Efeito da sacarose e sorbitol na conservação in vitro de Passiflora giberti N. E. Brown

Sucrose and sorbitol effect in the in vitro conservation of Passiflora giberti N. E. Brown

GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS

Efeito da sacarose e sorbitol na conservação in vitro de Passiflora giberti N. E. Brown¹

Sucrose and sorbitol effect in the in vitro conservation of Passiflora giberti N. E. Brown

Gláucia Amorim Faria^I; Maria Angélica Pereira de Carvalho Costa^II; Tatiana Góes Junghans^III; Carlos Alberto da Silva Ledo^III; Antônio da Silva Souza^III

^IProfessora da Faculdade de Ciência e Tecnologia Albert Einstein, Cruz das Almas, BA. Doutoranda em Agronomia da FEIS/UNESP, Av. Brasil, 56, CEP 15385-000, Ilha Solteira-SP. E-mail: [e-mail]

^IICentro de Ciências Agrárias e Ambientais da UFBA, CEP. 44.380-000, Cruz das Almas-BA. E-mail: [e-mail]

^IIIEmbrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, CEP. 44.380-000, Cruz das Almas-BA, E-mail: [e-mail], [e-mail], [e-mail]

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito da sacarose e do sorbitol na conservação in vitro de um acesso de Passiflora giberti N. E. Brown. Para isso, foi instalado um experimento no delineamento inteiramente casualizado, em que foi comparado o tratamento-testemunha (MS padrão) com o meio MS suplementado com três concentrações de sacarose (0; 15 e 30 g L^-1) em combinação com três concentrações de sorbitol (10; 20 e 40 g L^-1). As avaliações foram realizadas aos 30; 60; 90 e 120 dias de incubação, observando-se o comprimento das brotações (cm), número de raízes, número e coloração das folhas. Os resultados mostram ser possível conservar sob crescimento lento, por quatro meses, microplantas de maracujazeiro em meio de cultura MS suplementado com 10 ou 20 g L^-1 de sorbitol, na ausência de sacarose, e mantidas sob condições de fotoperíodo de 16 h (22 µE m^-2s^-1) e temperatura de 27 ± 1 ºC. A sacarose promoveu maior desenvolvimento de microplantas. A rizogênese é afetada pelo sorbitol na concentração de 40 g L^-1 e pela ausência de sacarose no meio de cultura.

Termos para indexação: crescimento reduzido, fontes de carbono, passifloraceae.

ABSTRACT

This work objectified the study of sucrose and sorbitol effect in the in vitro conservation for Passiflora giberti N. E. Brown, access. Therefore, an experiment was conducted in a completely randomized design to compare control treatment (standard MS) to MS medium supplemented with three sucrose concentrations (0, 15 and 30 g L^-1) combined with three sorbitol concentrations (10, 20 and 40 g L^-1), in a total of 10 treatments with 20 replicas. The experiment evaluation was carried out at 30, 60, 90 and 120 days of incubation, whereas the height of shoots (cm), number of roots, number and color of leaves were observed. The results showed the possibility to maintain passion-fruit microplants for a four months period under slow growth in MS medium supplemented with 10 or 20 g L^-1 of sorbitol, without sucrose, and kept under 16 hours photoperiod (22 µ E m^-2 s^-1) and temperature of 27 ± 1º C. Sucrose sustained the longest development of the microplants. Root formation was affected by the sorbitol in the concentration of 40 g L^-1 and by the absence of sucrose in the culture medium.

Index terms: reduced growth, carbon sources, passifloraceae.

INTRODUÇÃO

As técnicas de conservação in vitro constituem-se no cultivo das coleções em laboratório, pela cultura de tecidos (Nass, 2001). Esta estratégia possibilita a manutenção de um grande número de acessos num pequeno espaço físico e livre das intempéries e riscos que existem no campo, reduz os custos, garante a manutenção da fidelidade genética, facilita a disponibilidade de material para o melhoramento genético e o intercâmbio de germoplasma.

O crescimento lento tem sido utilizado com sucesso, principalmente para a conservação de meristemas e/ou ápices meristemáticos de muitas espécies, e consiste em reduzir drasticamente o metabolismo da planta, sem afetar sua viabilidade, pela indução de estresse osmótico, redução da intensidade de luz ou temperatura, acréscimo de retardantes de crescimento e/ou diminuindo a concentração dos componentes salinos e orgânicos do meio de cultura (Withers & Williams, 1998). Os agentes osmóticos, tais como manitol, sorbitol, sacarose, dentre outros, ao serem adicionados ao meio de cultura, atuam externamente, removendo o excesso da água intracelular, por gradiente osmótico, fazendo com que o crescimento da cultura ocorra de forma mais lenta (Dumet et al., 1993).

Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito da sacarose e do sorbitol na conservação in vitro de Passiflora giberti N. E. Brown.

MATERIAL E MÉTODOS

Foram utilizadas como material vegetal gemas laterais de plantas de Passiflora giberti N. E. Brown, de um acesso do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical cultivadas in vitro, no meio de cultura MS (Murashige & Skoog, 1962), suplementado com 30 g L^-1 de sacarose (MS padrão).

Esses explantes foram inoculados em frascos tipo magentaâ contendo 20 mL do meio de cultura MS padrão e em meio MS suplementado com a combinação de três concentrações de sorbitol (10; 20 e 40 g L^-1) e três concentrações de sacarose (0; 15 e 30 g L^-1). Os meios foram solidificados com phytagelâ (0,2 g L^-1) e pH ajustado a 5,8. As culturas foram incubadas sob fotoperíodo de 16 h (22 µE m^-2s^-1) e temperatura de 27 ± 1 ºC.

O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado, com 20 repetições, em esquema fatorial 3 × 3 + 1: três concentrações de sacarose, três concentrações de sorbitol, mais uma testemunha (MS padrão), totalizando 10 tratamentos: T1 = Testemunha (MS padrão); T2 = 0 g L^-1 de sacarose + 10 g L^-1 de sorbitol; T3 = 0 g L^-1 de sacarose + 20 g L^-1 de sorbitol; T4 = 0 g L^-1 de sacarose + 40 g L^-1 de sorbitol; T5 = 15 g L^-1 de sacarose + 10 g L^-1 de sorbitol; T6 = 15 g L^-1 de sacarose + 20 g L^-1 de sorbitol; T7 = 15 g L^-1 de sacarose + 40 g L^-1 de sorbitol; T8 = 30 g L^-1 de sacarose + 10 g L^-1 de sorbitol; T9 = 30 g L^-1 de sacarose + 20 g L^-1 de sorbitol, e T10 = 30 g L^-1 de sacarose + 40 g L^-1 de sorbitol. A parcela experimental foi representada por um frasco, contendo um explante.

As avaliações do experimento foram realizadas aos 30; 60; 90 e 120 dias de incubação, observando-se o comprimento das brotações (cm); número de folhas; número de raízes, e coloração das folhas. Para esta última variável, foi atribuída a seguinte escala de notas: 1- folhas totalmente verdes; 2- folhas verde-claras, e 3- folhas amareladas (início do secamento). A variável comprimento das brotações foi transformada para ln (x + 10) e, para as variáveis número de raízes e coloração das folhas foi utilizada a transformação de dados , visando ao atendimento das pressuposições da análise de variância. Foi aplicado o teste de Dunnet, a 5% de probabilidade, para a comparação da média dos tratamentos em relação à média da testemunha. Para a comparação das médias, foi aplicado o teste de Tukey, a 5% de probabilidade. As análises estatísticas foram realizadas utilizando o programa estatístico SAS - Statistical Analysis System (SAS Institute, 2000).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Não houve efeito significativo da interação sacarose x sorbitol e da interação tripla entre os fatores estudados para as variáveis número de raízes e número de folhas (P>0,05), sendo que, para esta última variável, a interação sorbitol x avaliação também não foi significativa (P>0,05). Para a coloração das folhas, só houve significância para sorbitol e a interação sacarose x avaliação (P<0,05).

O crescimento e o desenvolvimento das microplantas foram influenciados significativamente pelos açúcares. Observa-se, pela Tabela 1, que todos os tratamentos apresentaram comprimento das brotações e número das raízes menor que a testemunha (P<0,05). Nos tratamentos com 0 g L^-1 de sacarose combinado com 20 g L^-1 de sorbitol e 0 g L^-1 de sacarose combinado com 40 g L^-1 de sorbitol, as microplantas apresentaram menor comprimento, número de folhas e número de raízes. O tratamento com 30 g L^-1 de sacarose e 20 g L^-1 de sorbitol promoveu a formação de maior número de folhas do que a testemunha, embora essa diferença não tenha sido significativa (P³0,5). Os tratamentos com 20 g L^-1 de sorbitol, na presença de sacarose, foram os que induziram maior número de raízes. Os tratamentos 15 g L^-1 de sacarose, combinado com 10 e 20 g L^-1 de sorbitol, foram os que alcançaram os menores valores para coloração das folhas, indicando maior número de folhas verdes.

Na Tabela 2, observa-se que, para a variável comprimento das brotações, os menores valores foram obtidos com a utilização de 10 ou 20 g L^-1 de sorbitol na ausência de sacarose. Dentre as microplantas cultivadas nos tratamentos com utilização simultânea de sorbitol e sacarose, as supridas com 40 g L^-1 de sorbitol apresentaram os menores comprimentos. Os meios de cultura suplementados com 15 e 30 g L^-1 de sacarose, combinados com 10 e 20 g L^-1 de sorbitol, proporcionaram maiores comprimentos das brotações. Estes dados indicam que a presença da sacarose no meio de cultivo foi fundamental para manter o desenvolvimento das plantas.

Para a cultura de Prunus cerasus L., os açúcares sacarose, glicose, frutose e sorbitol favoreceram o crescimento quando as suas concentrações estavam entre 20 g L^-1 e 30 g L^-1 (Borkowska & Szczerba, 1991). Contudo, de acordo com George (1993), o sorbitol usualmente não é metabolizado pelas plantas, e sua atuação freqüentemente está relacionada em modificar o potencial osmótico do meio de cultura. De acordo com Mello et al. (2001), o sorbitol foi ineficiente para o crescimento in vitro de Bauhinia forficata L., Curcuma zedoaria e Phaseolus vulgaris L.

Com relação ao número de folhas emitidas, independentemente da concentração de sorbitol utilizada, os maiores valores foram obtidos quando se utilizou sacarose no meio. A maior concentração de sacarose, combinada com a adição de 40 g L^-1 de sorbitol, promoveu a formação de um menor número de folhas (Tabela 2).

Os tratamentos com sacarose no meio de cultivo favoreceram o desenvolvimento de raízes, com exceção daqueles combinados com 40 g L^-1 de sorbitol (Tabela 2). Santana (2003), estudando os fatores que afetam o enraizamento in vitro em brotações e estacas de Annona glabra L., verificou que os maiores percentuais de enraizamento ocorreram em meio de cultura suplementado com 20 g L^-1 de sacarose. Faria & Segura (1997) obtiveram altas taxas de enraizamento para espécie Passiflora edulis f. flavicarpa em meio MS suplementado com 30 g L^-1 de sacarose. Veierskov et al. (1982) relatam que altas concentrações de carboidrato no meio de cultura têm um efeito negativo sobre o enraizamento, devido ao acúmulo de açúcar acima dos níveis fisiológicos nos tecidos.

Com relação à qualidade da microplanta, medida pela coloração das folhas, verificou-se que, na ausência de sacarose, não houve efeito das diferentes concentrações de sorbitol. Contudo, nas concentrações de 15 e 30 g L^-1 de sacarose, as microplantas apresentaram o melhor vigor quando supridas com 10 e 20 g L^-1 de sorbitol.

Santana (2003), utilizando como fonte de carbono sacarose, glicose, frutose, galactose, maltose e sorbitol no cultivo in vitro de Anonáceas, evidenciou que as menores taxas de desenvolvimento das microplantas ocorreu no tratamento com sorbitol. Al-Kharyri & Al-Bahirani (2002) relataram baixas taxas de desenvolvimento de calos de arroz na presença de 30 g L^-1 de sorbitol. Lemos & Baker (1998) verificaram que a maltose, sorbitol, frutose e polietileno glicol, adicionados ao meio de cultura, não favoreceram o desenvolvimento das brotações de gravioleira, enquanto a sacarose, galactose e glicose induziram a formação de brotações adventícias nos explantes. Segundo Grattapaglia & Machado (1998), a sacarose é a fonte de carbono mais utilizada nos protocolos de cultivo in vitro, sendo considerada a melhor fonte para a diferenciação celular e o desenvolvimento das microplantas. Em geral, a concentração de 30 g L^-1 sustenta o desenvolvimento de brotações para a grande maioria das espécies já estabelecidas in vitro.

O tratamento-testemunha apresentou as maiores taxas de crescimento e desenvolvimento radicular com valores superiores aos demais tratamentos, ao longo dos 120 dias de avaliação (Figura 1). A utilização dos tratamentos com 0 g L^-1 de sacarose e de 40 g L^-1 de sorbitol promoveu as menores taxas de crescimento das brotações (Figura 1A e 1B) e as menores taxas de emissão de raízes (Figura 1C e 1D) e folhas (Figuras 1E).

As brotações oriundas do tratamento com 15 g L^-1 de sacarose praticamente mantiveram uniformidade na coloração das folhas, com a predominância de folhas verdes, enquanto no meio suplementado com 30 g L^-1 de sacarose, aos 90 dias, predominaram folhas verde-claras e, a partir de então, houve predominância de folhas com coloração totalmente verde. Possivelmente, este fato tenha ocorrido devido à expansão de novas folhas. Comportamento contrário foi verificado na ausência de sacarose no meio (Figura 1F).

Os resultados obtidos neste trabalho mostraram ser viável a manutenção de crescimento lento do maracujazeiro por um período de quatro meses.

CONCLUSÕES

1) É possível conservar sob crescimento lento, por quatro meses, microplantas de maracujazeiro em meio de cultura MS suplementado com 10 ou 20 g L^-1 de sorbitol, na ausência de sacarose.

2) É possível conservar sob crescimento reduzido com bom desenvolvimento radicular e número de folhas em meio de cultura MS suplementado com 15 g L^-1 de sacarose e 20 g L^-1 de sorbitol.

3) A sacarose promoveu maior desenvolvimento de microplantas.

4) A rizogênese é afetada pelo álcool açúcar sorbitol na concentração de 40 g L^-1 e pela ausência de sacarose no meio de cultura.

Recebido: 01-11-2005. Aceito para publicação: 30-05-2006.

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1

(Trabalho 179-2005).

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  25 Out 2006
• Data do Fascículo
  Ago 2006

Histórico

• Aceito
  30 Maio 2006
• Recebido
  01 Nov 2005