Salicylic acid on antioxidant activity and betacyan in production from leaves of Alternanthera tenella / Ácido salicílico sobre a atividade antioxidante e produção de betacianinas em folhas de Alternanthera tenella

This research investigates effects of salicylic acid (an abiotic elicitor) on the antioxidant activity and betacyan production from leaves of Alternanthera tenella cultured in vitro was evaluated. Plants were grown in a liquid MS medium and vermiculite substrate. After 35 days salicylic acid was added to the medium. Content of betacyanins, total phenols and flavonoids and non-enzymatic antioxidant capacity were determined in leaves of A. tenella after 0, 12, 36 and 48h of treatment. After 36h, concentration of betacyanins and total phenols increased. On the other hand, the increase of the treatment time caused a slight decrease in total flavonoids and reduced the DPPH free radical activity. As result the antioxidant activity of the leaves of A. tenella is promoted by salicylic acid and can be attributed to the increase in betacyanin content, which are compounds with recognized antioxidant action.

Este trabalho investiga o efeito do ácido salicílico (um elicitor abiótico) sobre a atividade antioxidante e produção de betacianinas em folhas de Alternanthera tenella cultivada in vitro. As plantas foram cultivadas em meio MS líquido e vermiculita como substrato. Após 35 dias, o ácido salicílico foi adicionado ao meio. Conteúdo de betacianinas, fenóis totais e flavonoides e a capacidade antioxidante não-enzimática foi determinada em folhas de A. tenella após 0, 12, 36 e 48h de tratamento. Após 36h, a concentração de betacianinas e fenóis totais aumentaram. Em contrapartida, o aumento no tempo de exposição causou uma ligeira diminuição nos teores de flavonoides totais e inibição da atividade do radical livre DPPH. Como resultado, a atividade antioxidante de folhas de A. tenella é promovida pelo ácido salicílico e pode ser atribuída ao aumento do conteúdo de betacianina, os quais são compostos com ação antioxidante reconhecida.

Pigment production and growth of Alternanthera plants cultured in vitro in the presence of tyrosine

The aim of the present study was to investigate the influence of tyrosine on the in vitro growth and the production of the betacyanin pigment in Alternanthera philoxeroides and A. tenella. Nodal segments were inoculated in MS medium containing different concentrations of tyrosine (0, 25, 50 and 75 μM), and the number of sprouts and buds, height, root length, fresh matter of shoots and roots and betacyanin content were evaluated. In A. philoxeroides , the highest production of betacyanin (51.30 mg 100 g-1 FM) was in the stems with the addition of approximately 45 μM tyrosine, while the increase in the leaves was proportional to the tyrosine concentration, and the best average was obtained with a tyrosine concentration of 75 μM (15.32 mg 100 g-1 FM). Higher tyrosine concentrations were deleterious to the growth of A. tenella plants, and a concentration of 75 μM was considered toxic. However, a tyrosine concentration of 50 μM benefitted betacyanin production, which reached 36.5 mg 100 g-1 FM in the plant shoots. These results showed the positive effect of tyrosine on the production of betacyanin in both species; however, application at high concentrations hampered the growth of Alternanthera plants.

Development of rice seedlings grown from pre-hydrated seeds and irradiated with gamma rays / Desenvolvimento de plântulas de arroz oriundas de sementes pré-hidratadas e irradiadas com raios gama

Techniques used to induce mutations, such as ionizing radiation, are an effective tool in increasing genetic variability in breeding programs of species of economic interest. This study aimed to evaluate the effect of different doses of Co60 gamma radiation on previously soaked seeds on the emergence and early growth of seedlings of two rice cultivars. To do this, seeds (25 percent moisture) of BRS Querência and BRS Fronteira were irradiated with zero (control), 50, 100, 150 and 200 Gy, and then sown in trays containing soil and kept in a greenhouse. The results showed that gamma radiation affected seedling development, where the highest dose tested (200 Gy) significantly reduced the emergence and the index of emergence speed. Growth parameters were reduced greater reduction in cv. BRS Querência. For antioxidant enzymes, superoxide dismutase expressed little variation for the periods evaluated. Already ascorbate peroxidase and catalase showed a significant increase in horsepower cv. BRS Fronteira at 14 DAS, followed by an increase in both cultivars ascorbate peroxidase activity at 28 DAS. The highest antioxidant capacity observed in cv. BRS Fronteira conferred greater tolerance to stress caused by gamma radiation.

Técnicas como radiações ionizantes, utilizadas para induzir mutações constituem ferramenta eficaz no aumento de variabilidade genética em programas de melhoramento de espécies de interesse econômico. Neste trabalho, objetivou-se verificar o efeito de diferentes doses de radiação gama Co60 em sementes previamente embebidas sobre a emergência e o crescimento inicial de plântulas de duas cultivares de arroz. Lotes de sementes com 25 por cento de umidade das cultivares BRS Querência e BRS Fronteira foram irradiados com doses de zero (controle), 50, 100, 150 e 200 Gy, sendo, em seguida, semeadas em bandejas contendo solo e mantidas em casa de vegetação. Os resultados mostraram que a radiação gama afetou o desenvolvimento das plântulas, sendo que a maior dose testada (200 Gy) reduziu, significativamente, a emergência e o índice de velocidade de emergência. Os parâmetros de crescimento apresentaram maior redução na cv. BRS Querência. Na atividade das enzimas antioxidantes, a superóxido dismutase expressou pouca variação para os períodos avaliados. Já, a ascorbato peroxidase e catalase mostraram expressivo aumento na cv. BRS Fronteira aos 14 DAS, seguidas de incremento para as duas cultivares na atividade da ascorbato peroxidase aos 28 DAS. A maior capacidade antioxidante observada na cv. BRS Fronteira conferiu uma maior tolerância ao estresse causado pela radiação gama.

Establishment of the moss Polytrichum juniperinum Hedw. under axenic conditions / Estabelecimento e desenvolvimento do musgo Polytrichum juniperinum Hedw. sob condições de cultivo axênico

Polytrichum juniperinum Hedw. (Polytrichaceae) é uma espécie de musgo de ampla distribuição, ocorrendo em ambos os hemisférios. Culturas in vitro foram estabelecidas a partir de esporos de espécimes coletados na natureza. O desenvolvimento, tanto de protonema quanto de gametófitos, foi observado utilizando o meio básico MS em três tratamentos, livre de fitorreguladores, suplementados com uma fonte de auxina (AIA), suplementados com uma fonte de citocinina (BAP) e suplementado com ambos reguladores. Nos cultivos resultantes de meio livre de reguladores e de meios contendo auxina, foi observado o desenvolvimento total dos gametófitos, enquanto nos meios contendo citocinina não foram observados desenvolvimento e regeneração de gametófitos. Estes resultados sugerem a utilização do meio livre de reguladores para cultivo de Polytrichum juniperinum em cultivos axênicos.

Polytrichum juniperinum Hedw. (Polytrichaceae) is a moss with a worldwide distribution. In vitro culture was established from P. juniperinum spores collected in nature. Both protonema and gametophore stages of gametophyte development were obtained. The Murashige-Skoog regulator-free nutrient medium or supplemented with AIA and BAP conferred a fully development and regeneration of gametophytes. Tissues grown on cytokinin did not produce any gametophytes. These results indicate the possibility to use a medium without growth regulators to obtain gametophytes for this species in axenic conditions.

In vitro shoot regeneration of boldo from leaf explants / Regeneração in vitro de boldo a partir de explantes foliares

A shoot regeneration system for Plectranthus neochilus was studied from leaf explants. Leaves developed under in vitro conditions were cultured on Wood Plant Medium supplemented with 0.2mg dm-3 α-naphthaleneacetic acid (NAA) and different 6-benzilaminopurine (BAP) or thidiazuron (TDZ) concentrations (0, 1.5, 3.0, 4.5 and 6.0mg dm-3). An increase in percentage of responsive explants (85.3 percent) and in the number of shoots developed per explant (3.2) was observed when the explants were treated with 5.3 and 4.7mg dm-3 BAP, respectively. The leaf explants cultured on media supplemented with TDZ became vitreous and did not form buds. The regeneration system used is efficient for boldo bud induction and shoot development, showing high potential for advanced cellular and molecular studies.

O objetivo do presente trabalho foi adequar um protocolo de regeneração a partir de explantes foliares de Plectranthus neochilus. Folhas desenvolvidas sob condições in vitro foram cultivadas em meio WPM suplementado com 0,2mg L-1 de ácido α-naftaleno acético (ANA) e diferentes concentrações (0; 1,5; 3,0; 4,5 e 6,0mg L-1) de 6-benzilaminopurina (BAP) ou thidiazuron (TDZ). Observou-se o aumento na percentagem de explantes regenerantes (85,3 por cento) e no número de brotações por explante (3,2), quando os explantes foliares foram cultivados em meio contendo 5,3 e 4,7mg L-1 de BAP, respectivamente. Os explantes foliares cultivados em TDZ tornaram-se vítreos e não formaram gemas. O protocolo utilizado é eficiente para a indução de gemas e brotações, demonstrando a potencialidade de seu uso para estudos mais avançados de biologia celular e molecular.

Produção de betacianina em erva-de-jacaré cultivada in vitro com diferentes concentrações de sulfato de cobre / Betacyanin production in alligator weed, grown in vitro, with different concentrations of copper sulfate

A manipulação da concentração dos microelementos no meio de cultura representa uma boa estratégia para aumentar a produção de metabólitos secundários em cultura de tecidos. Este trabalho teve por objetivo demonstrar a influência do sulfato de cobre na produção de betacianina e na multiplicação de plantas de Alternanthera philoxeroides (erva-de-jacaré) cultivadas in vitro. Segmentos nodais, obtidos de plantas pré-estabelecidas e após três subcultivos, foram inoculados em meio MS, com diferentes concentrações de CuSO4 (0; 25; 75; 125; 175; 200µM). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com seis concentrações de CuSO4 e cinco repetições representadas por um frasco contendo quatro explantes. Os resultados foram submetidos à análise de variância, à regressão polinomial e a análises de correlação entre as variáveis morfológicas e a produção de betacianina. Concentrações acima de 75µM diminuíram a altura das plantas, o número de brotos e gemas e o crescimento radicular, enquanto que, na concentração de 125µM, houve a maior produção de massa fresca. A produção de betacianina aumentou 60 por cento em relação ao controle com 175µM de CuSO4. Ocorreu crescimento das plantas em todas as concentrações de CuSO4 testadas, com exceção de 200µM, sendo esta considerada tóxica.

The manipulation of concentration of trace elements in the culture medium represents a good strategy to increase the production of secondary metabolites in tissue culture. This study aimed to demonstrate the influence of copper sulphate in the production of betacyanin and the multiplication of plants of Alternanthera philoxeroides (alligator weed) cultured in vitro. Nodal segments, obtained from plants pre-stablished and after three subcultures, were inoculated in basic MS with different concentrations of CuSO4 (0, 25, 75, 125, 175, 200µM). The results were subjected to analysis of variance, polynomial regression and correlation analysis between the morphological variables and the production of betacyanin. The experimental design was completely randomized with six concentration of CuSO4 and five replicates represented by a bottle containing four explants. Concentrations above 75µM decreased the height of the plant, number of shoots and buds and root growth, while the concentration of 125µM resulted in the highest fresh mass production. Betacyanin production increased 60 percent over control with 175µM CuSO4. Plant growth occurred in all tested concentrations of CuSO4, with the exception of 200µM which was toxic.

Regeneração in vitro de melão, cv. Gaúcho / In vitro regeneration of melon, cv. Gaúcho

O objetivo do presente trabalho foi otimizar um protocolo de regeneração de explantes cotiledonares de melão, cultivar 'Gaúcho', avaliando a composição de meios de germinação e o tempo de permanência dos explantes nesses meios. Para isso, as sementes foram germinadas em meio MS semi-sólido contendo BAP ou ANA e sem esses reguladores de crescimento. As sementes permaneceram nesses meios por um, dois, três e quatro dias, sendo então seus cotilédones inoculados em meio MS contendo diferentes concentrações de BAP (0,5; 0,9; 1,5 e 2,0mg L-1). As maiores taxas de regeneração ocorreram nos cotilédones oriundos de sementes mantidas durante um e dois dias nos meios contendo 0,5 e 0,9mg L-1 de BAP. O aumento da permanência dos explantes nos meios de germinação e as elevadas concentrações de BAP nos meios de regeneração diminuíram a capacidade organogênica dos explantes e incrementaram a formação de calos.

The aim of the present study was to optimize a cv. Gaucho melon cotyledon explant regeneration protocol, evaluating the germination media composition and the explant exposition period in these media. For this purpose, seeds were germinated in semi-solid MS medium containing either BAP or ANA, and without growth regulators. The seeds were kept in these media for one, two, three or four days; afterwards, their cotyledons were inoculated in MS medium containing different BAP concentrations (0.5; 0.9; 1.5 and 2.0mg L-1). The highest regeneration rates occurred with cotyledons from seeds which had been kept for one or two days in media containing 0.5 and 0.9mg L-1 BAP. Both the increase in the explant exposition time in germination media and high BAP concentrations in regeneration media decreased explant organogenic capacity, and increased callus formation.

Genetic similarities among four species of the Plectranthus ( L’Hér. ) genus / Similaridade genética de quatro espécies do gênero Plectranthus

The Plectranthus genus comprises several species generally referred to as boldo, which are highly used in popular medicine due to their anti-dyspeptic, analgesic and digestion-stimulating properties. The amount of natural active principles can vary greatly in the related genotypes, which may lead to the inappropriate use of these plants. This work aimed to analyze the interspecific diversity among four species of the Plectranthus genus (P. grandis, P. barbatus, P. neochilus and P. amboinicus) and the intraspecific diversity of P. barbatus collected from different places in southern Brazil, by means of the RAPD technique. A higher genetic similarity was observed between the P. neochilus and P. amboinicus species (80%), followed by P. grandis and P. barbatus (77%). P. barbatus genotypes from Passo Fundo and Porto Alegre showed a genetic similarity which was close to 100%, while the genetic similarity for P. barbatus genotypes from other locations was higher than 96%. Although a low variability among genotypes of this species was found in this study, RAPD markers allowed a clear differentiation among the analyzed genotypes, showing a 53% mean genetic similarity, with a high correlation value (r = 0.99), which proves a high agreement between the genetic similarity and clustering data.

O gênero Plectranthus abrange plantas de diversas espécies, referidas como boldo, que são utilizadas na medicina popular pelas suas propriedades antidispépticas, analgésicas e estimulantes da digestão. Genótipos relacionados podem diferir amplamente na quantidade de princípios ativos naturais, resultando no uso de plantas não-apropriadas à saúde da população. O objetivo do presente estudo foi avaliar a diversidade genética interespecífica de quatro espécies do gênero Plectranthus (P. grandis, P. barbatus, P. neochilus e P. amboinicus) e intraespecífica de P. barbatus, coletadas em diferentes localidades da região Sul do Brasil, por meio da técnica de RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA). Foi observada maior similaridade genética entre as espécies P. neochilus e P. amboinicus (80%), seguido de P. grandis e P. barbatus (77%). Genótipos de P. barbatus provenientes de Passo Fundo e Porto Alegre apresentaram similaridade genética próximo a 100%, enquanto nas demais regiões foi superior a 96%. Embora no presente trabalho tenha sido detectada baixa variabilidade entre genótipos desta espécie, a técnica de RAPD permitiu clara separação entre as quatro espécies analisadas, apresentando uma similaridade genética média de 53%, com um valor de correlação alto (r = 0,99), demonstrando elevada representatividade dos dados de similaridade genética com os de agrupamento.

Morphological and physiological photon flux influence under in vitro culture of apple shoots

The aim of the present study was to evaluate the growth and development of apple rootstock shoots submitted to different photon flux densities (7, 14, 21 and 60 µmol m-2 s-1) and three culture media. The best photon flux for maximizing growth, number of shoots and leaves was 14 µmol m-2 s-1, which also resulted in the highest values of chloroplastic pigments. On the other hand, the highest photon flux (60 µmol m-2 s-1) decreased significantly these parameters. Medium with reduced sucrose concentration did not affect the analyzed parameters, enabling an efficient multiplication of the cultivar with only 1 percent of sucrose.

O objetivo do presente estudo foi avaliar características de crescimento e desenvolvimento de brotações de macieira submetidas a diferentes densidades de fluxo de fótons (7, 14, 21 e 60 µmol m-2 s-1) e três meios de cultura. O melhor fluxo de fótons para maximizar o crescimento, número de brotações e de folhas foi de 14 µmol m-2 s-1, o qual também proporcionou os maiores valores de pigmentos cloroplastídicos. Por outro lado, alto fluxo de fótons (60 µmol m-2 s-1) diminuiu significativamente os parâmetros citados acima. O meio com concentração reduzida de sacarose não afetou os parâmetros analisados, possibilitando uma multiplicação eficiente desta cultivar com apenas 1 por cento deste carboidrato.