Bactérias endofíticas no enraizamento de mini e microestacas de espécies de Myrtaceae e análise anatômica da rizogênese

Orientador: Prof. Dr. Bruno Francisco Sant’Anna dos Santos

Coorientadoras: Profa. Dra. Marguerite Quoirin e Dra. Juliana Degenhardt

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Produção Vegetal. Defesa : Curitiba, 05/05/2023

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: A família Myrtaceae possui destaque no Brasil devido ao amplo cultivo florestal de Eucalyptus spp., espécies exóticas, mas também pela grande diversidade de árvores frutíferas nativas, como Campomanesia xanthocarpa (guabirobeira). Visando produção comercial, as técnicas mais promissoras para a propagação vegetativa dessas plantas são miniestaquia e micropropagação, no caso de Eucalyptus e C. xanthocarpa, respectivamente. A formação de raízes adventícias é fundamental para o sucesso de ambas as técnicas, o que normalmente é induzido com o uso de auxinas sintéticas. Bactérias endofíticas são microrganismos que vivem em plantas, e muitas delas produzem hormônios vegetais, como auxinas, o que faria seu uso como bioinoculantes uma alternativa interessante para induzir formação de raízes em estacas. Portanto, os objetivos dessa pesquisa foram avaliar o efeito de diferentes estirpes de bactérias endofíticas na indução de enraizamento de microestacas de guabirobeira e miniestacas de Eucalyptus, investigar a origem anatômica das raízes adventícias no caso da guabirobeira e identificar os isolados promissores para o enraizamento via sequenciamento genético. Estirpes de bactérias endofíticas potencialmente promotoras de crescimento, isoladas de tecidos de jabuticabeira (Plinia peruviana) (CNPFs 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 14, 22, 23, 25, 33 e 51) foram inoculadas em microestacas de guabirobeira e miniestacas de Eucalyptus. Instalouse três ensaios com a guabirobeira, testando diferentes isolados em cada ensaio. No experimento com Eucalyptus, testou-se dois isolados de bactérias endofíticas (CNPFs 23 e 179) em dois clones comerciais: AEC-0144 (E. urophylla) e SUZA0217 (E. urograndis). Os experimentos foram avaliados após 42 dias em sala de crescimento, no caso da guabirobeira, e 35 dias em casa de vegetação, no caso dos Eucalyptus. Após a seleção das melhores estirpes, dois isolados foram identificados a partir do sequenciamento genético do 16S rRNA. Foi ainda realizado o estudo anatômico das microestacas de C. xanthocarpa, investigando a dificuldade de enraizamento adventício dessa espécie. Os ensaios em microestacas de guabirobeira demonstraram efeito positivo das estirpes de bactérias endofíticas CNPF 23 e CNPF 33 sobre a taxa de enraizamento (56,7% e 43,3%, respectivamente). O sequenciamento dos isolados CNPF 23 e CNPF 33 revelou tratar-se do gênero Pantoea. No ensaio em miniestacas de Eucalyptus, o clone SUZA0217 apresentou taxa de enraizamento (97,9%), comprimento médio de raiz (13,5 cm) e massas fresca (221,30 mg) e seca de raízes (61,43 mg) superiores aos encontrados no clone AEC-0144. A inoculação com a bactéria CNPF 23 induziu a maior taxa de enraizamento (99,0%) e a menor ocorrência de calos (4,0%). Destaca-se que a inoculação das microestacas de guabirobeira e miniestacas de Eucalyptus com a bactéria CNPF 23 proporcionou as maiores taxas de enraizamento em ambos os casos, portanto, seu uso como bioinoculante é aconselhado para elevar a taxa de enraizamento nestas espécies, podendo substituir o uso de auxina sintética no meio de cultura, no caso da guabirobeira. O estudo anatômico de C. xanthocarpa revelou a presença de felogênio nas microestacas de alguns indivíduos, o que indica crescimento secundário precoce. Este tecido era ausente nos indivíduos que emitiram raízes adventícias. Com base nisso, recomenda-se a seleção dos genótipos onde o felogênio se diferencia mais tardiamente para a domesticação dessa espécie.

Abstract: The Myrtaceae family stands out in Brazil due to the broad forestry cultivation of Eucalyptus spp., exotic species, but also for the great diversity of native fruit trees, such as Campomanesia xanthocarpa (guabirobeira). Aiming at commercial production, the most promising techniques for the vegetative propagation of these plants are minicuttings and micropropagation, in the case of Eucalyptus and C. xanthocarpa, respectively. The formation of adventitious roots is fundamental for the success of both techniques, which is normally induced with the use of synthetic auxins. Endophytic bacteria are microorganisms that live in plants, and many of them produce plant hormones, such as auxins, which would make their use as bioinoculants an interesting alternative to induce root formation in cuttings. Therefore, the aims of this research were to evaluate the effect of different strains of endophytic bacteria on the induction of rooting of guabirobeira microcuttings and Eucalyptus minicuttings, to investigate the anatomical origin of adventitious roots in the case of guabirobeira and to identify promising isolates for rooting via genetic sequencing. Potentially growthpromoting endophytic bacteria strains isolated from tissues of jabuticabeira (Plinia peruviana) (CNPFs 1, 2, 3, 4, 10, 11, 12, 14, 22, 23, 25, 33 and 51) were inoculated in microcuttings of guabirobeira and mini-cuttings of Eucalyptus. Three experiments were set up with guabirobeira, testing different isolates in each trial. In the experiment with Eucalyptus, two isolates of endophytic bacteria (CNPFs 23 and 179) were tested on two commercial clones: AEC-0144 (E. urophylla) and SUZA0217 (E. urograndis). The experiments were evaluated after 42 days in a growth room, in the case of guabirobeira, and 35 days in a greenhouse, in the case of Eucalyptus. After selecting the best strains, two isolates were identified from the genetic sequencing of the 16S rRNA. An anatomical study of microcuttings of C. xanthocarpa was also carried out, investigating the difficulty of adventitious rooting for this species. Experiments on guabirobeira microcuttings showed a positive effect of the endophytic bacteria strains CNPF 23 and CNPF 33 on the rooting rate (56.7% and 43.3%, respectively). The sequencing of isolates CNPF 23 and CNPF 33 revealed that they are the same genus: Pantoea. In the test on minicuttings of Eucalyptus, the clone SUZA0217 showed rooting rate (97.9%), average root length (13.5 cm) and fresh (221.3 mg) and dry root mass (61.43 mg) higher than those found in the clone AEC-0144. Inoculation with the CNPF 23 bacteria provided the highest rooting rate (99.0%) and the lowest occurrence of calluses (4.0%). It is emphasized that the inoculation of guabirobeira microcuttings and Eucalyptus minicuttings with the bacteria CNPF 23 inducted the highest rates of rooting in both cases, therefore, the use of this endophytic bacteria as bioinoculant is recommended to increase the rooting rate in these species, which can replace the use of synthetic auxin in the culture medium, in the case of guabirobeira. The anatomical study of C. xanthocarpa revealed the presence of phellogen in the microcuttings of some individuals, which indicates early secondary growth. This tissue was absent in individuals that emitted adventitious roots. Based on this, it is recommended the selection of genotypes where the phellogen differentiates belatedly for the domestication of this species.