Organogênese e criopreservação in vitro de Handroanthus serratifolius (Vahl) S. O. Grose

Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Fisiologia Vegetal para a obtenção do título de Mestre.

Handroanthus serratifolius tree is typical of the Cerrado biome. Presents medicinal, ornamental and timber properties. The tissue culture is an alternative to the plant propagation and cryopreservation is an efficient way to long-term storage in liquid nitrogen (LN) at -196 ° C. The objectives of this work were to study the in vitro organogenesis and the cryopreservation of H. serratifolius. For in vitro germination, zygotic embryos were decontaminated in sodium hypochlorite for different periods and inoculated in MS medium. The effect of different BAP concentrations on shoot induction and regeneration of apices on WPM medium was investigated. For regeneration of shoots from roots, hypocotyl and radicle segments were inoculated in WPM plus IAA. The effect of different IBA concentrations on rooting and acclimatization were evaluated. For seeds cryopreservation, the efficiency of different thawing times (1, 3 or 5 minutes) regarding to germination, fresh and dry weight of seedling was verified. After cryopreservation, seeds were decontaminated in 2% sodium hypochlorite (P1), or embryos decontaminated with sodium hypochlorite 1% (P2) prior inoculation on MS containing GA3. The germination percentage and shoot length of P1 and P2, fresh and dry weight (mg) of shoots and roots of seedlings originated from the P2 were investigated. For embryos cryopreservation, after disinfection and dehydration in laminar air flow (0 to 300 min) chamber, the material was stored for seven days in NL, thawed in a water bath to 38 °C for 1 to 5 minutes, inoculated medium MS containing GA3 and the germination percentage and shoot length were evaluated. For shoot tips cryopreservation, different exposure times (0, 15, 30, 60, 120 and 240 min) on PVS2 at 0 °C, before plunge into LN, and the apices regrowth were evaluated. The use of sodium hypochlorite (1%) is effective in decontaminating embryos. For shoot induction and shoot tips regeneration, 2μM BAP promoted the best results. Shoots were regenerated from hypocotyl and roots segments with difference among treatments. The IBA concentration tested were effective for root induction. Acclimatization was efficient with 100% acclimatized plants. Thawing for one minute is effective for seeds cryopreservation. Only 10% of seeds (P1) germinated, while embryos (P2) presented 95% germination after cryopreservation. Embryos showing water content of less than 10% before exposure to LN presented 85% germination. The higher regrowth rate for cryopreserved shoot tips was 54.8% after exposure for 30 minutes in PVS2 solution.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)

Fisiologia Vegetal

Handroanthus serratifolius é uma árvore típica do bioma Cerrado. Possui propriedades medicinais, madeireira e ornamental. A cultura de tecidos é uma alternativa para a propagação de plantas e a criopreservação é uma eficiente forma para o armazenamento em longo prazo em nitrogênio líquido (NL) a -196 °C. Os objetivos deste trabalho foram estudar a organogênese in vitro e criopreservação de H. serratifolius. Embriões zigóticos foram desinfestados por diferentes tempos em hipoclorito de sódio e inoculados em meio MS. Foi investigado o efeito das diferentes concentrações de BAP na indução de brotações e regeneração de ápices em meio WPM. Para a regeneração de brotos a partir de raízes, hipocótilo e radícula foram inoculados em meio WPM acrescido de AIA. No enraizamento e aclimatização, foram avaliados o efeito de diferentes concentrações de AIB. Na criopreservação, foi avaliada a eficiência de diferentes tempos de descongelamento (1, 3 ou 5 minutos) de sementes, com relação à germinação, peso fresco e seco das plântulas. Para a germinação in vitro, as sementes foram desinfestadas em hipoclorito de sódio 2% (P1), ou embriões, desinfestados em hipoclorito de sódio 1% (P2) e inoculados em MS contendo GA3. Foi avaliado a porcentagem de germinação e o comprimento da parte aérea de P1 e P2, massa fresca e seca (mg) da parte aérea e raízes de plântulas originadas de P2. Para a criopreservação dos embriões, após a desinfestação e desidratação em câmara de fluxo laminar (0 a 300 min), o material foi armazenado em NL por sete dias, descongelados em banho-maria a 38 °C durante 1, 3 e 5 minutos, inoculados em meio MS contendo GA3 e a porcentagem de germinação e comprimento da parte aérea foram avaliadas. Para a criopreservação dos ápices caulinares, foram testados tempos (0, 15, 30, 60, 120 e 240 min) de imersão em PVS2 a 0 °C antes da imersão em NL e a retomada do crescimento dos ápices foi avaliada. O uso de hipoclorito de sódio (1%) é eficaz na descontaminação dos embriões. Para a indução de brotações e regeneração de ápices caulinares, o uso de 2 µM de BAP promoveu as melhores respostas. Brotos foram regenerados a partir de segmentos de hipocótilos e raízes com diferença entre os tratamentos. As concentrações de AIB foram eficazes para a indução de raízes. A aclimatização foi eficiente com 100% de plantas aclimatizadas. Um minuto de descongelamento é eficaz para a criopreservação de sementes. Apenas 10% de sementes (P1) germinaram, enquanto embriões (P2) apresentaram 95% de germinação após a criopreservação. Embriões apresentando teor de água inferior a 10% antes da exposição ao NL apresentaram germinação superior a 85%. A máxima taxa de retomada de crescimento de ápices criopreservados foi de 54,8% após a exposição por 30 minutos na solução de PVS2.