Mycorrhization and saline stress response in Hyptis suaveolens / Micorrização e resposta ao estresse salino em Hyptis suaveolens

ABSTRACT: The objective of this study was to evaluate the physiological and biochemical mechanisms of adaptation of Hyptis suaveolens under osmotic stress due to salinity inoculations with a mycorrhizal fungal species. H. suaveolens seeds were germinated in polyethylene pots containing a substrate associated with or without arbuscular mycorrhizal fungi (AMF). After plant formation, treatments were treated with different salt concentrations (0.0, 35, 70, and 105 mM) and fungi (control and two types of AMF), totaling 12 treatments with three replicates. The experimental design used randomized blocks in a 4 x 3 factorial scheme, totaling 12 treatments with three replicates each. Salinity affected all measured physiological and biochemical variables, and the stress reduced dry matter content. Plants associated with AMF had increased dry matter compared to non-associated plants, and there were increased biochemical and physiological responses of AMF-colonized plants in the 35 mM NaCl treatment. However, saline stress negatively affected the development of H. suaveolens; and therefore, no attenuation of fungi was observed.

RESUMO: Este estudo teve como objetivo avaliar mecanismos fisiológicos e bioquímicos de adaptação de Hyptis suaveolens submetidas ao estresse osmótico decorrente da salinidade inoculadas com espécies de fungos micorrízicos. Sementes de H. suaveolens foram colocadas para germinar em vasos de polietileno contendo substrato associado, ou não, a FMA. Após o estabelecimento das plantas, foram iniciados os tratamentos com diferentes concentrações de sais (0,0; 35; 70 e 105 mM) e fungos (controle e dois tipos de FMA), perfazendo 12 tratamentos com três repetições. O delineamento experimental foi em blocos casualizados em esquema fatorial 4 x 3, perfazendo 12 tratamentos com três repetições cada. Observou-se, através de variáveis fisiológicas e bioquímicas, que a salinidade afetou todas as variáveis analisadas e o estresse promoveu redução no conteúdo de matéria seca. Verificou-se que plantas associadas com FMA apresentaram ganho de matéria seca em relação as não associadas e incremento de respostas bioquímicas e fisiológicas das plantas colonizadas no tratamento 35mM de NaCl. No entanto, o estresse salino afeta negativamente o desenvolvimento de H. suaveolens não sendo observado, portanto, atenuação dos fungos.

Ecophysiological response of Lippia gracilis (Verbanaceae) to duration of salt stress.

The objective of this work was to investigate the effects of salinized water on Lippia gracilis by determining the ion accumulation capacity and morphophysiological changes as a function of salinity and time of exposure to stress. L. gracilis was irrigated with water containing different concentrations of salts and electrical conductivities. The analyses were conducted 25 and 50 days after stress (DAS), in leaf, stem/branches, and roots. Plant height (Hplants), basal stem diameter (Φstem), and mean unitary leaf area (ULA) were determined. After that, the plant material was dried, and the total dry biomass (TDB) (in g plant-1), leaf dry biomass (LDB), stem dry biomass (SDB), and the roots dry biomass (RDB) were determined. Based on these data, the following variables were calculated: total leaf area (TLA) in cm2 plant-1; biomass allocation fraction (BAF) obtained by dividing the biomass of the stem, leaves, and roots, separately, with the total plant biomass; relative growth rate (RGR); net assimilation rate (NAR); leaf area ratio (LAR); specific leaf area (SLA); and sclerophylly index (SI). The concentrations of potassium and sodium ions were quantified by atomic absorption spectrophotometry and the chloride ion concentration was determined by argentometric titration. L. gracilis showed a variable response to salt stress as a function of time, having a considerable capacity to withstand an increasing load of toxic ions, while maintaining a positive growth rate, highlighting the potential use of the species in moderately saline environments.

Somatic embryos from Phalaenopsis classic Spotted Pink (Orchidaceae) protocorms / Embriões somáticos provenientes de protocormos de Phalaenopsis classic Spotted Pink (Orquidaceae)

ABSTRACT: The aim of the present study was to induce the formation of somatic embryos in protocorms from Phalaenopsis Classic Spotted Pink hybrids at two physiological maturation stages, namely: 80 and 120 days after seed inoculation (DASI). Protocorms were inoculated in ½ MS medium supplemented with 0.1 mg L-1 ANA and 3 mg L-1 TDZ. Protocorms were inoculated 120 days after sowing were more developed at the 15th cultivation day due to the formation of pro-embryogenic structures. It was possible seeing the formation of globular- and torpedo-stage somatic embryos at the 30th day of cultivation in somatic embryogenesis (SE) induction medium. The protocorms inoculated at the 80th DASI did not formed somatic embryos; they oxidized 20 days after cultivation in SE-induction medium. The formation of somatic embryos happened directly on the explant, thus characterizing a direct somatic embryogenesis. The embryos converted into plants when the somatic embryos were transferred to the nutrient medium containing no growth regulator. Therefore, it was concluded that the somatic embryos induction from protocorms 120 days after sowing was positive, since the embryos were able to become plants and presented vegetative organs with morphological traits similar to those of the matrix plant.

RESUMO: O presente estudo buscou induzir a formação de embriões somáticos em protocormos do híbrido Phalaenopsis Classic Spotted Pink em dois estádios de maturação fisiológica aos 80 e 120 dias após a inoculação das sementes (DAIS). Os protocormos foram inoculados em meio ½ MS suplementado com 0,1 mg L-1 de ANA e 3 mg L-1 de TDZ. Aos 15 dias de cultivo os protocormos, inoculados aos 120 dias após a semeadura, apresentavam estádio mais desenvolvido, apresentando formação de estruturas pró-embriogênicas. Aos 30 dias de cultivo em meio de indução de ES observou-se a formação de embriões somáticos na fase globular e torpedo. Os protocormos inoculados com 80 DAIS não evoluíram para a formação de embriões somáticos, ocorrendo a oxidação destes aos 20 dias após o cultivo em meio de indução de ES. A formação dos embriões somáticos ocorreu diretamente no explante, caracterizando uma embriogênese somática direta. Quando os embriões somáticos foram transferidos para o meio nutritivo sem regulador de crescimento, houve a conversão em plantas. Diante disso, conclui-se que a indução de embriões somáticos a partir de protocormos com 120 dias após a semeadura, foi positiva, em que os embriões obtidos apresentaram competência em converter-se em plantas, apresentando os órgãos vegetativos com características morfológicas satisfatórias.

Multiple stresses on the oxidative metabolism of sugarcane varieties / Estresse múltiplo no metabolismo oxidativo de variedades de cana-de-açúcar

ABSTRACT: The exposure of plants to multiple stress conditions can cause over production of reactive oxygen species promoting an imbalance in the redox system. The aim of this study was to examine the antioxidant response from varieties of sugarcane under adverse conditions, to understand the defense mechanisms of tolerant and sensitive genotypes. Micropropagated sugarcane of six genotypes, RB966928, RB98710, RB855453, RB99395, RB867515, and RB855156, were subjected to isolated action of high-temperature stress and a combination of water and saline stress, and effects were evaluated. Activities of enzymes such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and ascorbate peroxidase (APX), as well as stress indicators such as lipid peroxidation (MDA content) and hydrogen peroxide (H2O2) content were evaluated. The RB867515 variety showed synchrony between the enzymatic activity and ROS regulation and detoxification, in the plant cell under environmental stress situations, thereby ensuring the maintenance of the relative water content without increment of lipid peroxidation; and consequently, the maintenance of physiological processes and plant growth. These results indicated that lipid peroxidation associated with relative water content can be good biochemical markers of sensitivity to multiple stresses in sugarcane.

RESUMO: A exposição de plantas a condições de estresse múltiplo pode causar uma superprodução de espécies reativas de oxigênio promovendo desequilíbrio no sistema redox. O objetivo deste trabalho foi estudar a resposta antioxidante de variedades de cana-de-açúcar sob condições adversas visando a compreensão de mecanismos de defesa de genótipos tolerantes e sensíveis. Mudas micropropagadas de cana-de-açúcar de seis genótipos, RB966928, RB98710, RB855453, RB99395, RB867515 e RB855156 foram submetidas à avaliação da ação isolada do estresse por alta temperatura e da sua combinação com o estresse hídrico e salino. Avaliou-se a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e ascorbato peroxidase (APX), bem como a peroxidação lipídica (teor de MDA) e teor de peróxido de hidrogênio (H2O2), indicadores de estresse. A variedade RB867515 destacou-se por apresentar sincronia entre a atividade enzimática na regulação e desintoxicação das ROS, produzidas na célula vegetal durante situações de estresse ambiental, garantindo a manutenção do teor relativo de água sem incremento da peroxidação lipídica e, consequentemente, a manutenção dos processos fisiológicos e o crescimento da planta. Os resultados indicam que a peroxidação lipídica associada ao baixo teor relativo de água podem ser bons marcadores bioquímicos de sensibilidade da cana-de-açúcar à estresses múltiplos.

INDUÇÃO E HISTOLOGIA DE EMBRIÕES SOMÁTICOS PRIMÁRIOS E SECUNDÁRIOS DO HÍBRIDO Phalaenopsis CLASSIC SPOTTED PINK (ORQUIDACEAE) / Induction and Histology of Primary and Secondary Somatic Embryos of Phalaenopsis Hybrid Classic Spotted Pink (Orquidaceae) / Inducción e histología de embriones somáticos primarios y secundarios del híbrido Classic Spotted Pink (Orquidaceae)

O presente trabalho teve como objetivos induzir a formação de embriões somáticos in vitro no híbrido Phalaenopsis Classic Spotted Pink, utilizando diferentes meios nutritivos e avaliar a morfologia interna desses embriões por meio de análises histológicas e histoquímicas. Folhas jovens de plantas cultivadas in vitro foram utilizadas como explantes para indução de embriões somáticos em diferentes meios nutritivos: New Dogashima Medium, contendo ANA (0,537μM) e BAP (4,440μM), acrescido de phytagel e com pH 5,8 (NDM) e o Murashige & Skoog com a metade da concentração dos sais, acrescido de ANA (0,537μM) e TDZ (13,621μM), gelificado com gelrite e o pH 5,2 (½ MS). Embriões somáticos primários foram obtidos aos 90 dias de cultivo no meio ½MS e foram transferidos para o mesmo meio para obtenção de embriões secundários. Os embriões somáticos primários e secundários foram subcultivados para meio MS com metade da concentração de sais, sem fitoregulador submetidos a fotoperíodo de 16 horas, o qual estimulou a produção de clorofila tanto nos embriões primários como secundários, promovendo o desenvolvimento desses em protocormos e posteriormente em plantas. As análises histológicas demonstraram que os embriões somáticos foram formados diretamente das camadas epidérmicas dos explantes, sem passar pela fase de calo, caracterizando embriogênese somática direta. Os métodos histoquímicos utilizados possibilitaram evidenciar a deposição de amido e lipídeos nas células embriogênicas em decorrência de mecanismos fisiológicos, permitindo o desenvolvimento dos embriões primários e secundários em plantas. Portanto, o meio ½ MS acrescido de ANA (0,537μM) e TDZ (13,621μM), gelificado com gelrite e o pH 5,2 promoveu a obtenção de embriões primários e secundários com capacidade para regenerar plantas apresentando características morfológicas semelhantes a planta matriz.

The present work had as objectives to induce the formation of somatic embryos in vitro on Phalaenopsis hybrid Classic Spotted Pink, using different nutrient medium and assess the internal morphology of these embryos by means of histological and histochemical analysis. Young leaves of plants grown in vitro were used as explants for induction of somatic embryos in different nutrient medium: New Dogashima Medium, containing ANA (0.537 μM) and BAP (4.440 μM) plus phytagel and with pH 5.8 (NDM) and the Murashige & Skoog with half the concentration of salts, plus NNA (0.537 μM) and TDZ (13.621 μM), jellied with gelrite and pH 5.2 (0.5 MS). Primary somatic embryos were obtained to 90 days of cultivation in half MS and have been transferred to the same means for obtaining of secondary embryos. The primary and secondary somatic embryos were subcultived for MS with half the concentration of salts, without fitoregulator subjected to photoperiod of 16 hours, which stimulated the production of chlorophyll in primary embryos as secondary, promoting the development of those in protocorms and later in plants. The histological analysis showed that the somatic embryos were formed directly from the epidermal layers of the explants, without going through the phase of callus, featuring direct somatic embryogenesis. The histochemical methods used made it possible to highlight the deposition of starch and lipids in cells embriogenics as a result of physiological mechanisms, enabling the development of primary and secondary embryos in plants. Therefore, the medium 0.5 MS Plus ANA (0.537 μM) and TDZ (13.621 μM), jellied with gelrite and pH 5.2 promoted to obtain primary and secondary embryos with ability to regenerate plants showing morphological similar the mother plant.

El presente trabajo tuvo como objetivos inducir la formación de embriones somáticos in vitro en el híbrido Phalaenopsis Classic Spotted Pink, utilizando diferentes medios nutritivos, y evaluar la morfología interna de estos embriones mediante análisis histológico e histoquímico. Hojas jóvenes de plantas cultivadas in vitro se utilizaron como explantes para la inducción de embriones somáticos en diferentes medios nutritivos: New Dogashima Medium, contenido de ANA (0.537 mM) y BAP (4.440 μM) además de phytagel y con pH 5.8 (NDM) y el Murashige Skoog con la mitad de la concentración de sales, además de ANA (0.537 μM) y TDZ (13.621 μM), gelificado gelrite y pH 5.2 (½ MS). Se obtuvieron embriones somáticos primarios a los 90 días de cultivo en el medio ½ MS y a estos se les transfirió al mismo medio (½ MS) para la obtención de embriones secundarios. Los embriones somáticos primarios y secundarios fueron subcultivados para MS con la mitad de la concentración de sales, sin reguladores de crecimiento y sometidos a fotoperiodo de 16 horas, lo que estimuló la producción de clorofila tanto en los embriones primarios como en los secundarios, promoviendo el desarrollo de los protocormos y más tarde en las plantas. Los análisis histológicos demostraron que los embriones somáticos fueron formados directamente en las capas epidérmicas de los explantes, sin pasar por la fase de callo, vía embriogénesis somática directa. Los métodos histoquímicos hicieron posible destacar la deposición de almidón y lípidos en las células embriogénicas como resultado de mecanismos fisiológicos, que permiten el desarrollo de los embriones primarios y secundarios en las plantas. Por lo tanto, el medio ½ MS contenido de ANA (0.537 μM) y TDZ (13.621 μM), con gelrite y pH 5.2 permitió obtener embriones primarios y secundarios con capacidad para regenerar plantas con caracteres morfológicos similares a los dela planta matriz.