Fontes de potássio no crescimento in vitro de plantas de orquídea Cattleya loddigesii

Potassium sources of Cattleya loddigesii plants in vitro growth

NOTA

BIOLOGIA

Fontes de potássio no crescimento in vitro de plantas de orquídea Cattleya loddigesii

Potassium sources of Cattleya loddigesii plants in vitro growth

Milene Alves de Figueiredo^I,1; Moacir Pasqual^II; Aparecida Gomes de Araujo^II; Keize Pereira Junqueira^III; Flávia Carvalho Santos^II; Vantuil Antônio Rodrigues^II

^IDepartamento de Biologia, Setor de Fisiologia Vegetal, Universidade Federal de Lavras (UFLA), Lavras, MG, Brasil. E-mail: [e-mail]

^IIDepartamento de Agricultura, UFLA, Lavras, MG, Brasil

^IIIUniversidade de Brasília (UNB), Brasília, DF, Brasil

RESUMO

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.

Palavras-chave: Orchidaceae, cultura de tecidos, cloreto de potássio, sulfato de potássio.

ABSTRACT

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.

Key words: Orchidaceae, tissue culture, potassium chloride, potassium sulphate.

O cultivo in vitro de células e tecidos tem sido excelente alternativa a ser empregada para a propagação das orquidáceas, pois apresenta vantagens únicas sobre os métodos convencionais de propagação, como multiplicação rápida e obtenção de grande número de plantas com alta qualidade genética e fitossanitária.

Os elementos minerais exigidos em maiores quantidades para o crescimento de plantas são incluídos nos meios nutritivos nas formas de sais inorgânicos, podendo o potássio ser adicionado como componente de suplementos orgânicos. O potássio é absorvido pelas plantas na forma de K⁺ e é usualmente o catiônico mais abundante nas células vegetais. Seu principal papel é o de ativador de numerosas enzimas.

Outro papel proposto para o potássio e que o liga indiretamente à fotossíntese é o de promoção da translocação dos assimilados das folhas. Esses íons são transportados rapidamente através das membranas das células e duas de suas principais funções são regular o pH e o equilíbrio osmótico dentro das células. Neste contexto, possuem um papel similar em tecidos cultivados in vitro, porém os mecanismos usuais de transporte podem não ocorrer. A deficiência de potássio no meio de cultura conduz, segundo alguns autores, à hiperidricidade e ao decréscimo na taxa de absorção de fosfato (PASQUAL, 2001).

O potássio entra como íon acompanhante do nitrato, fosfato ou, em alguns casos, do cloreto e enxofre (CALDAS et al., 1998). Quando o cloro é o ânion acompanhante, na forma de KCl, eles são absorvidos em quantidades equivalentes ao potássio. Entretanto, quando se utiliza o enxofre como acompanhante, na forma de K₂SO₄, tem-se maior ativação de enzimas proteolíticas e síntese de vitaminas.

Pode haver injúrias por sais em plantas ornamentais em concentrações acima de 0,2-0,7% na solução nutritiva. Em geral, plantas ornamentais que têm alta exigência de nutrientes são menos sensíveis a salinidade (ZEHLER et al., 1986). Esta preocupação levou à realização deste trabalho, que objetiva estudar os efeitos de diferentes concentrações de cloreto e sulfato de potássio no crescimento in vitro de plantas de orquídea Cattleya loddigesii.

Foram utilizadas plantas de orquídea Cattleya loddigesii oriundas de sementes germinadas in vitro, com 1 a 1,5cm de comprimento e contendo raízes pequenas (± 0,5cm). Os tratamentos 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 (1946), 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 do processo de autoclavagem a 121°C e 1,1atm, por 20 minutos. Após o resfriamento, os frascos de vidro com capacidade para 250cm3 e contendo 60mL de meio de cultura foram levados à câmara de fluxo laminar, onde foi feita a inoculação das plantas, sob condições assépticas. Após a inoculação, os frascos foram mantidos 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 seguir, o experimento foi avaliado mediante o número e comprimentos de raízes (cm), altura da parte aérea (cm) e massa seca (g) de plantas.

A análise de variância foi realizada utilizando o procedimento GLM do software estatístico SAS® (SAS, 1990), por meio do método dos quadrados mínimos ponderados pelo inverso das variâncias de cada tratamento, uma vez que estes apresentaram heterogeneidade de variâncias.

Pela análise de variância, verificou-se que houve interação significativa dos fatores para todas as variáveis testadas. Pelo teste F, após realização do desdobramento, verificou-se que as concentrações de K₂SO₄ combinadas com 500mg L^-1 de KCl foram significantes para número de raízes e altura da parte aérea. Os parâmetros comprimento de raízes e massa seca apresentaram significância entre concentrações de K₂SO₄ combinadas com 250 e 500mg L^-1 de KCl.

A figura 1A representa o número de raízes em plantas de Cattleya loddigesii nas concentrações estudadas de K₂SO₄ e 500mg L^-1 de KCl. Derivando-se a equação, pode-se chegar ao valor de 202,76mg L^-1 de K₂SO₄ como ponto de mínima, ou seja, a partir dessa concentração houve aumento crescente do número de raízes (4,33) até a dose máxima utilizada (500mg L^-1), o que leva a inferir-se que o efeito estimulante do K₂SO₄ continuaria em concentrações superiores. O maior comprimento de raízes (3,12cm) foi obtido com 500mg L^-1 de KCl e na ausência de K₂SO₄ (Figura 1B). Já na concentração de 250mg L^-1 de KCl, a melhor dose de K₂SO₄ a ser empregada foi 218,87mg L^-1. A partir desse ponto, houve decréscimo no crescimento de raízes. Essa tendência, provavelmente, indica o efeito tóxico do excesso de K₂SO₄ na planta.

A absorção de um dado nutriente pode ser influenciada por outro. Por exemplo, a presença do íon K⁺ tem efeito de inibição competitiva entre os íons Mg⁺² e Ca⁺² (MALAVOLTA et al. 1997). KANASHIRO (2005) verificou correlação linear entre o aumento nas concentrações de potássio e o consumo de nitrato pelas células, promovendo um maior incremento nas características fitotécnicas em plantas de bromélias.

NUNES et al. (2005), testando concentrações de nitrato de cálcio e cloreto de potássio na micropropagação do porta-enxerto de videira “Kobber”, conseguiram maior número de raízes e comprimento mais alto da parte aérea com a utilização de 1.000mg L^-1 de KCl e 500mg L^-1 de nitrato de cálcio.

A dose de 177,8mg L^-1 de K₂SO₄ foi evidenciada como ponto de mínima para altura da parte aérea na concentração de 500mg L^-1 de KCl (Figura 1C) registrando-se um aumento da variável com a elevação da concentração de K₂SO₄ até 500mg L^-1, deduzindo-se que o efeito estimulante do K₂SO₄ poderia continuar em concentrações mais altas. Estes resultados discordam de JUNQUEIRA et al. (2003), que, estudando o crescimento in vitro de crisântemo, obtiveram maior comprimento da parte aérea com baixas concentrações de nitrato de cálcio combinado com altas concentrações de cloreto de potássio (1000mg L^-1).

Melhores resultados para a variável massa seca de plantas (Figura 1D) foram obtidos com a utilização de 500mg L^-1, tanto de KCl como de K₂SO₄. A concentração de 250mg L^-1 KCl combinada com a dose de 312mg L^-1 de K₂SO₄ (ponto de máxima) proporcionou melhores respostas para a variável. A partir desse ponto, houve queda na massa seca de plantas, o que pode ser devido ao efeito tóxico de altas concentrações de sulfato de potássio no meio.

O fator nutricional depende do fluxo de densidade ou da quantidade de nutrientes utilizados por unidade de tempo e unidade de área. A absorção de nutrientes minerais é afetada pela constituição do meio de cultura, pela composição do tecido da planta e pelo ambiente de cultura (WILLIANS, 1991), fatores que poderiam prognosticar e/ou predizer a adequada composição do meio nutritivo baseada nas análises de tecidos de plantas crescidas in vitro. A combinação de KCl com K₂SO₄, ambos na concentração de 500mg L^-1, 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.

Recebido para publicação 16.09.06

Aprovado em 18.04.07

• CALDAS, L.S. et al. Meios nutritivos. In: TORRES, A.C. et al. Cultura de tecidos e transformação genética de plantas Brasília: Embrapa-SPI/Embrapa-CNPH, 1998. V.1, p.87-132.
• JUNQUEIRA, K.P. et al. Crescimento in vitro de crisântemo: efeito do nitrato de cálcio [Ca (NO₃)₂4H₂O e cloreto de potássio (KCl). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE FLORICULTURA E PLANTAS ORNAMENTAIS, 14., CONGRESSO BRASILEIRO DE CULTURA DE TECIDOS DE PLANTAS, 2003, Lavras. Anais... Lavras: UFLA/FAEPE, 2003. p.197.
• KANASHIRO, S. Nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio e o crescimento de plântulas de Aechmea blanchatiana (Baker) L.B. Smith in vitro 2005. 187f. Tese (Doutorado em Fitotecnia) - Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz, Universidade de São Paulo.
• KNUDSON, L. A new nutrient solution for the germination of orchid seed. American Orchid Society Bulletin, West Palm Beach, v.14, p.214-217, 1946.
• MALAVOLTA, E. et al. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações 2.ed. Piracicaba: Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato, 1997. 319p.
• NUNES et al. Efeito de nitrato de cálcio e cloreto de potássio na multiplicação in vitro de porta-enxerto de 'Kobber' In: CONGRESSO BRASILEIRO DE OLERICULTURA, 45; CONGRESSO BRASILEIRO DE FLORICULTURA E PLANTAS ORNAMENTAIS, 15.; CONGRESSO BRASILEIRO DE CULTURA DE TECIDOS DE PLANTAS, 2., 2005, Fortaleza. Anais... Fortaleza: Horticultura Brasileira, 2005. p.598.
• PASQUAL, M. Cultura de tecidos vegetais: tecnologia e aplicações - Meios de cultura Lavras: UFLA/FAEPE, 2001. 74p.
• SAS INSTITUTE SAS/ STAT. SAS/GLM. Software: usage and reference version 6.12 Cary, 1990. 501p.
• WILLIANS, R.R. Factors determining mineral uptake in vitro. Acta Horticulturae, Wageningen, v.289, p.165-166, 1991.
• ZEHLER, E. et al. Sulfato de potássio e Cloreto de potássio: sua influência na produção e na qualidade das plantas cultivadas Campinas: Fundação Cargill, 1986. 11 p.

1

Autor para correspondência.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  14 Dez 2007
• Data do Fascículo
  Fev 2008

Histórico

• Aceito
  18 Abr 2007
• Recebido
  16 Set 2006