Substrate composition and indolebutyric acid on the propagation of Eplingiella fruticosa from cuttings / Composição de substrato e ácido indolbutírico na estaquia de "alecrim de vaqueiro"

ABSTRACT: Eplingiella fruticosa (Salzm. ex Benth.) Harley & J.F.B. Pastore, also known as “alecrim de vaqueiro” or “cowboy rosemary”, is a woody, perennial, and aromatic shrub that growsin the states of northeast Brazil, with the exception of Alagoas, Maranhão, and Piauí. The plant is widely used in this region and has analgesic, vasodilator, anti-inflammatory, and larvicidal properties.The objective of this study was to evaluate the effect of different substrates and indolebutyric acid (IBA) on cuttings of E. fruticosa for identifying effective practices for the vegetative propagation of this species. Apical cuttings with a standardized length of 10cm and two pairs of leaves were harvested from mother plants in the vegetative stage. Two experiments were conducted: the first experiment tested the effect of three substrates (commercial, commercial + vermiculite, and commercial + vermiculite + humus) and the second experiment evaluated five concentrations of IBA (0.0, 1.0, 2.0, 3.0, and 4.0gL−1) and three growth periods (30, 45, and 60 days). The experimental design was randomized blocks with four replications. The analyzed variables were survival of cuttings, number of rooted cuttings, root length per cutting (RLC), number of buds per cutting (NBC), leaf dry mass (LDM), root dry mass (RDM), and total dry mass (TDM). In thefirst experiment,there were significant differences in RLC, NBC, LDM,RDM, and TDM, with a better growth using the commercial substrate. In the second experiment, there was no interaction between the evaluated parameters. However, there was a positive associated effect of IBA addition and the growth period on RLC, NBC, LDM, and RDM. The highest predicted value was attained for a concentration of 1.5g L−1IBA and a growth period of 60 days, for the above-mentioned variables.

RESUMO: O “alecrim de vaqueiro” é um arbusto lenhoso, aromático e perene, que ocorre nos estados do nordeste brasileiro, à exceção de Alagoas, Maranhão e Piauí. Muito utilizada na região, apresenta propriedades analgésica, vasodilatadora, anti-inflamatória e larvicida. Esse estudo teve como objetivo avaliar a influência de diferentes substratos e do ácido indolbutírico (AIB) sobre a estaquia de “alecrim de vaqueiro” (Eplingiella fruticosa (Salzm. ex Benth.) Harley & J.F.B.Pastore), visando identificar praticas mais eficazes para sua propagação. Estacas apicais foram colhidas de plantas matrizes, em estágio vegetativo, e padronizadas em 10cm, com dois pares de folhas. Foram conduzidos dois experimentos: o primeiro testou o efeito de três substratos (comercial, comercial + vermiculita e comercial + vermiculita + húmus) e o segundo avaliou cinco concentrações de AIB (0; 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0g L-1) e três períodos de cultivo (30, 45 e 60 dias). O delineamento foi em blocos casualizados, com quatro repetições. Avaliou-se percentagem de sobrevivência das estacas (%S), percentagem de estacas enraizadas (%EE), comprimento da raiz por estaca (CRE), número de brotações por estaca (NBE), massa seca de folhas (MSF), massa seca de raiz (MSR) e massa seca total (MST). No primeiro experimento foram verificadas diferenças significativas para CRE, NBE, MSF, MSR e MST, com melhor desempenho para o substrato comercial. No segundo, não houve interação entre os fatores avaliados, contudo, foram identificados efeitos positivos tanto da adição de AIB, quanto dos tempos de cultivo sobre as variáveis CRE, NBE, MSF e MSR, atingindo incremento máximo com a concentração estimada de 1,5g L-1, aos 60 dias de cultivo.

Growth and volatile compounds of Martianthus leucocephalus exposed to heavy metal stress / Crescimento e teor de compostos voláteis de Martianthus leucocephalus submetida ao estresse por metais

ABSTRACT: Martianthus leucocephalus is found in the semi-arid Northeast of Brazil and has high pharmacological potential due to the production of volatile compounds. This study aimed to evaluate the Cd (15, 30, 45 and 60µmol L-1), Cu (30, 60, 90 and 120µmol L-1) and Zn (150, 300, 450 and 600µmol L-1) levels on the growth of this species and its volatile compounds production. Apical cuttings were placed in plastic trays containing 6.0L nutrient solution, and after rooting, they were submitted to Cd, Cu and Zn treatments for 15 days. All the metals evaluated reduced the succulence and growth of all parts of M. leucocephalus . This effect was accompanied by the increase of Cd, Cu and Zn concentrations in all plant tissues. Volatile compounds content produced by M. leucocephalus was increased only by Zn (86%).

RESUMO: Martianthus leucocephalus é encontrada no semiárido nordestino e possui potencial farmacológico atribuído à produção de compostos voláteis. Este trabalho objetivou avaliar o efeito de doses de Cd (15, 30, 45 and 60µmol L-1), Cu (30, 60, 90 and 120µmol L-1) e Zn (150, 300, 450 and 600µmol L-1) no crescimento dessa espécie e na produção de compostos voláteis. Estacas apicais foram transferidas para bandejas plásticas contendo 6,0L de solução nutritiva e, após o enraizamento, foram submetidas aos tratamentos de Cd, Cu e Zn, durante 15 dias. Todos os metais avaliados reduziram a suculência e o crescimento de todas as partes de M. leucocephalus . Este efeito foi acompanhado pelo incremento das concentrações de Cd, Cu e Zn em todos os tecidos das plantas. Também foi observado que o teor de compostos voláteis, produzido por M. leucocephalus, foi aumentado apenas pelo Zn (86%).

Growth and essential oil production by Martianthus leucocephalus grown under the edaphoclimatic conditions of Feira de Santana, Bahia, Brazil / Crescimento e produção de óleo essencial de Martianthus leucocephalus cultivada nas condições edafoclimáticas de Feira de Santana, Bahia, Brasil

ABSTRACT: The semiarid region of Brazil holds a great richness of medicinal and aromatic plants with considerable potential for pharmaceutical, food, cosmetic and biopesticide industries. Martianthus leucocephalus (Mart. Ex Benth.) J. F. B. Pastore is endemic to this region, and its essential oils contain a principle compound, isobornyl formate, which demonstrates antimicrobial activity against Bacilus cereus, Staphylococcus aureus and Candida albicans. In spite of its significant pharmacological potential, little is known about its growth. In light of the influence of seasonality on plant growth, development, and secondary metabolism, the present study evaluated the growth and essential oil content of M. leucocephalus grown and harvested during different months of the year in the edaphoclimatic conditions of Feira de Santana, Bahia State, Brazil. The experimental design was entirely randomized, with twelve harvesting periods and five replicates. The study acquired monthly data of mean temperatures, relative humidity, rainfall, irradiance, and photoperiod from the National Institute of Meteorology (INMET) and quantified the fresh and dry weights of leaves, flowers and branches, as well as leaf area, and essential oil content. The data were submitted to Spearman correlation analysis and the means were compared using the Scott-Knott test. Total leaf masses and oil contents were higher during periods with longer photoperiods and higher solar irradiance. Rainfall and relative humidity reduced plant growth and essential oil content. Higher total mean dry masses were recorded from September to January (except October), while oil content was higher in March.

RESUMO: O semiárido brasileiro apresenta grande riqueza de espécies medicinais e aromáticas, com intenso uso na indústria farmacêutica, alimentícia, de cosméticos e de biopesticidas. A espécie Martianthus leucocephalus (Mart. ex Benth.) J. F. B. Pastore é endêmica dessa região. Seu óleo essencial apresenta como composto majoritário o formiato de isobornila, com atividade antimicrobiana frente à Bacilus cereus, Staphylococcus aureus e Candida albicans. Devido à grande influência da sazonalidade sobre o crescimento e produção vegetal, sobretudo quando envolve o metabolismo secundário de plantas, o objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e a produção de óleo essencial de M. leucocephalus cultivada e colhida em diferentes meses do ano, nas condições edafoclimáticas de Feira de Santana, BA. O experimento foi conduzido em delineamento inteiramente casualizado (DIC), com doze tratamentos, constituídos dos diferentes meses de colheita, com cinco repetições. Mensalmente, foram obtidos os valores médios de temperatura, umidade relativa do ar, precipitação pluviométrica, irradiância e fotoperíodo, através do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), quantificando-se também a massa fresca e seca das folhas, flores e caule, a área foliar e o teor de óleo essencial das plantas. Os dados foram submetidos à análise de correlação de Spearman e as médias foram comparadas pelo teste de Scott-Knott. A massa seca total e o teor de óleo aumentaram em função da irradiância e reduziram em função da precipitação pluviométrica e umidade relativa do ar. As maiores médias de massa seca total foram encontradas durante os meses de setembro a janeiro, exceto outubro, e de teor de óleo no mês de março.

Effect of different culture tube caps and concentrations of activated charcoal and sucrose on in vitro growth and budding induction of Annona glabra L. / Efeito do tipo de selamento do recipiente de cultura, diferentes concentrações de carvão ativado e sacarose na indução e crescimento de brotações in vitro de Annona glabra L.

The present work evaluated the effects of different types of culture flask seals and varying concentrations of sucrose and activated charcoal on the in vitro induction and growth of buds of Annona glabra L.; an edible fruit-producing species popularly known as "araticum". Nodal segments obtained from A. glabra plants maintained in green houses were surface sterilized and inoculated into a WPM culture medium solidified with 7 g L-1 of agar and supplemented with sucrose (0.00; 29.21; 58.63 and 116.84 mM), activated charcoal (0.0 and 2.0 g L-1), and 250 mg L-1 benomyl. In addition to the varying concentrations of sucrose and activated charcoal, we evaluated the efficiency of two types of test tube seals: PVC film, and cotton plugs. All possible combinations of caps and nutrient media were tested with 4 repetitions with 5 tubes each, evaluating the number of buds, the percentage of explant responses, the number of expanded leaves per bud, the length of the largest leaves, leaf abscission, and the length and dry weight of the buds. The type of seal influenced organogenesis in nodal segments of A. glabra, and no bud induction was observed in the absence of sucrose. The largest number of expanded leaves were obtained when 58.42 mM of sucrose was used in tubes sealed with cotton plugs, and leaf abscission was halved in the presence of activated charcoal. The greatest bud length and dry weight were obtained in tubes sealed with cotton plugs and in the presence of activated charcoal.

Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito do tipo de selamento do recipiente de cultura e diferentes concentrações de sacarose e carvão ativado na indução e crescimento de brotações in vitro de Annona glabra L.; espécie frutífera conhecida popularmente como araticum. Segmentos nodais obtidos de plantas de A. glabra mantidas em casa de vegetação, após o processo de assepsia, foram inoculados em meio de cultura WPM com 7 g L-1 de agar e sacarose (0,00; 29,21; 58,63 e 116,84 mM) combinado com carvão ativado (0,0 e 2,0 g L-1) e 250 mg L-1 de benomil. Avaliaram-se dois tipos de selamento nos tubos de ensaio: tampa com película de PVC e tampão de algodão. O experimento foi instalado em DIC em arranjo fatorial 4x2x2, com 4 repetições/5 tubos por parcela. Avaliou-se o número brotações, a porcentagem de explantes responsivos, o número de folhas expandidas por brotação, o comprimento da maior folha, a abscisão foliar, o comprimento e a matéria seca das brotações. O tipo de selamento influenciou a organogênese em segmentos nodais de A. glabra. Contudo, não houve indução de brotações na ausência de sacarose. O maior número de folhas expandidas foi obtido quando utilizou-se 58,42 mM de sacarose em tubos selados com tampão de algodão e a abscisão foliar foi reduzida à metade na presença do carvão ativado. Maiores comprimentos e maiores pesos da matéria seca das brotações foram obtidos em tubos selados com tampão de algodão, também na presença de carvão ativado.

Effect of different carbon sources on the in vitro multiplication of Annona sp. / Efeito da fonte de carbono na multiplicação in vitro de Annona sp.

The Annonaceae family comprises approximately 2.300 species, some with significant commercial value. Although commercial plantations have suffered due to problems related to seedling production. As micropropagation is a viable technique for seedling production, the present work evaluated the effects of different carbon sources on in vitro bud induction in five Annonaceae species. Nodal segments obtained from plants of the Annona glabra, A. cauliflora, A. coriacea, A. bahiensis and Rollinia silvatica species were inoculated into solid WPM culture medium with 8.87 μM BAP, 0.86 mM of benomyl, and 87.64 mM of the following carbon sources: glucose, sucrose, fructose, galactose, sorbitol and maltose. We evaluated the buds number, the length and weight of the largest bud, the number of expanded leaves per bud, the length of the largest leaf and the dry matter of the buds. No significant difference was observed among the different carbon sources used in terms of the number of produced buds; however, the length of the largest bud, the number of expanded leaves, the length of the largest leaf, and dry weight of the buds presented significant difference according to the studied speciesas well as the carbon sources used, with the lowest value being obtained with sorbitol. The results obtained here indicated that, except for sorbitol, any of the carbohydrates tested could be used in the in vitro multiplication protocols for A. bahiensis, A. cauliflora, A. coriacea, A. glabra and R. silvatica.

A família Annonaceae compreende, aproximadamente, mais de 2.300 espécies, algumas com ampla aceitação no mercado nacional. No entanto, o plantio comercial tem sido prejudicado, em razão das questões relacionadas à produção de mudas. Considerando que a micropropagação é uma técnica viável nesse contexto, conduziu-se este trabalho, com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes fontes de carbono na indução de brotações in vitro em cinco espécies de anonáceas. Segmentos nodais obtidos de plantas de Annona glabra, A. cauliflora, A. coriacea, A. bahiensis e Rollinia silvatica, foram inoculados em meio à cultura WPM sólido + 8,87 μM de BAP, 0,86 mM de benomil e 87,64 mM das seguintes fontes de carbono: glucose, sucrose, fructose, galactose, sorbitol e maltose. Avaliou-se o número de brotações, o comprimento e o peso da maior brotação, o número de folhas expandidas por brotação, o comprimento da maior folha e a matéria seca das brotações. Não houve diferença significativa entre as fontes de carbono para o número de brotações. Mas, para as variáveis comprimento das brotações, número de folhas expandidas, comprimento da maior folha e matéria seca das brotações, tanto as espécies estudadas como as fontes de carbono influenciaram significativamente as respostas, e os menores valores foram obtidos na presença de sorbitol. Os resultados obtidos indicam que, exceto o sorbitol, qualquer carboidrato pode ser utilizado em protocolos de micropropagação de A. bahiensis, A. cauliflora, A. coriacea, A. glabra e R. silvatica.

Effects of cytokinins onin vitro mineral accumulation and bud development in Annona glabra L. / Efeito de citocininas sobre o acúmulo de minerais e desenvolvimento de brotações de Annona glabra L. in vitro

Annona glabra is a tropical species that has significant agronomic potential in terms of furnishing fruits for in natura consumption and for the production of phyto-pharmaceuticals. In vitro cultivation has been considered the most promising form of propagation for this species, although large scale utilization of this technique is currently limited by high rates of leaf abscission, reduced rates of explant multiplication and slow bud growth. The present work evaluated the effects of different cytokinins on mineral accumulation in shoots of A. glabra cultivated in vitro, and their effects on growth and survival of these plants. Buds of A. glabra were cultivated in Wood Plant Medium (WPM) in the presence of 6-benzilaminopurine (BAP), thidiazuron (TDZ), kinetin (KIN), and zeatin (ZEA). KIN and BAP use resulted in the greatest growth, largest accumulation of dry mass and leaf area development, as well as the greatest survival rate during in vitro cultivation of this species. All cytokinins tested stimulated large accumulations of nitrogen and boron in shoots, but diminished levels of calcium as compared to controls.

Annona glabra é uma espécie frutífera tropical que apresenta elevado potencial agronômico pelo fornecimento de frutos para o consumo in natura e pela produção de fitofármacos. O cultivo in vitro tem sido preconizado como a forma mais adequada de propagação para essa espécie, embora sua utilização em larga escala ainda seja limitada pela elevada taxa de abscisão foliar, reduzida taxa de multiplicação dos explantes e crescimento lento das brotações. Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o efeito de citocininas sobre o acúmulo de minerais nas brotações de A. glabra cultivadas in vitro e seus reflexos sobre o crescimento e sobrevivência das plantas nesse tipo de ambiente. Brotações de A. glabra foram cultivadas em meio Wood Plant Medium (WPM), na presença de 6-benzilaminopurina (BAP), thidiazuron (TDZ), cinetina (KIN) e zeatina (ZEA). A utilização de KIN e BAP induziu maior crescimento, maior acúmulo de massa seca, maior desenvolvimento da área foliar e maior taxa de sobrevivência das plantas durante o cultivo in vitro dessa espécie. Todas as fontes de citocininas testadas estimularam maiores acúmulos de nitrogênio e boro nas brotações e menores de cálcio.

Efeito de meios de cultura, concentrações de GA3 e pH sobre a germinação in vitro de mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) / Effect of culture media, GA3 concentrations and pH on in vitro germination of Hancornia speciosa Gomes

A mangabeira (Hancornia speciosa Gomes) destaca-se por possuir um grande potencial como planta frutífera e produtora de borracha. As dificuldades encontradas no seu processo de propagação por meio de sementes, devido, principalmente, à baixa taxa de germinação e à recalcitrância, valorizam a busca por soluções alternativas para a produção de mudas dessa espécie, de maneira rápida e eficiente. Objetivou-se, neste trabalho, realizar o estudo da germinação de sementes de mangabeira em condições in vitro, tendo como precedente a obtenção de explantes, para posterior utilização no cultivo in vitro. Neste estudo foram avaliados os efeitos de diferentes meios de cultura, concentrações de sacarose e GA3 e de três níveis de pH na germinação da mangabeira. Frutos maduros foram coletados, passaram por processo de beneficiamento e tiveram suas sementes retiradas e utilizadas como explantes. Maior porcentagem de germinação de sementes de mangabeira in vitro foi obtida com a utilização dos meios de cultura WPM e MS/2, suplementados com 15,0 g L-1 de sacarose, 0,2 mg L-1 de GA3 e com pH corrigido para 5,8.

The Hancornia speciosa Gomes species presents potential for fruit and rubber production. Propagation is difficult primarily due, to a reduced seed germination and occurrence of recalcitrant seeds that stimulate the search of rapid and efficient propagation alternatives. In this context, the aim of this work was to study in vitro seed germination conditions in order to produce explants to be used on in vitro culture. The effect of different culture media, sucrose and GA3 concentrations and three pH levels were evaluated. Seeds were extracted from mature fruits after being harvested and processed. Higher in vitro germination was obtained using WPM and MS/2 media supplemented with 15.0 g L-1, 0.2 mg L-1 GA3 and pH adjusted to 5.8.

Anatomia foliar de seis espécies de anonáceas cultivadas in vitro e em casa de vegetação / Leaf anatomy of six species of Annonacea cultivated in vitro and greenhouse

A micropropagação de anonáceas poderá contribuir para a obtenção de plantios mais homogêneos e a inserção de novas espécies em sistemas produtivos. Entretanto, plantas cultivadas in vitro freqüentemente exibem alterações anatômicas e sua quantificação poderá auxiliar na obtenção de protocolos de cultivo mais eficientes. Realizou-se neste trabalho o estudo comparativo da anatomia foliar de seis espécies de anonáceas cultivadas in vitro e em casa de vegetação. Annona coriacea foi a única espécie que não apresentou variação na densidade e na dimensão dos estômatos quando cultivada in vitro, enquanto que, Annona bahiensis, Annona glabra, Annona squamosa e Rolinia silvatica apresentaram aumento na densidade estomática e na redução na espessura das epidermes foliares nesse tipo de cultivo.

Micropropagation of Annonaceae can produce homogeneous plants and bring new species into commercial production. Plants cultivated in vitro, however, frequently demonstrate anatomical alterations, and the quantification of these changes should aid in determining more efficient culture protocols. The present work undertook a comparative study of the leaf anatomy of six species of Annonaceae cultivated in vitro and in greenhouses. Annona coriacea was the only species that did not show variations in the density or the dimensions of their stomata when cultivated in vitro, while Annona bahiensis, Annona glabra, Annona squamosa, and Rolinia silvatica demonstrated increases in leaf stomatal density and a reduction of the leaf epidermis under these conditions.

Efeitos de citocininas sobre a anatomia foliar e o crescimento de Annona glabra L. durante o cultivo in vitro e ex vitro / Effects of cytokinins on the leaf anatomy and growth of Annona glabra L. during in vitro and ex vitro culture

O efeito de diferentes fontes de citocininas durante o cultivo in vitro de A. glabra sobre características anatômicas de folhas e crescimento das plantas foi avaliado neste trabalho. BAP (6-benzilaminopurina) e KIN (cinetina) induziram aumento na espessura do mesofilo, enquanto que ZEA (zeatina) promoveu aumento na densidade e no índice estomático e no desenvolvimento do sistema vascular de folhas. A utilização de KIN e BAP proporcionou maior desenvolvimento e taxa de sobrevivência das plantas durante as fases de enraizamento e aclimatização.

The effect of different sources of cytokinins during the in vitro cultivation of A. glabra on anatomical characteristics of leaves and plant growth was evaluated in this work. BAP (6-benzilaminopurine) and KIN (kinetin) induced an increase in leaf mesophyll thickness, while the ZEA (zeatin) promoted an increase in density and stomatic index and development of leaves vascular system. The utilization of KIN and BAP improved higher plant development and survival rate during the acclimatization and rooting phases.

Indução de calos em explantes foliares de Murici-pequeno (Byrsonima intermedia A. Juss.) / Calli induction from leaf explants of murici-pequeno (Byrsonima intermedia A. Juss.)

O murici-pequeno (Byrsonima intermedia A. Juss.) é um arbusto do cerrado cujo chá da casca do caule apresenta atividade adstringente nas diarréias e disenterias. O gênero Byrsonima apresenta taxa de germinação baixa e emergência lenta da plântula, dificultando a propagação sexuada. Objetivou-se com este trabalho obter calos friáveis em explantes foliares de murici-pequeno para estudos futuros em suspensão celular e metabolismo secundário, assim como embriogênese somática. Avaliou-se o efeito de diferentes concentrações da auxina 2,4-D e a sua interação com as citocininas TDZ e BAP na calogênese. Os resultados demonstraram que na ausência de 2,4-D não ocorre formação de calo em explantes foliares. A adição de BAP ou TDZ não influencia o processo de calogênese. Para a indução e proliferação de calo em explantes foliares de murici-pequeno, os resultados recomendam o uso de meio MS, acrescido de 1,0 mg L-1 de 2,4-D, mantendo os explantes em condição de escuro por 30 dias.

Byrsonima intermedia A. Juss is a shrub of cerrado whose husk presents medicinal activities in diarrheas and dysenteries. The Byrsonima genus present low germination rate and slow plantlet emergency which makes difficult sexual propagation. The objective of this work was to obtain friable callus in leaf explants for future studies with suspension cells and secondary metabolites as well as somatic embryogenesis. The effect of different concentrations of 2,4-D and its interaction with TDZ and BAP in callus formation was evaluated. The results demonstrated that there is no formation of callus in leaf explants maintained in absence of 2,4-D. The addition of TDZ or BAP had no influence in the calogenesis process. For callus induction and proliferation, the results suggest the use of MS medium supplemented with 1.0 mg L-1 2,4-D maintaining the explants in the dark.