Estabelecimento e multiplicação in vitro de Pyrus calleryana D-6 em sistema de cultura 'dupla-fase'

In vitro establishment and multiplication of Pyrus calleryana D-6 on double-phase culture system

BOTÂNICA E FISIOLOGIA

Estabelecimento e multiplicação in vitro de Pyrus calleryana D-6 em sistema de cultura 'dupla-fase'¹

In vitro establishment and multiplication of Pyrus calleryana D-6 on double-phase culture system

Liziane Kadine Antunes de Moraes^I; Claudia Felisbino^II; Leandro Crestani^III; Aparecido Lima da Silva^IV

^IAcadêmica em Agronomia da Universidade Federal de Santa Catarina, C.P. 476, 88040-900, Florianópolis-SC, (48) 331-5330, bolsista RHAE/CNPq

^IIAcadêmica em Biologia da Universidade do Oeste de Santa Catarina, C.P. 187, 89560-000, Videira-SC, (49) 551-1422, bolsista RHAE/CNPq

^IIIEngº. Agrº. Empresa Vitroplanta - Biotecnologia Ltda, C.P. 150, 89.560-000, Videira-SC, (49) 566-2690, bolsista RHAE/CNPq

^IVProf. Adjunto da Universidade Federal de Santa Catarina, Departamento de Fitotecnia, C.P. 476, 88040-900, Florianópolis-SC, (48) 331-5330, [e-mail]

RESUMO

Este trabalho objetivou estabelecer e propagar in vitro o porta-enxerto de pereira Pyrus calleryana D-6. Os explantes foram retirados de plantas-matrizes e submetidos à desinfestação com imersão em álcool a 70% por dois minutos, seguido de solução de hipoclorito de sódio a 1,5% + Tween 20 por 20 minutos, e após inoculados em meio MS com BAP (4,4 µM), AG₃ (0,3 µM) e ANA (0,05 µM). Na fase de multiplicação, as microestacas caulinares, contendo 2-3 gemas, foram transferidas para frascos com 50 mL de meios MS e MS1 modificado com (NH₄NO₃)/2 e (CaCl₂.2H₂O)*2, suplementados com sacarose (30 gL^-1), ágar (7 gL^-1) e diferentes concentrações de BAP (0 e 6,7 µM), AIB (0 e 0,5 µM), AG₃ (0 e 0,3µM). Para o sistema 'dupla-fase' (líquido-geleificado), os tratamentos receberam, aos 30 dias de cultura in vitro, 10 mL de meio MS líquido, sem fitorreguladores, e foram avaliados após 60 dias de cultura. Os resultados mostraram que 23,5% das gemas introduzidas obtiveram proliferação, sendo que o maior problema no estabelecimento in vitro foi a oxidação que afetou 44,8% das gemas introduzidas. O sistema 'dupla-fase' demonstrou ser muito efetivo para multiplicação in vitro do porta-enxerto de pereira Pyrus calleryana D-6. A maior taxa de multiplicação (16,8 brotos/explante) e o maior comprimento dos brotos (33 mm) foram obtidos no meio MS contendo BAP (6,7µM) e AIB (0,5 µM).

Termos para indexação: Pereira, porta-enxerto, meio de cultura, micropopagação

ABSTRACT

The present work aimed to establish a protocol for the micropropagation of pear rootstock Pyrus calleryana D-6. Explants were excised from mother plants, disinfected with alcohol 70% (2 minutes), sodium hypocloride 1.5% and Tween 20 (10 drops L^-1) during 20 minutes. The explants were transferred to MS medium supplemented with BAP (4.4 µM), GA₃ (0.3 µM) and NAA (0.05 µM). For the multiplication phase the microcuttings (2-3 buds) were transferred to flasks containing 50 mL of MS and MS1 [culture media modified (NH₄NO₃)/2 and 2x(CaCl₂.2H₂O) ] media. These media were supplemented with sucrose (30 gL^-1), ágar (7 gL^-1) and BAP (0 and 6.7 µM), IBA (0 and 0.5 µM) and GA₃ (0 and 0.3µM). In the 'double-phase' system (liquid gelling) 10 mL growth regulators free of MS liquid medium were added to the flasks, after 30 days, and the treatments were evaluated 60 days of in vitro culture. The results showed that 23.5% of the explants presented proliferation. The main constraint for the in vitro establishment was the oxidation that impaired 44.8% of the explants. The 'double-phase' culture system demonstrated to be effective for in vitro multiplication. The largest multiplication factor (16.8 shoots/explant) and the largest length of the shoots (33mm) were obtained in MS medium containing BAP (6.7µM) and IBA (0.5µM).

Index terms: Pear plant, rootstock, culture medium, micropropagation.

INTRODUÇÃO

No Brasil, a importação de frutas frescas apresentou valores superiores a US$ 112 milhões em 2001, contribuindo de forma expressiva para a evasão de divisas. Dentre as frutas de clima temperado, a pêra se destaca como a terceira fruta de maior consumo e a primeira em volume de importação (Faoro, 2001a; Oliveira Junior & Manica, 2002).

No País, apesar de a pereira ser cultivada há muitos anos, sua produção em escala comercial ainda é incipiente, sendo de aproximadamente 6.000 t, enquanto o consumo é da ordem de 200.000 t (Gayet, 1998; Faoro, 2001a). Verifica-se que um dos fatores que afetam a ampliação e a consolidação da cultura na região Sul consiste na indefinição de porta-enxertos adaptados. Neste contexto, Nakasu & Leite (1992) e Faoro (2001b) recomendam o porta-enxerto Pyrus calleryana D-6, tanto para cultivares européias como asiáticas, em virtude de sua boa compatibilidade, eficácia produtiva e indução de frutos de excelente qualidade.

Para algumas espécies frutíferas, a propagação in vitro tem sido recomendada e utilizada com sucesso técnico e econômico, principalmente pela rapidez, eficiência de produção e qualidade genética-sanitária do material multiplicado (Damiano & Palombi, 2000).

Para a pereira, diversos autores têm procurado desenvolver metodologias de propagação in vitro visando à produção clonal de porta-enxertos (Yeo & Reed, 1995; Shibli et al., 1997). Entretanto, verifica-se que o gênero Pyrus tem apresentado baixa eficiência na micropropagação, principalmente na fase de multiplicação, onde tem ocorrido baixo número de brotos e/ou qualidade inadequada para o enraizamento (Kadota et al., 2001).

Para Rodríguez et al. (1991) e Kadota et al. (2001), o sistema 'dupla-fase' de cultura in vitro pode ser utilizado com sucesso na micropropagação do gênero Pyrus, principalmente com a finalidade de aumentar a taxa de multiplicação, crescimento dos brotos e redução da hiperidricidade.

Assim, este trabalho teve como objetivo estabelecer e multiplicar in vitro Pyrus calleryana D-6, no sistema 'dupla-fase', visando à propagação clonal deste porta-enxerto de pereira.

MATERIAL E MÉTODOS

O porta-enxerto de pereira (Pyrus calleryana D-6) foi estabelecido in vitro a partir de segmentos caulinares contendo gemas axilares (Figura 2.1) retirados de plantas-matrizes mantidas em casa de vegetação no Departamento de Fitotecnia, CCA, UFSC.

Os explantes foram submetidos à desinfestação com uma lavagem em água + Tween 20 (10 gotas L^-1), seguido de três rinsagens em água bidestilada, imersão em álcool a 70% (2 minutos) e 1,5% de hipoclorito de sódio + Tween 20 (20 minutos). Após, foram transferidos para câmara de fluxo laminar e submetidos a três lavagens com água destilada estéril.

Os explantes, segmentos caulinares contendo 2-3 gemas axilares, foram introduzidos em tubos de ensaio de 20x200 mm contendo 15 mL de meio de cultura MS (Murashige & Skoog, 1962), suplementado com 4,4 µM de BAP (6-benzilaminopurina), 0,3 µM de AG₃ (ácido giberélico), 0,05 µM de ANA (ácido naftalenoacético), 30 gL^-1 de sacarose e 7 gL^-1 de ágar. O pH do meio de cultura foi ajustado para 5,9 antes da autoclavagem.

Os explantes introduzidos foram mantidos no escuro por 48 horas, sendo, em seguida, transferidos para sala de crescimento com fotoperíodo de 16 horas, temperatura de 25±1⁰C, intensidade luminosa de 40 a 45 µmol m^-2 s^-1 e umidade relativa do ar 60-70%.

Os explantes foram avaliados quanto à percentagem de sobrevivência, oxidação e contaminação por agentes fúngicos e bacterianos, após 15 dias de cultura in vitro.

Para multiplicação in vitro, microestacas caulinares com 2-3 gemas, provenientes da terceira subcultura, foram transferidas para frascos com 50 mL de meio de cultura MS e MS modificado (MS1) com alteração nas concentrações salinas de (NH₄NO₃)/2 e (CaCl₂.2H₂O)*2, conforme recomendação de Rodriguez et al. (1991). Foram avaliadas também diferentes concentrações de BAP (0 e 6,7 µM), AIB (0 e 0,5 µM), AG₃ (0 e 0,3µM). Os meios de cultura foram suplementados com sacarose (30 gL^-1), ágar (7 gL^-1) e pH ajustado para 5,9.

Para a avaliação do sistema 'dupla-fase' (líquido—geleificado), 30 dias após em cultura in vitro, os mesmos tratamentos receberam a adição de 10 mL de MS líquido sem fitorreguladores. Após 60 dias em cultura, os parâmetros avaliados foram número e comprimento das brotações por explante.

Na fase de estabelecimento in vitro, os dados foram avaliados quanto à percentagem de sobrevivência, oxidação e contaminação. Para a fase de multiplicação, o delineamento experimental adotado foi o inteiramente ao acaso, com cada unidade experimental constituída por cinco microestacas e repetidas cinco vezes. Os dados de número e comprimento médio das brotações (mm) foram submetidos à análise de variância (ANOVA) e ao teste de separação de médias SNK (5%), de acordo com Sokal & Rohlf (1995).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados para o estabelecimento in vitro são apresentados na Figura 1. Verificou-se que somente 23,5% das gemas estabelecidas demonstraram capacidade de proliferação (Figura 2.2). Esta percentagem de sobrevivência de explantes é considerada baixa para a fase de introdução in vitro. Silva et al. (1997) obtiveram 65% de explantes sobreviventes para diferentes porta-enxertos de videira. Para pessegueiro, Rogalski (2002) obteve taxas de 63% e 59% de sobrevivência para explantes oriundos de ápic es caulinares e gemas laterais, respectivamente. Yeo & Reed (1995) obtiveram alta percentagem de sobrevivência (>90%), a partir de gemas dormentes para três porta-enxertos de pereira; no entanto, gemas provenientes de ramos em crescimento vegetativo o estabelecimento in vitro foi dificultado por problemas de oxidação e contaminação.

No processo de estabelecimento in vitro, houve contaminação fúngica e bacteriana em 25,1% e 6,6% dos explantes introduzidos, respectivamente (Figura 1). As contaminações por bactérias em espécies lenhosas são geralmente de origem endógena. Neste sentido, os processos de desinfestações comumente utilizados são pouco eficientes.

O fator de maior limitação para introdução in vitro de Pyrus calleryanna D-6 foi a alta taxa de oxidação dos explantes (44,8%). Este processo foi mais acentuado na fase de estabelecimento in vitro dos explantes e no primeiro subcultivo. Observações semelhantes foram feitas em Pyrus calleryana 'OPR 157' e Pyrus betulifolia 'OPR 260' (Yeo & Reed, 1995), em Pyrus syrica (Shibli et al., 1997) e em Musa spp. (Oliveira et al., 2001).

O uso da metodologia de 'dupla-fase' (líquido-geleificado) aumentou significativamente o número de brotos e o comprimento das brotações de Pyrus calleryana D-6 (Tabela 1, Figura 2.3). Segundo Rodriguez et al., (1991), este método aumenta a quantidade e a qualidade das brotações in vitro de pereira. Para estes autores, é um sistema versátil que permite manter a cultura constantemente em proliferação por maior período de tempo, com adição de uma quantidade de meio líquido apropriado.

A combinação de BAP (6,7 µM) e AIB (0,5 µM), suplementada ao meio de cultura básico MS, promoveu maior (16,8 brotos) e significativo (P<0,05) número de brotos por explante (Tabela 1). A combinação de BAP e AIB apresentou resultados superiores tanto para os meios de cultura com sais de MS como de MS1. Desta forma, verificou-se que em Pyrus calleryana D-6 o uso de meio de cultura com redução de N e acréscimo de Ca mostrou-se inferior ao MS original. Estes resultados foram superiores aos observados por Rodriguez et al. (1991) e Kadota et al. (2001) para pereira européia (Pyrus communis L.) e pereira japonesa (Pyrus pyrifolia N.), respectivamente. Os tratamentos acrescidos somente de BAP foram inferiores à combinação de BAP e AIB, apresentando taxas de 6 e 7 brotos/explante. Já, os tratamentos isentos de fitorreguladores e a combinação de BAP, AIB e AG₃ não diferiram entre si, no entanto foram inferiores estatisticamente aos demais tratamentos.

A ausência de BAP, AIB e AG₃ não apresenta proliferação de gemas axilares, indicando, portanto, a necessidade destes reguladores para a multiplicação in vitro de Pyrus calleryana D-6.

A presença de AG₃ no meio de cultura apresentou um efeito inibitório na proliferação de gemas axilares de Pyrus calleryana D-6. Combinações de AG₃ e AIB também inibiram o efeito indutivo do BAP, reduzindo a proliferação e a formação de gemas adventícias, além de serem ineficazes para o alongamento de brotos para diferentes cultivares de pereira (Rodriguez et al., 1991 e Mello-Farias et al., 1995).

É importante salientar que os resultados obtidos no sistema dupla-fase (16,8 brotos/explante) são superiores aos observados, em meios com ágar, no laboratório de Morfogênese e Bioquímica Vegetal (UFSC) para a multiplicação de P. calleryana D-6. Para os meios geleificados, a taxa média de multiplicação é de 4,8 brotos/explante (dados não publicados). Estes resultados, em sistema dupla-fase, também são superiores aos relatados por Yeo & Reed (1995) e Mello-Farias et al. (1995) para Pyrus calleryana Dec.

Com relação ao comprimento das brotações (Tabela 1), verificou-se que os tratamentos com meio MS e MS modificado (MS1) contendo BAP (6,7µM) + AIB (0,5µM) foram superiores estatisticamente aos demais, apresentando valores médios de 33 e 31mm, respectivamente. Os tratamentos contendo BAP ou BAP+AIB+AG₃ não deferiram entre si, no entanto foram superiores estatisticamente aos tratamentos isentos de fitorreguladores. Os resultados demonstraram que ocorreu um acréscimo acentuado no comprimento das brotações, principalmente para os meios contendo BAP e AIB, que estimularam positivamente o alongamento das brotações in vitro de Pyrus calleryana D-6 (Figura 2.3). Estes resultados são similares aos observados por Rodriguez et al. (1991) para três cultivares de pereira, salientando um aumento significativo do número de brotos de comprimento superior a 3 cm. Neste sentido, Kadota et al. (2001) observaram que o uso do sistema 'dupla-fase' permite o incremento da fitomassa in vitro em pereira japonesa (Pyrus pyrifolia N.).

O acréscimo na quantidade e qualidade das brotações na multiplicação in vitro, com comprimento superior a 30 mm (Figura 2.4), é fundamental para a fase de enraizamento in vitro ou para o enraizamento das microestacas diretamente no substrato (Yeo & Reed, 1995). Desta forma, atenua o grave problema imposto pelo meio geleificado na multiplicação in vitro de Pyrus com o excesso de brotações de comprimento reduzido, inferior a 10 mm (Shibli et al., 1997).

CONCLUSÕES

O sistema de multiplicação in vitro 'dupla-fase' (líquido-geleificado) incrementa a taxa de proliferação de gemas axilares, permitindo o aumento da quantidade e qualidade das brotações in vitro. A taxa de multiplicação (16,8 brotos/explante) e o comprimento das brotações (33 mm) são satisfatórios para o estabelecimento de um protocolo de propagação in vitro deste porta-enxerto de pereira.

Recebido: 10/11/2002.

Aceito para publicação: 05/11/2004

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1

(Trabalho 182/2002)

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  22 Mar 2005
• Data do Fascículo
  Dez 2004

Histórico

• Aceito
  05 Nov 2004
• Recebido
  10 Nov 2002