Efeito de Concentrações de Sacarose e de Meio de Cultura (8S

Efeito de Concentrações de Sacarose e de Meio de Cultura (8S) Sobre a Taxa de Crescimento da
Mandioca Variedade BGM 0043 (Riqueza) Conservadas In Vitro
Moacir Brito Oliveira1, Kamila Antunes Alves2, Mário Henrique Melo e Lima3, Leandro Fernandes Andrade4,
Antonio Izzo Neto5, Luciana Nogueira Londe6, Antônio da Silva Souza7
Resumo
A mandioca é uma cultura de importância para a alimentação humana e animal, havendo plantio da mesma em
praticamente todas as regiões do Brasil. A conservação do material genético desta espécie faz-se importante
visto a necessidade de manter fontes de variabilidade e de conservar novos indivíduos advindos de programas
de melhoramento. Com isso, objetivou-se avaliar o efeito de concentrações de sacarose e de meio de cultura 8S
na taxa de crescimento da mandioca Variedade BGM 0043. O experimento foi realizado em um esquema
fatorial 3x5 (três concentrações de meio de cultura 8S – 1/1, ½ e ¼ - e cinco níveis de sacarose – 0,0; 0,2; 0,4;
0,8; 1,6 g.L-1), avaliando-se a altura de plantas, o número de ápices vivos e mortos, número de folhas vivas e
mortas e número de gemas. Utilizou-se como material vegetal ápices de vitroplantas de mandioca cultivadas in
vitro. Os explantes foram estabelecidos em tubos de ensaio contendo 10 ml do meio. A plantas apresentaram um
incremento de altura quando aumentou-se a dose de sacarose, atingindo o ponto de máxima quando a
concentração foi de 1,04g.L-1 de sacarose. Os números de ápices vivos e mortos apresentaram a mesma
tendência com o incremento de sacarose no meio de cultura, demonstrando a influência do nível de sacarose no
metabolismo de plantas mantidas in vitro. As diferentes concentrações de meio de cultura 8S não influenciaram
significativamente os parâmetros avaliados.
Introdução
A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é atualmente uma das principais culturas de produção de
alimento no mundo. Constitui um dos principais alimentos energéticos para cerca de 500 milhões de pessoas,
sobretudo nos países em desenvolvimento, onde é cultivada em pequenas áreas com baixo nível tecnológico.
Mais de 80 países produzem mandioca, sendo que o Brasil participa com mais de 15% da produção mundial.
(CARDOSO & SOUZA, 1998). Apresenta fácil adaptação sendo cultivada no país inteiro, com isso, tem papel
sócio/econômico importante em diversas regiões.
A importância que a cultura apresenta, faz com que seja fonte de estudos de melhoramento que visam
avanços produtivos em sua espécie. Com isso, as coleções de germoplasma possuem papel fundamental na
conservação da espécie, assim como para programas de melhoramento.
A conservação de plantas in vitro se baseia no cultivo das coleções em laboratório, a partir da técnica
de cultura de tecidos (George, 1993). Os elevados custos de manutenção, os riscos de perda por intempéries,
pragas e enfermidades, tornam o banco de germoplasma in vitro um meio bastante atrativo (Withers 1991). Com
isso surgi à necessidade de modificações de concentrações do meio de cultura visando um padrão ideal de
desenvolvimento da planta na conservação do seu germoplasma. A diferenciação da concentração de sacarose
no meio de cultura influencia aspectos metabólicos da planta ligados diretamente ao seu crescimento.
Portanto esse trabalho teve como objetivo estudar o efeito de concentrações de sacarose e de meio de
cultura sobre a taxa de crescimento das plantas de mandioca variedade BGM 0043 (Riqueza) conservadas in
vitro.
11
Biólogo, mestrando em Produção Vegetal no Semiárido pela Universidade Estadual de Montes Claros (UNIMONTES),
Avenida Reinaldo Viana, 2630, C.P 91. Bico da Pedra, CEP: 39 440-000. E-mail: [email protected]; 2Graduanda
em Agronomia pela UNIMONTES, Avenida Reinaldo Viana, 2630, C.P 91. Bico da Pedra, CEP: 39 440-000. E-mail:
[email protected]; 3Engenheiro Agrônomo, mestrando em Zootecnia pela UNIMONTES, Avenida Reinaldo
Viana, 2630, C.P 91. Bico da Pedra, CEP: 39 440-000. E-mail: [email protected]; 4Engenheiro Agrônomo,
mestrando em Produção vegetal no Semiárido pela UNIMONTES, Avenida Reinaldo Viana, 2630, C.P 91. Bico da Pedra,
CEP: 39 440-000. E-mail: [email protected]; 5Graduando em Agronomia pela UNIMONTES, Avenida Reinaldo
Viana, 2630, C.P 91. Bico da Pedra, CEP: 39 440-000. E-mail: [email protected]; 6Bióloga D.Sc., pesquisadora da
Empresa de Pesquisa Agropecuária de Minas Gerais (EPAMIG), Laboratório de Biotecnologia – Nova Porteirinha-MG.
Email: [email protected]; Graduanda em Agronomia pela UNIMONTES, Avenida Reinaldo Viana, 2630,
C.P 91. Bico da Pedra, CEP: 39 440-000. E-mail: [email protected]; 7 Engenheiro Agrônomo D. Sc.,
pesquisador da Embrapa Mandioca e Fruticultura Tropical, Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais. E-mail:
[email protected]
Material e Métodos
Foram utilizados, como material vegetal, ápices de vitroplantas de Manihot esculenta Crantz, com 1,0
cm – 1,5 cm de tamanho, cultivadas in vitro no Laboratório de Cultura de Tecidos Vegetais da EMBRAPA
Mandioca e Fruticultura Tropical. A variedade usada foi a BGM 0555 (Izabel de Souza), cultivada,
respectivamente, nas seguintes regiões: semi-árido do Nordeste, cerrado de Minas Gerais, Recôncavo Baiano,
Trópico úmido e Sul.
O delineamento experimental foi inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 3x5, sendo três
composições de meios de cultura (1/1. ½ e ¼ do meio 8S) e cinco níveis de sacarose (0,0; 0,2; 0,4; 0,8; 1,6 g.L-1).
com dez repetições para cada tratamento. Os meios foram solidificados com Agar (8 g/L) e pH ajustado a 5,7.
Os explantes foram inoculados em tubos de ensaio de 25 mm x 150 mm contendo 10 ml dos diferentes
meios e concentrações de sacarose avaliados. As culturas foram incubadas sob fotoperíodo de 12 horas,
intensidade de luz 700 lux e temperatura de 22 ± 2 °C. Avaliou-se o experimento por um período de 14 dias,
quando avaliou-se a altura das plantas, o número de ápices vivos e mortos, além do número de folhas vivas e
mortas e do número de gemas.
Os resultados obtidos foram submetidos à análise de variância e teste F a 5% de probabilidade pelo
software estatístico Sisvar (FERREIRA, 2008). Quando as variáveis apresentaram diferenças significativas, os
níveis de sacarose foram estudados por regressão enquanto que as composições de meio foram estudados por
testes de Tukey a 5% de probabilidade.
Resultados e Discussão
Quando avaliou-se a altura de plantas de mandioca in vitro nas diferentes concentrações de sacarose,
observou-se um efeito quadrático, sendo que há aumento na altura média das plantas com o incremento de
sacarose até a concentração de 1,04 g.L-1 de sacarose, quando a altura de plantas atinge 15,17cm, havendo uma
ação antagônica em concentrações superiores a esta, como pode-se observar na figura 1. A sacarose, como fonte
de carboidratos, visa suprir as necessidades metabólicas dos explantes, participando da geração de energia ou
como fonte de esqueletos carbônicos para processos biossintéticos implicados na diferenciação celular e
crescimento (NAGAO, 1993). Por outro lado, o excesso de sacarose pode ser prejudicial, uma vez que inibe a
síntese de clorofila e, portanto, reduz a capacidade fotossintética das culturas, mesmo sendo essencial ao
crescimento (DERIEK et al., 1997).
As diversas composições testadas do meio de cultura não apresentaram diferença estatística significativa
(TABELA 1), apresentando uma média de 9,97cm de altura. O meio de cultura serve como fonte de sais
minerais (macro e micronutrientes), fonte de carbono, vitaminas, reguladores de crescimento e outros aditivos
(GUERRA & NODARI, 2006). Esse fato deve-se, provavelmente, ao suprimento de nutrientes e sais pelo meio,
uma vez que o nível destes não apresentaram desbalanço nutricional das plantas.
FIGURA 1. Efeito de níveis de sacarose na altura
de plantas de mandioca variedade BGM 0043
(Riqueza) (• = - 10,058x2 + 20,871x + 4,3419; R² =
0,8647).
TABELA 1. Efeito de diferentes composições de
meios de cultura para altura de planta(AP), número
de folhas vivas (NFV), número de folhas mortas
(NFM) e número de gemas (NG) explantes de
mandioca variedade BGM 0043 (Riqueza).
Variáveis
Meios
ns
AP
NFVns
NFMns
NGns
1
9,36
4,17
1,02
5,45
2
11,07
4,26
1,43
5,99
3
9,50
3,97
1,05
5,70
Os números de ápices vivos e mortos apresentaram um comportamento quadrático em relação aos níveis
de sacarose testados, sendo que o meio de cultura com ¼ de 8S não apresentou diferença significativa nos
parâmetros, com uma média de 1,10 ápices vivos e nenhum ápice morto, independente dos níveis de sacarose.
Com o incremento de sacarose, tem-se uma maior disponibilidade de fonte energética disponível para a planta
cultivada in vitro, de modo que a mesma consegue manter seus processos metabólicos ativos e equilibrados para
que ocorra maior multiplicação, inclusive favorecendo o crescimento da planta. Variações na concentração de
sacarose no meio de cultura afetam as condições osmóticas e o metabolismo da planta in vitro, influenciando no
crescimento e na diferenciação das culturas (FLORES et al., 1999). O efeito da concentração no número de
ápices é mais bem expressado quando se utiliza o meio 1/1, provavelmente pelo fato deste apresentar maior
concentração de macro e micronutrientes, vitaminas e hormônios, apresentando uma resposta mais imediata à
metabolização da sacarose (NAGAO et al., 1994).
Nas condições do presente experimento, o número de folhas vivas e mortas e o número de gemas não
foram influenciadas pelos níveis de sacarose testados, tampouco pelas diferentes concentrações dos meios.
FIGURA 2. Efeito de doses de sacarose no número
de ápices vivos de mandioca variedade BGM 0043
(Riqueza) em função dos meios 1(•= -3,1217x2 +
5,2314x + 1,2528; R² = 0,9651), meio 2 (• = 0,9649x2 + 1,5518x + 1,3857; R² = 0,2390) e meio
3 (• = 1,1044ns).
FIGURA 3. Efeito de doses de sacarose no número
de ápices mortos de mandioca variedade BGM
0043 (Riqueza) em função dos meios 1(• -1,3482x2
+ 2,1579x - 0,0246; R² = 0,7144), meio 2 (• = 0,7788x2 + 1,2448x - 0,0066; R² = 0,8716) e meio 3
(• = 0,00ns).
Agradecimento
Agradecimentos à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais – FAPEMIG,
pelo apoio financeiro a publicação deste trabalho.
Referências
Cardoso EMR, Souza JS (1998) Aspectos econômicos da cultura da mandioca. Conjuntura & Planejamento
50: 15-16
Derik J, Piqueras A, Debergh PC (1997) Sucrose uptake and metabolim in a double layer system for
micropropagation of Rosa multiflora. Plant cell, Tissue and Organ culture 47: 269-278.
Ferreira DF (2008) Sisvar: um programa para análises estatísticas e ensino de estatística. Revista Symposium
6: 36-41.
Flores R., Lessa AO, Peter’s JÁ, Fortes GRL (1999) Efeito da sacarose e do Benomyl na multiplicação in vitro
da macieira. Pesquisa Agropecuária Brasileira 34:12: 2363-2368.
George, E. F. Plant propagation by tissue culture. 2. ed. Exegetic: Edington, 1993, 547 p.
Guerra MP, Nodari RO (2006) Biotecnologia 1- Cultura de tecidos vegetais
Nagao EO (1993) Efeitos da sacarose, nitrogênio inorgânico e ácido indolbutírico na propagação in vitro
do porta-enxerto Poncirus trifoliata (L.) Raf. UFLA, Lavras, 56p.
Nagao EO, Pasqual M, Ramos JD (1994) Efeitos da sacarose e do nitrogênio inorgânico sobre a multiplicação
“in vitro” de brotações de porta-enxertos de citros. Bragantia 53:1: 25-31
Silva SO, Shepherd K, Dantas JLL, Souza AS and Carneiro MS (1997) Germoplasma. in: Alves EJ (org.) A
cultura da banana: aspectos técnicos, socioeconômicos e agroindustriais. Embrapa-CNPMF, Brasília, p. 6184.
Withers LA (1991) In vitro conservation. In: Hawkes JG (ed.) Genetic conservation of world crop plants. San
Diego: Academic, p. 31-42.