In vitro multiplication of wild Manihot species with different naphthaleneacetic acid and benzylaminopurine concentrations

In vitro multiplication is an important tissue culture technique that is capable of efficiently producing seedlings at any scale. It is a propagation method based on the aseptic culture of small propagules in a suitable culture medium to enable plant regeneration. Multiplication experiments conducted in vitro to set protocols adapted to wild Manihot species have used modified mineral salts and MS vitamins as basic culture medium. Here, 25 treatments based on combinations of the regulators benzylaminopurine (BAP) and naphthaleneacetic acid (NAA) at 0, 0.025, 0.05, 0.075, and 0.1 mg L-1 were used for in vitro multiplication of three genotypes of wild Manihot species (M. violaceae Pohl Müll. Arg., M. pseudoglaziovii Pax & Hoff., and M. flabellifolia Pohl). Plant height and the number of 1 cm minicuttings, number of roots, shoots, green leaves and senescent leaves were recorded 120 days after explant inoculation. M. violaceae Pohl. Müll. Arg. and M. flabellifolia Pohl. presented favorable results with 0.05 and 0.025 mg L-1 NAA, respectively. Culture medium lacking NAA and BAP favored the in vitro growth of M. pseudoglaziovii Pax & Hoff.

Vernonia condensata Baker: an alternative for large-scale seedling production / Uma alternativa para a produção de mudas de Vernonia condensata Baker em larga escala

ABSTRACT: The increasing use of Vernonia condensata Baker highlights the importance of developing strategies to reduce the impact of exploitation on nature reserves. The aim of this study was to establish a micropropagation protocol to produce homogenous plants with high phytosanitary quality. Apical, nodal, and internodal segments of plants grown in the field were used for in vitro growth. The segments were disinfected in sodium hypochlorite solution (1.0 and 2.0%) for 15 and 30 minutes and then transferred to Petri dishes containing MS culture medium for 30 days. A completely randomized factorial experiment (3 x 2 x 2) with five replicates was designed. After this period, a completely randomized in vitro multiplication experiment was carried out with six treatments (BAP - 0.0; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 2.5 mg L-1) and six replicates. The shoots obtained in the best treatment were transferred to flasks with rooting medium (MS, MS/2 or MS/4). The experiment was completely randomized with 12 replicates. Microplants were acclimatized in polyethylene terephthalate (PET) bottles filled with autoclaved topsoil. Our results showed that 40.0% of the nodal segments (immersed in 1.0% sodium hypochlorite for 30 minutes) were adequately disinfected and survived. In the in vitro multiplication experiment, the 0.5 mg L-1 concentration of BAP yielded the highest number of shoots and the best vegetative growth. With regard to the assessed characteristics, MS/4 was the best rooting medium, with 100% survival during acclimatization. This study showed that V. condensata in vitro culture might produce 32,000 seedlings in 7 months.

RESUMO: A crescente utilização de Vernonia condensata Baker evidencia a importância de desenvolver estratégias que reduzam o extrativismo nos ambientes naturais. O estudo objetivou estabelecer protocolo de micropropagação produzindo plantas homogêneas e de alta qualidade fitossanitária. Foram utilizados, na etapa de estabelecimento in vitro, segmentos apicais, intermodais e nodais de plantas cultivadas no campo. Desinfestados em solução de hipoclorito de sódio (1,0 e 2,0%) no tempo de 15 e 30 minutos e em seguida introduzidos em placa de Petri, com meio de cultura MS, durante 30 dias. Foi utilizado o delineamento inteiramente casualizado no esquema fatorial (3 x 2 x 2), com cinco repetições. Após este período, foi montado o experimento de multiplicação in vitro, em delineamento inteiramente casualizado com seis tratamentos (BAP - 0,0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 mg L-1) e seis repetições. As brotações obtidas no melhor tratamento foram transferidas para frascos com meio de cultura de enraizamento (MS, MS/2 e MS/4). Esse experimento foi conduzido no delineamento inteiramente casualizado, com 12 repetições. A aclimatização foi realizada introduzindo as microplantas em garrafas do tipo PET contendo terra vegetal autoclavada. Os resultados mostraram que 40,0% dos segmentos nodais (imersos em 1,0% de hipoclorito de sódio, durante 30 minutos) foram desinfestados e sobreviveram. No experimento de multiplicação in vitro obteve-se a melhor resposta no número de brotos e no desenvolvimento vegetativo, na concentração de 0,5 mg L-1 de BAP. O meio de cultura de enraizamento que possibilitou a melhor resposta, nas características avaliadas, foi o MS/4. Durante a aclimatização obteve-se 100% de plantas sobreviventes, oriundas do meio MS/4. A realização desse trabalho permite estimar a obtenção de 32.000 mudas de V. condensata, após sete meses de cultivo in vitro.

Agronomic performance of cassava genotypes from the in vitro shoot tip culture submitted to clonal cleaning / Desempenho agronômico de genótipos de mandioca provenientes do cultivo in vitro de ápices caulinares submetidos à limpeza clonal

This study aimed to evaluate the agronomic performance of cassava genotypes from the in vitro shoot tip culture to eliminate the cassava frogskin disease for several root and aerial part characteristics. Cassava plants from accessions BGM0315, BGM0464 and BGM0841 infected with cassava frogskin disease were grown in a greenhouse after clonal cleaning. Cuttings from the three accessions were subjected to tetracycline concentrations (0, 5, 10 and 15 mg L-1) for three minutes, and then maintained in an acclimatized chamber (35 ± 1 °C and 16 hour photoperiod). Shoots were disinfected for excising shoot tips (0.2 mm and 0.4 mm) and inoculated in a culture medium containing the same concentrations of tetracycline used in the cuttings. After 60 days of cultivation, the explants were transferred to medium without antibiotic, 30 days later they were acclimatized for a period of 70 days for subsequent planting in the field. Seven months after planting, agronomical evaluation was held for root and aerial part characteristics. No influence of isolated shoot tip size was noticed on agronomic characteristics, while the addition of tetracycline in the culture medium, specifically at the concentrations of 5 mg L-1 and 15 mg L-1, was favorable to the development of the root system of plants in the field. The results revealed that the agronomic performance of cassava plants derived from in vitro cultivation are higher for the production of basic propagation material for the following production cycles, as well as root production for commercial use with subsequent generation of income.

Este trabalho teve por objetivo avaliar o desempenho agronômico de genótipos de mandioca provenientes do cultivo in vitro de ápices caulinares para eliminação da doença couro de sapo (Cassava frogskin disease, CFSD), em relação a diversas características de raiz e da parte aérea. Para isso, foram utilizadas plantas de mandioca dos acessos BGM0315, BGM0464 e BGM0841 cultivadas em casa de vegetação após a limpeza clonal. Inicialmente, foram utilizadas manivas de plantas adultas infectadas com couro de sapo. Essas manivas foram submetidas a concentrações de tetraciclina (0, 5, 10 e 15 mg L-1) por 3 minutos. Posteriormente, foram mantidas em câmara climatizada (35 ± 1°C e fotoperíodo de 16 horas). Brotos foram desinfestados para excisão de ápices caulinares (0,2 mm e 0,4 mm) e inoculados em meio de cultura contendo as mesmas concentrações de tetraciclina empregadas nas manivas. Aos 60 dias de cultivo, os explantes foram transferidos para meio sem antibiótico, 30 dias após foram aclimatizadas por um período de 70 dias para posterior plantio em campo. Aos sete meses após o plantio realizou-se a avaliação agronômica para características de raiz e parte aérea. Não houve influência do tamanho do ápice caulinar isoladamente nas características agronômicas avaliadas, enquanto que a adição de tetraciclina no meio de cultura, especificamente nas concentrações de 5 e 15 mg L-1, foi favorável ao desenvolvimento do sistema radicular das plantas no campo. Os resultados evidenciaram que o desempenho agronômico de plantas de mandioca provenientes do cultivo in vitro são elevados para produção de material propagativo básico para os ciclos seguintes de produção, bem como para produção de raízes para uso comercial com consequente geração de renda.