Embriões somáticos anômalos em Acca sellowiana (O. Berg) Burret (Myrtaceae)

Somatic embryogenesis represents a valuable tool for the studies on the basic aspects of plant embryo development. Today this process is used as a potencial technique for large-scale plant micropropagation although, so far, it has been applied to only a small number of species. However, when somatic embryos are malformed they are considered economically useless. In Acca sellowiana (O. Berg) Burret, an important fruit-producing crop, large amounts of anomalous somatic embryos (76.3%) were found just after 40 days of culture of explants in a 2,4-D containing medium. Among the anomalous forms found in the cotiledonary stage, 12.2% consisted of fused embryos, 40.4% displayed fused cotyledons, 13.0% presented supernumerary cotyledons, and 10.7% showed absence or poorly developed cotyledons, including those without the shoot apical meristem. Histological analyses indicated that the altered embryos were formed either directly from cotyledons, hypocotyl and radicle of the zygotic embryos used as explants, or indirectly from calli formed from these tissue parts. It is suggested that the formation of anomalous somatic embryos, as well as a low frequency of conversion into emblings reflect physiological and/or genetic disturbances triggered by the presence of 2,4-D in the medium. In vitro experimental alternative approaches are discussed in order to lessen the occurrence of malformed somatic embryos.A embriogênese somática representa uma ferramenta importante para estudos básicos do desenvolvimento das plantas. Atualmente este processo é utilizado como uma técnica com potencial para a micropropagação de plantas em grande escala, embora ainda com aplicação restrita a poucas espécies. Entretanto, quando são formados embriões somáticos anômalos a aplicação econômica é inviabilizada. Em Acca sellowiana (O. Berg) Burret, uma importante frutífera nativa, uma elevada quantidade de embriões somáticos com fenótipos alterados (76,3%) foi encontrada já no 40º dia de cultura na presença de 2,4-D. Entre esses, 12,2% consistiam de embriões fundidos, 40,4% apresentavam cotilédones concrescidos, 13% possuíam mais de dois cotilédones e 10,7% não tinham cotilédones ou eles eram pouco desenvolvidos, incluindo os embriões sem meristema apical caulinar. As análises histológicas mostraram que os embriões malformados originavam-se tanto diretamente dos cotilédones, hipocótilo e radícula dos embriões zigóticos utilizados como explantes, como indiretamente de calos formados a partir dessas estruturas. Sugere-se que a formação de embriões somáticos anômalos, bem como a baixa taxa de seu desenvolvimento em plântulas (" emblings" ), refletiria a ocorrência de distúrbios fisiológicos e/ou genéticos protagonizada pela presença de 2,4-D no meio de cultura. São indicadas algumas abordagens experimentais alternativas visando reduzir a ocorrência de embriões somáticos com malformações

ACLIMATIZAÇÃO E DESENVOLVIMENTO EM CAMPO DE GENGIBRE ADVINDOS DE MUDAS MICROPROPAGADAS E TIPO CONVENCIONAL

Ginger (Zingiber officinale R.), has been highly used for its therapeutic properties.  The limiting factor for this growing is the presence of diseases caused by fungi from the soil that is detected by micropropagation, producing high quality plantlets free from pathogenes. The objective was to evaluate the development of the micro propagated ginger plantlets after 30 days of acclimatation in three different substrates: T1- Sand + Plantmax® (1: 1); T2 – Carbonized rice shell + Plantmax® (1: 1), and T3 – Sand + Plantmax® + Carbonized rice shell (1: 1: 1), the development at field and to obtain informations about total soluble sugars levels in different stages of the plant. The substrates affected in similar ways form the development of the ginger in the acclimatation. The development in field of the micro propagated plantlets was different comparing with the conventional propagation. On the 30th day the plantlets that had rhizomes showed greater values in evaluated parameters: height, number of leaves and proliferations and those, Nevertheless, on the 60th day of cultivation the micro propagated plantlets displayed a greater number of proliferations, results that showed a significant statistical difference. In the evaluation of the amount of total soluble sugars, carried through in rhizomes of the plants proceeding from the conventional propagation, superior values were observed to those found in rhizomes of plants with origin in the micropropagation, 1621,29±15,32 e 164,91±2,4 mg Eq Glu g-1 MF, respectively, what explains the superior initial growth , to compare with micro propagated plantlets.Gengibre (Zingiber officinale R.) tem sido muito utilizado por suas propriedades terapêuticas. O fator limitante desta cultura está na presença de doenças causadas por fungos de solo que é saneada pela técnica de micropropagação, podendo produzir mudas de alta qualidade e livre de patógenos. O objetivo foi avaliar o desenvolvimento das mudas micropropagadas de gengibre após 30 dias de aclimatização em três substratos: T1-Areia+Plantmax® (1:1), T2-Casca de arroz carbonizada+Plantmax® (1:1), e T3-Areia+Plantmax®+Casca de arroz carbonizada (1:1:1), e seu desenvolvimento no  campo, assim como obter dados em relação ao teor de açúcares solúveis totais nas diferentes fases da planta. Os substratos afetaram de forma similar todos os parâmetros avaliados. O desempenho no campo das mudas micropropagadas in vitro em relação àquelas propagadas pelo método convencional foi diferente. Aos 30 dias, as mudas provenientes de rizomas apresentaram maiores valores nos parâmetros avaliados: altura, número de folhas e proliferações, porém aos 60 dias de cultivo as mudas obtidas pela micropropagação apresentaram maior número de proliferações, resultados que mostraram diferença estatística significativa.  Na avaliação da quantidade de açúcares solúveis totais, realizados nos rizomas das plantas provenientes da propagação convencional, observaram-se valores superiores àqueles encontrados nos rizomas de plantas com origem na micropropagação, 1621,29±15,32 e 164,91±2,4 mg Eq Glu g-1 MF, respectivamente, o que explica o fato de que obtiveram um crescimento inicial superior, quando comparadas com as mudas oriundas de micropropagação, o primeiro ano de cultivo

The role of γ -aminobutyric acid (Gaba) in somatic embryogenesis of Acca sellowiana Berg. (Myrtaceae)

The γ-aminobutyric acid (Gaba) is a non-protein amino acid found in prokaryotes and eukaryotes. Its role in plant development has not been fully established. This study reports a quantification of the levels of endogenous Gaba, as well as investigation of its role in different stages of somatic embryogenesis in Acca sellowiana Berg. (Myrtaceae). Zygotic embryos were used as explants and they were inoculated into the culture medium contained different concentrations of Gaba (0,2, 4, 6, 8 and 10 µM). The highest concentrations of endogenous Gaba were detected between the third and nine days after inoculation, reaching the value of 12.77 µmol.g-1FW. High frequency of somatic embryogenesis was observed in response to 10 µM Gaba. This treatment also resulted in a large number of normal embryos, and the lowest percentage of formation of fused somatic embryos, phenotypic characteristic of most deformed embryos in all treatments. Also, all treatments promoted the formation of the somatic embryos with positive characteristics of development resumption, which however did not originate the seedlings.O ácido γ-aminobutírico (Gaba) é um aminoácido não protéico encontrado em procariontes e eucariontes. Seu papel em plantas ainda não está bem estabelecido. No presente estudo procurou-se quantificar os teores endógenos de Gaba, bem como investigar seu papel nos diferentes estágios da embriogênese somática em Acca sellowiana Berg. (Myrtaceae). Foram empregados embriões zigóticos como explantes e os mesmos foram inoculados em meio de cultura contendo diferentes concentrações de Gaba: 0 (controle), 2, 4, 6, 8 e 10 µM. As maiores concentrações de gaba endógeno foram detectadas no período compreendido entre o 3º e o 9º dia após a inoculação, tendo alcançado, neste último dia, o valor de 12,77 µmol.g-1FW. Alta freqüência de embriogênese somática foi observada em resposta a 10 µM de Gaba. Este tratamento também resultou em grande número de embriões normais, bem como o menor percentual de formação de embriões cupuliformes, característica fenotípica da maioria dos embriões deformados em todos os tratamentos. Em todos os tratamentos ocorreram embriões somáticos que apresentaram características positivas quanto à retomada de desenvolvimento, mas que não resultaram na formação de plântulas.FAPES

Synthesis and accumulation of free amino acids during somatic and zygotic embryogenesis of Acca sellowiana (O. Berg.) Burret

Somatic embryogenesis (SE) is an analogous process to zygotic embryogenesis (ZE); both complex processes are influenced by a significant number of genetic and environmental factors. Amino acids are considered important regulators of morphogenesis in several plant species, therefore the aim of this study was to determine the role of amino acids in embryo ontogeny in Acca sellowiana. Endogenous levels of amino acids were quantified at different stages of development during both direct and indirect somatic embryogenesis (DSE and ISE) and during ZE. During ZE, there was an increase in total amino acids between 18 and 27 days after pollination. During ISE and DSE, the highest contents were detected from 3 to 15 days after inoculation, coinciding with the induction of somatic embryos. In ZE, glutamine and asparagine appeared to be fundamental to the process of induction of zygotic embryos. On the other hand, the induction of somatic embryos that appeared require glutamine, gamma-aminobutyric acid (GABA) and glutamic acid. The results suggest the involvement of amino acids in the ontogenesis of zygotic and somatic embryogenesis directly and indirectly in A. sellowiana, indicating requirements for specific amino acids for each event of development.Keywords: Acca sellowiana, somatic embryogenesis, zygotic embryogenesis, glutamine, asparagine, amino acidsAfrican Journal of Biotechnology Vol. 12(22), pp. 3455-346

ESTADO FÍSICO DO MEIO DE CULTURA NA PROPAGAÇÃO IN VITRO DE BROMELIACEAE

The objective of this study was to evaluate the effect of the physical state of the culture medium on the behavior in vitro of the bromeliaceas Neoregelia cruenta, Tillandsia stricta, Vriesea gigantea, V. guttata e V. incurvata. Micropropagated shoots had been cultivated in culture  medium MS, with 30 g sucrose, 2,5 mg dm-3 BAP, and 0,5 mg dm-3 ANA, establishing the treatments: T1- half-solid with 7 g agar; T2- static liquid; T3- liquid under-agitation of 90 rpm; and T4- static liquid with bridge of paper filter. After 30 days, the use of static way of liquid culture presented better results in relation of proliferative average rate in all the species (9.4 shoots in N. cruenta, 5.6 in T. stricta, 11.5 in V. gigantea, 9.2 in V. guttata and 3.9 in V. incurvata). In relation the average height of the shoots, was distinguished for N. cruenta the liquid under-agitation (2.83 cm), T. stricta and V. incurvata the semisolid (1.76 cm and 2.02 cm, respectively) and V. gigantea and V. guttata the static liquid (0.61 cm and 1.48 cm, respectively). The use of medium MS static liquid was more suitable for in vitro culture of bromeliads species studied.O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do estado físico do meio de cultura sobre o comportamento in vitro de Neoregelia cruenta, Tillandsia stricta, Vriesea gigantea, V. guttata e V. incurvata. Brotos micropropagados foram cultivados em meio de cultura MS, com 30 g de sacarose, 2,5 mg dm-3 BAP, e 0,5 mg dm-3 ANA estabelecendo os seguintes tratamentos: T1-semi-sólido com 7 g de ágar; T2- líquido estático; T3- líquido sob-agitação a 90 rpm; e T4- líquido estático com ponte de papel filtro. Após 30 dias de cultivo, a utilização do meio de cultura líquido estático apresentou melhores resultados em relação à taxa média proliferativa em todas as espécies (9,4 brotos explante-1 em N.cruenta, 5,6 em T. stricta, 11,5 em V. gigantea, 9,2 em V. guttata e 3,9 em V. incurvata). Em relação à altura média dos brotos, destacou-se para N. cruenta o meio líquido sob agitação (2,83 cm), para T. stricta e V. incurvata o semi-sólido (1,76 cm e 2,02 cm, respectivamente) e para V. gigantea e V. guttata o líquido estático (0,61 cm e 1,48 cm, respectivamente). A utilização de meio de cultura MS líquido estático mostrou-se como sendo o mais adequado para o cultivo in vitro das espécies de bromélias estudadas