Sugarcane micropropagation using light emitting diodes and adjustment in growth-medium sucrose concentration

ABSTRACT

The aim of this research was to evaluate the use of light emitting diodes (LEDs) instead of white fluorescent lamps as light source and adequate growth-medium sucrose concentration for sugarcane micropropagation (Saccharum officinarum L.). Sugarcane (RB 872552 variety) bud explants were evaluated during the multiplication and rooting phases under controlled growth-room conditions. Different light sources (blue, red and green LEDs; Growlux and white fluorescent lamps) and different medium sucrose concentrations (0; 15; 30 and 45g L-1) were used, maintaining constant light intensity (20µmol m-2 s-1), photoperiod (16h) and temperature (25+2°C). The experiment was a completely randomized design, and treatments were arranged in a 5x4 factorial (five light sources and four medium sucrose concentrations) with six replications. Sugarcane bud growth was satisfactory under the three LED types studied. The presence of sucrose in growth media was essential for bud multiplication and rooting. Nevertheless, each light source requires the respective medium sucrose concentration adjustment for best results. Red LEDs provided a significantly high multiplication rate (although not the highest) with 8.5 buds per sub-culture and 34.9g L-1 of sucrose; also, the highest bud length (33.3mm) and the best plantlet acclimatization. Therefore, LED sources can advantageously substitute fluorescent lamps in laboratories of sugarcane micropropagation.

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de diodos emissores de luz (LEDs) em substituição a lâmpadas fluorescentes brancas e adequar a concentração de sacarose na micropropagação de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.). Brotações da variedade RB 872552 foram avaliadas nas fases de multiplicação e enraizamento, utilizando as fontes de luz LEDs azuis, LEDs vermelhos, LEDs verdes, lâmpadas Growlux e lâmpadas fluorescentes brancas, e as concentrações de sacarose de 0, 15, 30 e 45g L-1, fixando-se a intensidade luminosa em 20µmol m-2 s-1. Os tratamentos foram dispostos em delineamento inteiramente ao acaso, em fatorial 5x4 (fontes de luz x concentrações de sacarose). O desenvolvimento das brotações foi satisfatório sob os três tipos de LEDs estudados. A presença de sacarose no meio de cultivo foi indispensável para multiplicação e enraizamento das brotações, sendo necessário ajuste da concentração para cada fonte de luz. Os LEDs vermelhos não proporcionaram a maior taxa de multiplicação, porém esta foi bastante alta (8,5 brotos por subcultivo, com adição de 34,9g L-1 de sacarose), com maior comprimento dos brotos (33,3mm) e maior eficiência de aclimatização das plantas. Concluiu-se que os LEDs podem ser utilizados como substitutos das lâmpadas fluorescentes em laboratórios de micropropagação de cana-de-açúcar.