Anatomical and physiological responses of Billbergia zebrina (Bromeliaceae) under different in vitro conditions
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Programa de Pós-Graduação em Botânica Aplicada
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Tipo de impacto
Áreas Temáticas da Extenção
Objetivos do desesenvolvimento sustentável
Dados abertos
Resumo
A tese foi dividida em quatro artigos, nos quais três estão
relacionados a propagação in vitro e como as condições microambientas
afetam a fisiologia e anatomia de B. zebrina. O último artigo está
relacionado as modificações fisiologicas e anatômicas de B. zebrina sob
estresse ao excesso de cobre (Cu). Para todos os estudos, plantas de B.
zebrina foram previamente estabelecidas in vitro em meio MS. Plantas
foram transferidas para meios nas concentrações de 0%, 50%, 100%, 150% e
200% da concentração original dos sais do meio MS. Os meios foram
preparados em duas concentrações diferentes, líquido estacionário e com 6 g
L-1 de ágar. Para os estudos de enraizamento in vitro, brotos foram cultivados
em meios suplementado com diferentes concentrações de sacarose.
Carboidratos solúveis foram analisados após o enraizamento. A
multiplicação in vitro de B. zebrina é melhor com o uso de 200% dos sais
MS e em meio líquido. O uso de 15 g L-1 de sacarose aumentou os estoques
de carboidratos endógenos e induziram uma boa formação do sistema
radicular dos brotos in vitro. A partir desses resultados, um segundo
experimento foi delineado. Brotos laterais de B. zebrina foram transferidos
para meios de cultura contendo 0,0; 15,0; 30,0; 45,0 ou 60,0 g L-1 de
sacarose. Dois diferentes tipos de vedação dos frascos foram testados:
tampas com um filtro e filtro coberto com plástico PVC. Aos 45 dias de
cultivo in vitro, as plantas de B. zebrina foram transplantadas para uma
mistura de solo e avaliadas aos 80 dias de cultivo em casa de vegetação. Aos
45 dias in vitro e 80 dias de aclimatização em casa de vegetação, a biomassa
das plantas foi avaliada. Análises fisiológicas e anatômicas foram feitas nas
plantas cultivadas in vitro. A troca de ar limitada resultou em plantas com
disordens anatômicas e fisiológicas ao final do período in vitro. A maior taxa
de crescimento na casa de vegetação foi observado em plantas previamente
propagadas no sistema que permitia troca gasosa e sem açucar no meio. Uma
abordagem ambiental foi proposta no último capítulo, no qual o cobre (Cu)
foi usado. Análises anatômicas e crescimento foram mensuradas. As plantas
não apresentaram qualquer distúrbio, como necrose nas folhas e todas as
plantas sobreviveram. Plantas cultivadas com 200 µM de Cu apresentaram
modificações anatômicas que ajudam na tolerânica desse metal, como alto
índice estomático e parede celular mais espessa na exoderme. Cu afetou a
anatomia foliar e radicular, bem como o crescimento. B. zebrina tolera altas
quantidade de Cu. A partir dos resultados obtidos foi possível verificar que
as condições microambientais podem modificar o crescimento, fisiologia e
anatomia de B. zebrina durante o cultivo in vitro. As técnicas in vitro
mostraram um bom potencial na propagação vegetal de B. zebrina bem
como também apresentou ser uma importante ferramenta para estudos sobre
fisiologia e anatomia.
Abstract
The thesis was divided in four articles, in which three are related to
in vitro propagation and how the microenvironmental conditions play on
physiology and anatomy of B. zebrina. The last article is related to
anatomical and physiological changes of B. zebrina under copper (Cu)
excess stress. For all studies, B. zebrina plants were previously in vitroestablished in MS medium. Plants were transferred to media at
concentrations of 0%, 50%, 100%, 150% or 200% of the original salt
concentration of MS medium. The media were prepared in two different
consistencies, stationary liquid and 6 g L-1 agar. For in vitro rooting studies,
the shoots grew in a medium supplemented with different sucrose
concentrations. Soluble carbohydrates contents were assessed after the
rooting. The in vitro multiplication of B. zebrina shoots is enhanced by using
200% of MS-salts concentration and liquid medium. The use of 15 g L-1
sucrose increased endogenous carbohydrate stocks and induced a good
formation of the root systems on in vitro shoots. From these results, a second
experiment was designed. B. zebrina side shoots were transferred to culture
media containing 0.0, 15.0, 30.0, 45.0 or 60.0 g L-1 sucrose. Two different
culture container sealing systems were tested: lids with a filter and a filter
covered with PVC. At 45 days in vitro growth, B. zebrina plants were
transplanted onto suitable soil mix and evaluated at 80 days growth in
greenhouse. At 45 days in vitro and 80 days of acclimatization in the
greenhouse, the biomass of plants was evaluated. Anatomical and
physiological analysis were also performed on plants grown in vitro. Limited
air exchange resulted in plantlets with anatomical and physiological
disorders at the end of the in vitro period. The highest growth rate in the
greenhouse was observed in plants previously propagated in unlimited gas
exchange system and sugar-free medium. An environmental approach was
proposed in the last study, in which copper was used. Anatomical and
growth analysis were measured. Plants did not show any visible disturb, like
necrosis on the leaves and all plants survived. Plants grown under 200 µM
Cu showed anatomical changes that can help tolerating this metal, like high
stomatal index and thicker cell wall in exodermis. Cu affected the leaf and
root anatomy as well as on growth. B. zebrina tolerates high amounts of Cu.
From the results it was possible to verify that microenvironmental conditions
can change the growth, physiology and anatomy of B. zebrina during in vitro
culture. In vitro technique showed a great potential on plant propagation of
B. zebrina as well as it also presented an important tool for studies on plant
physiology and anatomy.
Descrição
Área de concentração
Agência de desenvolvimento
Palavra chave
Marca
Objetivo
Procedência
Impacto da pesquisa
Resumen
ISBN
DOI
Citação
MARTINS, J. P. R. Anatomical and physiological responses of Billbergia zebrina
(Bromeliaceae) under different in vitro conditions. 2015. 136 p. Tese (Doutorado em Botânica Aplicada) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2015.