Adventitious shoots from nodule cluster cultures of Vriesea reitzii: an endemic and endangered bromeliad from atlantic forest

The Atlantic Forest is a biome with megadiversity and a number of bromeliads take part of it. This is the case of Vriesea reitzii, an endemic bromeliad threatened with extinction. Tissue culture techniques are valuable tools for the mass propagation of bromeliads, thus reducing pressure in the natural habitat. The aim of the present work was to establish an in vitro protocol based on the induction and proliferation of nodule cluster cultures of this species. Plantlets maintained in MS liquid culture medium plus NAA (2µM) and BAP (4µM) had the basal regions of leaves excised and then inoculated in gelled with agar (7g L-1) MS culture medium plus with Dicamba (2.5; 5; 10; 20 e 30µM) and Kin (2µM) or free of plant growth regulators. Nodule cluster cultures arose from the basal region of explants. The subculture to MS liquid medium plus GA3 (10µM) and in MS liquid medium free of plant growth regulators resulted in a high proliferation rate. The mean regenerative rate was 39 plantlets/0.03g of nodule culture. Plantlets were acclimatized in a mix substrate of 1:1 (v:v) of carbonized rice coat and Turfa Fertil® mineral supplement.

A floresta tropical atlântica é um bioma de alta diversidade, rico em espécies endêmicas de bromélias, entre elas Vriesea reitzii, que se encontra ameaçada de extinção. Técnicas de cultura de tecidos possibilitam a propagação massal de bromélias, reduzindo a pressão de coleta na natureza. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um protocolo regenerativo baseado na indução e no desenvolvimento de culturas nodulares desta espécie. Plantas multiplicadas em meio MS líquido com ANA (2µM) e BAP (4µM) tiveram suas folhas excisadas e inoculadas em meio MS geleificado com ágar (7g L-1) e suplementado com Dicamba (2,5; 5; 10; 20 e 30µM) e Kin (2µM) ou isento de fitorreguladores. A indução de culturas nodulares foi observada na região basal dos explantes. Estas culturas foram subcultivadas em meio de cultura MS líquido suplementado com GA3 (10µM) e subseqüentemente para meio MS líquido isento de fitorreguladores, resultando em altas taxas de proliferação de culturas nodulares que originaram brotos adventícios e microbrotos. A taxa média de regeneração foi de 39 brotos/0,03g de culturas nodulares. As mudas foram aclimatizadas com sucesso em substrato composto por fertilizante organomineral Turfa Fértil® e casca de arroz carbonizada na proporção de 1:1 (v:v).

Adventitious shoots from nodule cluster cultures of Vriesea reitzii: an endemic and endangered bromeliad from atlantic forest

The Atlantic Forest is a biome with megadiversity and a number of bromeliads take part of it. This is the case of Vriesea reitzii, an endemic bromeliad threatened with extinction. Tissue culture techniques are valuable tools for the mass propagation of bromeliads, thus reducing pressure in the natural habitat. The aim of the present work was to establish an in vitro protocol based on the induction and proliferation of nodule cluster cultures of this species. Plantlets maintained in MS liquid culture medium plus NAA (2µM) and BAP (4µM) had the basal regions of leaves excised and then inoculated in gelled with agar (7g L-1) MS culture medium plus with Dicamba (2.5; 5; 10; 20 e 30µM) and Kin (2µM) or free of plant growth regulators. Nodule cluster cultures arose from the basal region of explants. The subculture to MS liquid medium plus GA3 (10µM) and in MS liquid medium free of plant growth regulators resulted in a high proliferation rate. The mean regenerative rate was 39 plantlets/0.03g of nodule culture. Plantlets were acclimatized in a mix substrate of 1:1 (v:v) of carbonized rice coat and Turfa Fertil® mineral supplement.

A floresta tropical atlântica é um bioma de alta diversidade, rico em espécies endêmicas de bromélias, entre elas Vriesea reitzii, que se encontra ameaçada de extinção. Técnicas de cultura de tecidos possibilitam a propagação massal de bromélias, reduzindo a pressão de coleta na natureza. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um protocolo regenerativo baseado na indução e no desenvolvimento de culturas nodulares desta espécie. Plantas multiplicadas em meio MS líquido com ANA (2µM) e BAP (4µM) tiveram suas folhas excisadas e inoculadas em meio MS geleificado com ágar (7g L-1) e suplementado com Dicamba (2,5; 5; 10; 20 e 30µM) e Kin (2µM) ou isento de fitorreguladores. A indução de culturas nodulares foi observada na região basal dos explantes. Estas culturas foram subcultivadas em meio de cultura MS líquido suplementado com GA3 (10µM) e subseqüentemente para meio MS líquido isento de fitorreguladores, resultando em altas taxas de proliferação de culturas nodulares que originaram brotos adventícios e microbrotos. A taxa média de regeneração foi de 39 brotos/0,03g de culturas nodulares. As mudas foram aclimatizadas com sucesso em substrato composto por fertilizante organomineral Turfa Fértil® e casca de arroz carbonizada na proporção de 1:1 (v:v).

Adventitious shoots from nodule cluster cultures of Vriesea reitzii: an endemic and endangered bromeliad from atlantic forest

The Atlantic Forest is a biome with megadiversity and a number of bromeliads take part of it. This is the case of Vriesea reitzii, an endemic bromeliad threatened with extinction. Tissue culture techniques are valuable tools for the mass propagation of bromeliads, thus reducing pressure in the natural habitat. The aim of the present work was to establish an in vitro protocol based on the induction and proliferation of nodule cluster cultures of this species. Plantlets maintained in MS liquid culture medium plus NAA (2µM) and BAP (4µM) had the basal regions of leaves excised and then inoculated in gelled with agar (7g L-1) MS culture medium plus with Dicamba (2.5; 5; 10; 20 e 30µM) and Kin (2µM) or free of plant growth regulators. Nodule cluster cultures arose from the basal region of explants. The subculture to MS liquid medium plus GA3 (10µM) and in MS liquid medium free of plant growth regulators resulted in a high proliferation rate. The mean regenerative rate was 39 plantlets/0.03g of nodule culture. Plantlets were acclimatized in a mix substrate of 1:1 (v:v) of carbonized rice coat and Turfa Fertil® mineral supplement.

A floresta tropical atlântica é um bioma de alta diversidade, rico em espécies endêmicas de bromélias, entre elas Vriesea reitzii, que se encontra ameaçada de extinção. Técnicas de cultura de tecidos possibilitam a propagação massal de bromélias, reduzindo a pressão de coleta na natureza. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um protocolo regenerativo baseado na indução e no desenvolvimento de culturas nodulares desta espécie. Plantas multiplicadas em meio MS líquido com ANA (2µM) e BAP (4µM) tiveram suas folhas excisadas e inoculadas em meio MS geleificado com ágar (7g L-1) e suplementado com Dicamba (2,5; 5; 10; 20 e 30µM) e Kin (2µM) ou isento de fitorreguladores. A indução de culturas nodulares foi observada na região basal dos explantes. Estas culturas foram subcultivadas em meio de cultura MS líquido suplementado com GA3 (10µM) e subseqüentemente para meio MS líquido isento de fitorreguladores, resultando em altas taxas de proliferação de culturas nodulares que originaram brotos adventícios e microbrotos. A taxa média de regeneração foi de 39 brotos/0,03g de culturas nodulares. As mudas foram aclimatizadas com sucesso em substrato composto por fertilizante organomineral Turfa Fértil® e casca de arroz carbonizada na proporção de 1:1 (v:v).

Microshoots encapsulation and plant conversion of Musa sp. cv. 'Grand Naine'

Synthetic seed technologies are useful tools for the field delivery of in vitro derived plantlets. In the present study, different encapsulation procedures and their efficacy in the plantlet regeneration using microshoots of banana cv. 'Grand Naine' were evaluated. Two encapsulation systems were evaluated: i) single encapsulation in beads or droplet hardening method; and ii) double layer or hollow beads. The use of different compounds to enhance the capsule conservation and the conversion to plantlets was also evaluated. The conversion capacity was assessed in vitro on water-agar culture medium or in ex vitro conditions with Gerbox® boxes. The single encapsulation system showed 80% conversion. The capsules with MS saline formulation treated with 100mM KNO3 showed 76% conversion. Capsules with 1.5g L-1 activated charcoal, and 0.5g L-1 benomyl sucrose-free capsules showed 75% conversion. The encapsulated and non-encapsulated microshoots exhibited 100% germination in response to MS culture medium, and polyethylene glycol after 10 days of storage at 4°C. Sucrose-free capsules showed significantly higher germination (83.3%) than those sucrose-enriched capsules (56.7%). The ex vitro conversion of encapsulated microshoots was 20% in the Gerbox. These results indicate the feasibility using synthetic seeds in the large-scale micropropagation of banana cv. 'Grand Naine'.

As tecnologias de semente sintética são ferramentas promissoras para a micropropagação de plantas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um protocolo de encapsulamento e armazenamento de unidades encapsuláveis a partir de microbrotos de bananeira da cultivar 'Grand Naine'. Foram avaliados dois sistemas de encapsulamento: i) formação de cápsula pelo método de camada simples e ii) camada dupla. Foi avaliada também a adição de diferentes adjuvantes na matriz de alginato para promover a conservação da cápsula e favorecer a conversão em plantas. Para a conversão em planta foram avaliadas as condições in vitro sobre o meio de cultura composto de agar-água e as condições ex vitro em caixas Gerbox®. O melhor sistema de encapsulamento para os microbrotos da bananeira da cultivar 'Grand Naine' foi o de camada simples, com 80% de conversão. O emprego da formulação salina MS na forma de endosperma artificial e a descomplexação com 100mM KNO3 favoreceram a conversão de microbrotos (76%). A adição de carvão ativado (1,5g L-1) e de benomyl (0.5g L-1), na ausência de sacarose na matriz de alginato, resultou em 75% de conversão, além de reduzir a oxidação e a contaminação dos microbrotos. Microbrotos encapsulados e não-encapsulados revelaram 100% de germinação em resposta ao meio de cultura MS e PEG após 10 dias de estocagem a 4°C. Cápsulas sem a adição de sacarose resultaram em 83,3% de conversão, valor superior ao valor obtido com a adição de sacarose (56,7%). A conversão de microbrotos encapsulados foi de 20% nas condições ex vitro. Os resultados indicam a viabilidade de uso destas tecnologias para a micropropagação em larga escala da cultivar de banana 'Grand Naine'.

Microshoots encapsulation and plant conversion of Musa sp. cv. 'Grand Naine'

Synthetic seed technologies are useful tools for the field delivery of in vitro derived plantlets. In the present study, different encapsulation procedures and their efficacy in the plantlet regeneration using microshoots of banana cv. 'Grand Naine' were evaluated. Two encapsulation systems were evaluated: i) single encapsulation in beads or droplet hardening method; and ii) double layer or hollow beads. The use of different compounds to enhance the capsule conservation and the conversion to plantlets was also evaluated. The conversion capacity was assessed in vitro on water-agar culture medium or in ex vitro conditions with Gerbox® boxes. The single encapsulation system showed 80% conversion. The capsules with MS saline formulation treated with 100mM KNO3 showed 76% conversion. Capsules with 1.5g L-1 activated charcoal, and 0.5g L-1 benomyl sucrose-free capsules showed 75% conversion. The encapsulated and non-encapsulated microshoots exhibited 100% germination in response to MS culture medium, and polyethylene glycol after 10 days of storage at 4°C. Sucrose-free capsules showed significantly higher germination (83.3%) than those sucrose-enriched capsules (56.7%). The ex vitro conversion of encapsulated microshoots was 20% in the Gerbox. These results indicate the feasibility using synthetic seeds in the large-scale micropropagation of banana cv. 'Grand Naine'.

As tecnologias de semente sintética são ferramentas promissoras para a micropropagação de plantas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um protocolo de encapsulamento e armazenamento de unidades encapsuláveis a partir de microbrotos de bananeira da cultivar 'Grand Naine'. Foram avaliados dois sistemas de encapsulamento: i) formação de cápsula pelo método de camada simples e ii) camada dupla. Foi avaliada também a adição de diferentes adjuvantes na matriz de alginato para promover a conservação da cápsula e favorecer a conversão em plantas. Para a conversão em planta foram avaliadas as condições in vitro sobre o meio de cultura composto de agar-água e as condições ex vitro em caixas Gerbox®. O melhor sistema de encapsulamento para os microbrotos da bananeira da cultivar 'Grand Naine' foi o de camada simples, com 80% de conversão. O emprego da formulação salina MS na forma de endosperma artificial e a descomplexação com 100mM KNO3 favoreceram a conversão de microbrotos (76%). A adição de carvão ativado (1,5g L-1) e de benomyl (0.5g L-1), na ausência de sacarose na matriz de alginato, resultou em 75% de conversão, além de reduzir a oxidação e a contaminação dos microbrotos. Microbrotos encapsulados e não-encapsulados revelaram 100% de germinação em resposta ao meio de cultura MS e PEG após 10 dias de estocagem a 4°C. Cápsulas sem a adição de sacarose resultaram em 83,3% de conversão, valor superior ao valor obtido com a adição de sacarose (56,7%). A conversão de microbrotos encapsulados foi de 20% nas condições ex vitro. Os resultados indicam a viabilidade de uso destas tecnologias para a micropropagação em larga escala da cultivar de banana 'Grand Naine'.

Microshoots encapsulation and plant conversion of Musa sp. cv. 'Grand Naine'

Synthetic seed technologies are useful tools for the field delivery of in vitro derived plantlets. In the present study, different encapsulation procedures and their efficacy in the plantlet regeneration using microshoots of banana cv. 'Grand Naine' were evaluated. Two encapsulation systems were evaluated: i) single encapsulation in beads or droplet hardening method; and ii) double layer or hollow beads. The use of different compounds to enhance the capsule conservation and the conversion to plantlets was also evaluated. The conversion capacity was assessed in vitro on water-agar culture medium or in ex vitro conditions with Gerbox® boxes. The single encapsulation system showed 80% conversion. The capsules with MS saline formulation treated with 100mM KNO3 showed 76% conversion. Capsules with 1.5g L-1 activated charcoal, and 0.5g L-1 benomyl sucrose-free capsules showed 75% conversion. The encapsulated and non-encapsulated microshoots exhibited 100% germination in response to MS culture medium, and polyethylene glycol after 10 days of storage at 4°C. Sucrose-free capsules showed significantly higher germination (83.3%) than those sucrose-enriched capsules (56.7%). The ex vitro conversion of encapsulated microshoots was 20% in the Gerbox. These results indicate the feasibility using synthetic seeds in the large-scale micropropagation of banana cv. 'Grand Naine'.

As tecnologias de semente sintética são ferramentas promissoras para a micropropagação de plantas. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver um protocolo de encapsulamento e armazenamento de unidades encapsuláveis a partir de microbrotos de bananeira da cultivar 'Grand Naine'. Foram avaliados dois sistemas de encapsulamento: i) formação de cápsula pelo método de camada simples e ii) camada dupla. Foi avaliada também a adição de diferentes adjuvantes na matriz de alginato para promover a conservação da cápsula e favorecer a conversão em plantas. Para a conversão em planta foram avaliadas as condições in vitro sobre o meio de cultura composto de agar-água e as condições ex vitro em caixas Gerbox®. O melhor sistema de encapsulamento para os microbrotos da bananeira da cultivar 'Grand Naine' foi o de camada simples, com 80% de conversão. O emprego da formulação salina MS na forma de endosperma artificial e a descomplexação com 100mM KNO3 favoreceram a conversão de microbrotos (76%). A adição de carvão ativado (1,5g L-1) e de benomyl (0.5g L-1), na ausência de sacarose na matriz de alginato, resultou em 75% de conversão, além de reduzir a oxidação e a contaminação dos microbrotos. Microbrotos encapsulados e não-encapsulados revelaram 100% de germinação em resposta ao meio de cultura MS e PEG após 10 dias de estocagem a 4°C. Cápsulas sem a adição de sacarose resultaram em 83,3% de conversão, valor superior ao valor obtido com a adição de sacarose (56,7%). A conversão de microbrotos encapsulados foi de 20% nas condições ex vitro. Os resultados indicam a viabilidade de uso destas tecnologias para a micropropagação em larga escala da cultivar de banana 'Grand Naine'.

Protocolo de micropropagação da goiabeira serrana (Acca sellowiana (Berg) Burret)

The objective of this study was to establish a micropropagation protocol for Acca sellowiana (Berg) Burret. Nodal segments of in vitro cultivated plantlets of the genotypes 53B-7, 101, 529 and 152-12 x 458 were inoculated in test tubes containing 15ml of Woody Plant Medium-WPM solid medium supplemented with the cytokinins BAP, Kin, and 2-iP. For rooting purpose the microcuttings were submitted to different inductive periods of time with indolilbutiric acid-IBA (20 muM), then transferred to a basal solid medium free of growth regulators, or alternatively to ex vitro substrate in a phytotron. The three cytokinins did not improve the multiple shoot regeneration rates when compared with the control. The highest shoot height was observed in the WPM medium supplemented with Kin (5 muM). Nodal segments of the genotype 101, cultivated in WPM medium free of growth regulators showed higher regeneration rates than the other treatments. Six days pulses of IBA (20 muM) induced 68.9%, of microcutting rooting as well the highest values for root (5.6mm) and length number (1.3 roots). ex vitro rooting treatment of micropropagated microcuttings with IBA (100 muM) for 60min resulted in the highest values for plantlet height (45.3mm), secondary root number (11.3 roots), fresh (1069mg) and dry weight (282mg).of roots.

Visando ao desenvolvimento de um novo protocolo para a micropropagação da goiabeira serrana (Acca sellowiana (Berg) Burret) foram estabelecidos experimentos com segmentos nodais e microestacas. As citocininas 6-Benzilaminopurina (BAP), Cinetina (Kin) e 2-Isopenteniladenina (2-iP) foram adicionadas ao meio de cultura Woody Plant Midium-WPM, visando à proliferação de brotações múltiplas dos genótipos 53B-7, 101, 529 e 152-12 x 458. As microestacas obtidas in vitro foram submetidas a diferentes períodos de indução, em 20 miM de ácido indolbutírico (AIB) e, posteriormente, transferidas para meio de cultura isento desse fitorregulador para a indução de raízes ou, alternativamente, submetidas a diferentes concentrações e tempos de exposição em AIB e transferidas para substrato. As citocininas empregadas não promoveram aumento na taxa de proliferação de brotos em relação à testemunha. O meio de cultura basal WPM, adicionado de Kin (5 miM), proporcionou maior altura média dos brotos. Segmentos nodais do acesso 101 cultivados em meio de cultura WPM, isento de fitorreguladores, apresentaram maiores taxas médias de proliferação. Pulsos de seis dias com AIB (20 miM) induziram uma maior taxa de enraizamento (68,9%), um maior número médio de raízes (1,3 raízes) e raízes com maior comprimento médio (5,6miM). Microestacas enraizadas ex vitro, pela imersão em AIB (100 miM) por 60 minutos, resultaram em maior altura das plantas (45,3mm), número de raízes secundárias (11,3 raízes), massa fresca (1069mg) e seca das raízes (282mg).

Protocolo de micropropagação da goiabeira serrana (Acca sellowiana (Berg) Burret)

The objective of this study was to establish a micropropagation protocol for Acca sellowiana (Berg) Burret. Nodal segments of in vitro cultivated plantlets of the genotypes 53B-7, 101, 529 and 152-12 x 458 were inoculated in test tubes containing 15ml of Woody Plant Medium-WPM solid medium supplemented with the cytokinins BAP, Kin, and 2-iP. For rooting purpose the microcuttings were submitted to different inductive periods of time with indolilbutiric acid-IBA (20 muM), then transferred to a basal solid medium free of growth regulators, or alternatively to ex vitro substrate in a phytotron. The three cytokinins did not improve the multiple shoot regeneration rates when compared with the control. The highest shoot height was observed in the WPM medium supplemented with Kin (5 muM). Nodal segments of the genotype 101, cultivated in WPM medium free of growth regulators showed higher regeneration rates than the other treatments. Six days pulses of IBA (20 muM) induced 68.9%, of microcutting rooting as well the highest values for root (5.6mm) and length number (1.3 roots). ex vitro rooting treatment of micropropagated microcuttings with IBA (100 muM) for 60min resulted in the highest values for plantlet height (45.3mm), secondary root number (11.3 roots), fresh (1069mg) and dry weight (282mg).of roots.

Visando ao desenvolvimento de um novo protocolo para a micropropagação da goiabeira serrana (Acca sellowiana (Berg) Burret) foram estabelecidos experimentos com segmentos nodais e microestacas. As citocininas 6-Benzilaminopurina (BAP), Cinetina (Kin) e 2-Isopenteniladenina (2-iP) foram adicionadas ao meio de cultura Woody Plant Midium-WPM, visando à proliferação de brotações múltiplas dos genótipos 53B-7, 101, 529 e 152-12 x 458. As microestacas obtidas in vitro foram submetidas a diferentes períodos de indução, em 20 miM de ácido indolbutírico (AIB) e, posteriormente, transferidas para meio de cultura isento desse fitorregulador para a indução de raízes ou, alternativamente, submetidas a diferentes concentrações e tempos de exposição em AIB e transferidas para substrato. As citocininas empregadas não promoveram aumento na taxa de proliferação de brotos em relação à testemunha. O meio de cultura basal WPM, adicionado de Kin (5 miM), proporcionou maior altura média dos brotos. Segmentos nodais do acesso 101 cultivados em meio de cultura WPM, isento de fitorreguladores, apresentaram maiores taxas médias de proliferação. Pulsos de seis dias com AIB (20 miM) induziram uma maior taxa de enraizamento (68,9%), um maior número médio de raízes (1,3 raízes) e raízes com maior comprimento médio (5,6miM). Microestacas enraizadas ex vitro, pela imersão em AIB (100 miM) por 60 minutos, resultaram em maior altura das plantas (45,3mm), número de raízes secundárias (11,3 raízes), massa fresca (1069mg) e seca das raízes (282mg).