Morfogênese in vitro de nim a partir de explantes cotiledonares

In vitro morphogenesis of neem from cotyledonary-derived explants

Morfogênese in vitro de nim a partir de explantes cotiledonares

In vitro morphogenesis of neem from cotyledonary-derived explants

Marcelo Rodrigues^I; Renato Paiva^II; Rairys Cravo Nogueira^III; Cristiano Martinotto^IV; Jessé Marques Silva Júnior^V

^IPrograma de Pós-Graduação em Botânica da Universidade Federal de Viçosa (UFV)

^IIDepartamento de Biologia da Universidade Federal de Lavras. E-mail: <[e-mail]>

^IIIFaculdade de Engenharia Florestal da Universidade Federal do Pará (UFPA). E-mail: <[e-mail]>

^IVCentro Universitário de Várzea Grande (UNIVAG)

^VPrograma de Pós-Graduação em Biologia da UFLA

RESUMO

Azadirachta indica A. Juss, popularmente conhecido como nim, é uma espécie arbórea que se destaca por possuir substâncias de ação inseticida, fungicida, bactericida e nematicida. Sementes de nim foram inoculadas em meio de cultura WPM (Wood Plant Medium) contendo diferentes concentrações de ácido giberélico (GA₃) (0; 3,0; 6,0; 9,0; e 12,0 mg L^-1). Após 30 dias, cotilédones obtidos a partir de plântulas germinadas in vitro foram inoculados em meio WPM suplementado com ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) (0,0; 1,0; 2,0; e 3,0 mg L^-1) e, ou, 6-benzilaminopurina (BAP) (0,0; 1,0; 2,0; e 3,0 mg L^-1). As culturas foram incubadas no escuro, a 28 ºC. Os calos formados foram avaliados com base na sua coloração e textura, e três subcultivos foram realizados mensalmente em meio WPM contendo 2,0 mg L^-1 BAP, na presença de luz. A cada 30 dias, avaliou-se o número de brotos formados a partir dos calos subcultivados. Entre os meios testados, o mais apropriado para germinação in vitro de nim foi o WPM na ausência de GA₃. Explantes cotiledonares cultivados em WPM suplementado com 2,0 mg L^-1 de BAP promoveram a maior formação de calos com potencial morfogênico. Quando esses calos foram transferidos para meio de composição similar, obteve-se alta formação de brotações até o terceiro subcultivo.

Palavras-chave:Azadirachta indica, organogênese e BAP.

ABSTRACT

Azadirachta indica A. Juss, popularly known as neem, is a woody species widely used because of its insecticide, fungicide, bactericide, and nematicide properties. Seeds of neem were inoculated in WPM (Wood Plant Medium) containing different concentrations of gibberelic acid (GA₃) (0, 3, 6, 9, and 12 mg L^-1). After 30 days, cotyledons were inoculated in WPM supplemented with 0.0; 1.0; 2.0 and 3.0 mg L^-1 acid 2,4-phenoxyacetic acid (2,4-D) and/or 0.0; 1.0; 2.0 and 3.0 mg L^-1 6-benzylaminopurine (BAP). The cultures were kept in the dark at 28 ºC. Differentiated calli were evaluated based on their coloration and texture, and three subcultures were carried out on a monthly basis in WPM medium with 2.0 mg L^-1 BAP, in the presence of light. Every 30 days, the number of differentiated shoot-buds was evaluated. WPM medium lacking GA₃ promoted the highest in vitro seed germination indexes. Cotyledonary-derived explants cultured in WPM medium with 2.0 mg L^-1 BAP yielded calli with high morphogenic potential. When those calli were transferred to medium with similar composition, a high shoot formation was achieved up to the third subculture.

Keywords:Azadirachta indica, organogenesis and BAP.

1. INTRODUÇÃO

Azadirachta indica A. Juss, popularmente conhecida como nim, é uma espécie arbórea nativa da Índia, pertencente à família Meliaceae. Destaca-se por possuir substâncias de ação inseticida, fungicida, bactericida e nematicida (MARTINEZ, 1998). Segundo Schmutterer (1995), citado por Pletsch (1997), entre essas substâncias estão centenas de princípios ativos.

Dos compostos químicos presentes no nim com atividade biológica, o mais ativo é a azadirachtina, que, por possuir semelhança com o hormônio da ecdise dos insetos, atua alterando esse processo, podendo, inclusive, impedi-la (MARTINEZ, 1998). Apresenta, ainda, efeito repelente e intoxicante, afetando a biologia, a oviposição e a viabilidade dos ovos (NEVES e NOGUEIRA, 1996).

Vários são os mecanismos para a maximização da produção de compostos biologicamente ativos em plantas, destacando-se entre eles a micropropagação, por meio da seleção de clones altamente produtivos. A micropropagação oferece muitas vantagens para a prática agrícola, como maior rapidez na obtenção de grande número de mudas e a erradicação de pragas e doenças da cultura. Além disso, a clonagem in vitro é particularmente útil para a conservação de espécies ameaçadas de extinção, propagação de espécies que possuem sementes recalcitrantes ou de ciclo de vida longo. Também pode-se aplicar essa técnica em espécies vegetais produtoras de princípios ativos com grande potencial econômico a serem exploradas, como o nim. Desse modo, aplica-se a micropropagação para espécies leguminosas, frutíferas, florestais e ornamentais, de acordo com os objetivos desejados (KERBAUY, 1997).

Entre os inúmeros fatores que afetam o cultivo in vitro e a regeneração de plantas em condições controladas, sem dúvida são os reguladores de crescimento, tanto em seus aspectos qualitativos quanto quantitativos, que, por sua vez, merecem destaque. No caso da morfogênese in vitro em Azadirachta indica, brotações foram desenvolvidas a partir de explantes foliares e radiculares cultivados em meio MS com 8,8 mM de BAP (6-benzilaminopurina) e 0,57 mM de AIA (ácido indol 3-acético) (SALVI et al., 2001).

Tendo em vista a necessidade de buscar formas mais eficientes e seguras de propagação vegetativa do nim, possibilitando a exploração comercial de mudas, este trabalho teve como objetivo o estudo da morfogênese in vitro.

2. MATERIAL E MÉTODOS

Sementes de nim, obtidas a partir de frutos verdes, foram submetidas à desinfestação em álcool 70%, durante 60 seg, e em hipoclorito de sódio (NaOCl) com 2,0% de cloro ativo, durante 10 min. Ao final dessa sequência, as sementes foram conduzidas para câmara de fluxo laminar para imersão em NaOCl durante 20 min, três lavagens em água destilada e autoclavada, passagem em solução 0,1% de fungicida Derosal® e, em seguida, foram inoculadas em tubos de ensaio contendo o meio de cultivo previamente autoclavado a 120 ºC, durante 20 min. O meio nutritivo utilizado foi WPM - Wood Plant Medium (LLOYD e McCOWN, 1981) contendo 1% de sacarose, pH = 5,8 e solidificado com 0,6% de ágar e suplementado com diferentes concentrações do regulador de crescimento ácido giberélico (GA₃) (0; 3,0; 6,0; 9,0; e 12 mg L^-1).

Após a inoculação, as sementes foram mantidas em sala de crescimento a 27 ± 2 ºC, sob fotoperíodo de 16 h e irradiância de fótons de 25 µmol m^-2 s^-1. Aos 30 dias de cultivo, a porcentagem de sementes germinadas foi analisada.

Para a indução de calos, foram utilizados cotilédones obtidos de plântulas germinadas in vitro em meio WPM na ausência de regulador de crescimento e contendo 1% de sacarose.

Os cotilédones foram inoculados em meio de cultura WPM suplementado com 3% de sacarose, solidificado com 0,6% de ágar e pH ajustado em 5,8. Totalizaramse 16 tratamentos suplementados com os reguladores de crescimento ácido 2,4 diclorofenoxiacético (2,4-D) (0,0; 1,0; 2,0; e 3,0 mg L^-1) e, ou, 6-benzilaminopurina (BAP) (0,0; 1,0; 2,0; e 3,0 mg L^-1) (Tabela 1). A autoclavagem do meio de cultivo foi realizada a 120 ºC, durante 20 min. A incubação foi realizada no escuro, à temperatura de 27 ± 2 ºC.

Aos 30 dias, avaliou-se a porcentagem da área do explante coberta por calos em cada tratamento, bem como a coloração e textura destes. Foram aplicadas notas de 0 a 3, referentes ao "score" (nota) de calos, em que 0 correspondia à ausência de calos, 1 e 2 à cobertura intermediária do explante e 3 a toda a superfície coberta. Do mesmo modo, foram dadas notas referentes à tonalidade (0 = escuros; 1 e 2 = mais claros; e 3 = calos brancos) e textura (0 = lisos; 1 e 2 = pouco granulados; e 3 = granulados).

Após a avaliação de formação, coloração e textura dos calos, foram realizados três subcultivos, a cada 30 dias, em meio WPM contendo 2,0 mg L^-1 de BAP, 3% sacarose e solidificado com 0,6% de ágar. A incubação do primeiro subcultivo foi realizada no escuro, enquanto os demais subcultivos foram realizados em irradiância de fótons de 25 µmol m^-2 s^-1. Em todos os subcultivos, avaliou-se o número de brotos formados na superfície dos calos.

Os dados do experimento de germinação foram analisados, utilizando-se o delineamento inteiramente casualizado, com 10 repetições por tratamento. As variáveis foram analisadas pelo teste de médias de Scott-Knott a 5% de probabilidade, pelo programa SISVAR®.

Os dados do experimento de calogênese foram analisados, utilizando-se o delineamento inteiramente casualizado com 10 repetições por tratamento. As variáveis foram analisadas pelo teste de Kruskal-Wallis (SIEGEL, 1977) a 5% de probabilidade, pelo programa SAS®.

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na fase de germinação in vitro, verificou-se que, com o aumento da concentração de GA₃, a taxa de germinação diminuiu. Assim, todas as concentrações utilizadas do regulador de crescimento inibiram o processo germinativo. A maior porcentagem de germinação foi apresentada no meio WPM na ausência de regulador de crescimento, aproximadamente 90%. Na maior concentração de GA₃ utilizada, houve menor porcentagem de germinação, cerca de 20% (Figura 1).

Uma das explicações para esse fato seria o desbalanço hormonal causado pelo GA₃. Provavelmente, as sementes de nim já possuíam concentração hormonal favorável para germinação e, portanto, com o aumento da aplicação de GA₃, ele se tornou prejudicial às sementes.

Sousa et al. (2002) também verificaram que o ácido giberélico não influenciou a germinação de sementes dos porta-enxertos cítricos estudados. Já Scalon et al. (2006) observaram que a escarificação associada à embebição em 200 mg L^-1 deGA₃ incrementou a emergência e o índice de velocidade de emergência em sementes de orelha-de-macaco (Enterolobium contortisiliqunn).

Em Didymopanax morototoni, os reguladores de crescimento cinetina (KIN) e GA₃ estimularam a germinação das sementes na concentração de 0,5 mg L^-1 (FRANCO e FERREIRA, 2002).

Existem informações que evidenciam a ação benéfica da giberelina. Segundo Bewley e Black (1997), as giberelinas promovem a síntese de enzimas envolvidas no enfraquecimento dos tegumentos, auxiliando o alongamento embrionário e a protrusão da radícula. Além disso, podem atuar silenciando genes da dormência ou como agentes de quebra da dormência (KOORNNEEF et al., 2002).

Quanto à indução de calos, segundo o teste de Kruskal-Wallis, não houve diferença estatística entre os tratamentos, no entanto a maior formação de calos ocorreu em meio constituído de 2,0 mg L^-1 de BAP (T2) e 2,0 mg L^-1 de 2,4-D (T8) (Figuras 2 e 3). Como o BAP é uma citocinina e o 2,4-D, uma auxina, nota-se que, isoladamente, diferentes classes de reguladores de crescimento podem induzir a formação de calos no mesmo explante, no entanto o tipo de calo proveniente de cada tratamento pode diferir quanto à competência embriogênica ou organogênica.

A combinação de auxina e citocinina pode desfavorecer a calogênese. Em explantes foliares de murici-pequeno (Byrsonima intermedia A. Juss.),os resultados demonstraram que a maior formação de calos ocorre em meio MS acrescido de 1,0 mg L^-1 de 2,4-D e que, ao testar a sua interação com BAP ou TDZ, não incrementou a calogênese (NOGUEIRA et al., 2007).

Já em mogno (Swietenia macrophylla King) segmentos de epicótilo foram inoculados em meio MS suplementado com combinações de BAP e ANA, e maior formação de calos ocorreu no tratamento composto por 1,0 mg L^-1 e 0,25 mg L^-1, respectivamente (BRUNETTA et al., 2006).

Quanto à coloração e textura dos calos, houve maior score também nos tratamentos T2 (2,0 mg L¹ de BAP) e T8 (2,0 mg L^-1 de 2,4-D), em que calos brancos prevaleceram, assim como o aspecto granular (Figura 3).

Os parâmetros coloração e a textura de calos têm sido utilizados com indicativos de material vegetal com capacidade regenerativa. Figueiredo (2007), em calos de Passiflora gibertii, observou que calos de coloração clara e aspecto granular possuíam maior potencial morfogenético.

A formação de brotos a partir do segundo e terceiro subcultivos é de, em média, 3 e 11 propágulos, respectivamente (Figura 4A), diferindo estatisticamente entre si. Quanto ao incremento de brotos na presença de luz, este foi superior a 20% de um subcultivo para outro (Figura 4B).

Essa formação pode ser atribuída à transferência dos calos da condição de escuro do primeiro subcultivo para a luz, uma vez que a luz atua na morfogênese vegetal (TAIZ e ZEIGER, 2004).

Alves et al. (2004), ao estudarem a organogênese in vitro em três clones de Eucalyptus grandis x E. urophylla, avaliaram a intensidade de calejamento, a textura e a coloração do calo em resposta aos tratamentos constituídos de TDZ ou BAP, em interação com ANA. A maior calogênese foi promovida na presença de TDZ (0,5 mg L^-1) e ANA (0,1 mg L^-1), sendo a regeneração obtida com 1,0 mg L^-1 BAP. Assim como Alves et al. (2004), Hervé et al. (2001) também observaram a relação entre a textura compacta e a capacidade de regeneração de gemas, pois verificaram o desenvolvimento de protuberâncias densas que culminavam na regeneração de gemas em Eucalyptus gunnii. Assim, a textura do calo é um parâmetro que deve ser usado na escolha de um tratamento objetivando a organogênese.

4. CONCLUSÕES

Nas condições experimentais utilizadas neste estudo, pode-se concluir que:

- O meio de cultura apropriado para germinação in vitro de nim é o meio WPM na ausência de GA₃.

- Explantes cotiledonares incubados no escuro em meio de cultura WPM suplementado com 2,0 mg L^-1 de BAP promovem a maior formação de calos com potencial morfogenético.

- Calos subcultivados em meio de cultura WPM suplementado com 2,0 mg L^-1 de BAP promovem a maior formação de brotações até o terceiro subcultivo.

5. REFERÊNCIAS

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BRUNETTA, J. M. F. C. et al. Calogênese in vitro em segmentos de epicótilo de mogno (Swietenia macrophylla King) com uso de 6benzilaminopurina e ácido á-naftalenoacético. Scientia Forestalis, n.71, p.19-24, 2006.

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Recebido em 29.08.2007 e aceito para publicação em 26.01.2009.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  08 Abr 2009
• Data do Fascículo
  Fev 2009

Histórico

• Aceito
  26 Jan 2009
• Recebido
  29 Ago 2007