective of this work was to evaluate the organogenic potential of three different types of S. mucugensis subsp. mucugensis explants to promote the development of an alternative method to the propagation of the genetic resources of this important plant. The morphogenetic capacities of the leaf, stem and root this species was tested using Murashige and Skoog culture medium at half salt concentration and different concentrations of growth of regulators benzylaminopurine - BAP (0.00; 2.22 and 4.44 µM), and naphthalene acetic acid - NAA (0.00; 1.34 and 2.68 µM). The morphoanatomic events that lead to formation of shoots were described. Stems proved to be the best source of explants, showing 58.75 percent regeneration of shoot by direct organogenesis in the absence of growth regulators, and 32.18 and 47.55 percent of shoot regeneration by indirect organogenesis in the presence of 2.22 and 4.44 µM BAP, respectively. As for leaves, there was callus formation, but without regenerating shoots. Morphogenesis was not observed when roots were used as explants. The histological analyses showed that shoot regeneration in S. mucugensis subsp. mucugensis occurred both indirectly, by unorganized tissue differentiation, and directly through returning to merismatic activity in differentiated mature cells and preexisting bud proliferation.

Syngonanthus mucugensis Giul. subsp. mucugensis é uma herbácea com grande potencial de utilização no comércio de flores secas ornamentais. A ocorrência restrita ao município de Mucugê-BA, Brasil, associado à exploração extrativista tem levado essa espécie ao risco de extinção. Neste estudo, objetivou-se avaliar o potencial organogênico de três diferentes tipos de explantes de S. mucugensis subsp. mucugensis visando ao desenvolvimento de um método alternativo para a sua propagação. A capacidade morfogênica de caule, folha e raiz foi testada utilizando o meio de cultura Murashige e Skoog com metade da concentração salina e diferentes concentrações dos reguladores de crescimento benzilaminopurina - BAP (0,00; 2,22 e 4,44 µM) e ácido naftaleno acético - ANA (0,00; 1,34 e 2,68 µM). Os eventos morfoanatômicos que levaram a formação dos brotos foram descritos. O caule demonstrou ser a melhor fonte de explante, apresentando 58,75 por cento de regeneração de brotos via organogênese direta, em meio livre de regulador de crescimento; e 32,18 e 47,55 por cento de regeneração de brotos por organogênese indireta na presença de 2,22 e 4,44 µM de BAP, respectivamente. Para folha, foi obtida a formação de calos sem regeneração de brotos, não sendo observada morfogênese, quando se utilizou raiz como explante. As análises histológicas mostraram que a regeneração de brotos em S. mucugensis subsp. mucugensis ocorreu tanto por via indireta, pela diferenciação do tecido calogênico desorganizado, quanto por via direta pela retomada da atividade meristemática em células maduras diferenciadas e proliferação de gemas pré existentes.