Rizogênese em brotações micropropagadas de casaqueira (Campomanesia rufa) | Rhizogenesis of casaqueira (Campomanesia rufa) micropropagated shoots

Campomanesia rufa (O. Berg.) Nied. also known as casaqueira is a native fruit plant from Brazilian Savannah and stands out for its medicinal potential. However, there is a difficulty on Campomanesia genus propagation due to its recalcitrant seeds and natural habitat degradation. Thereby, the micropropagation of these species rises as an promising alternative. The rooting stage is a critical phase on micropropagation, being essential to obtain viable seedlings. The goal for this project was to study and evaluate the role of auxin on the in vitro and ex vitro adventitious rooting process, which is extremely important to multiplicate and maintain C. rufa conservation, helping to understand the biochemical and histological alterations of its rhizogenesis. IAA and IBA were the auxins evaluated on this project, the concentrations used in vitro were 0, 1, 5 and 10 μM along with the MS medium supplementation. The concentrations used ex vitro were 0, 500 and 1000 μM by the rapid immersion method. For the histological analysis, the samples were embedded in Historesin® and stained with 0,5% Toluidine Blue, and analyzed in light optic microscopic. The biochemical analysis of Peroxidase (POD), Catalase (CAT) and Superoxide dismutase (SOD) activities, hydrogen peroxide (H2O2) and lipid peroxidation content for the optimum treatment of the ex vitro group were evaluated, alongside with the control group. The application of 10 μM of IBA in vitro presented the best results through indirect organogenesis. This indirect pathway was confirmed through histological analysis, with which the primordium formation was observed from the callus, without any vascular connection with the stem tissue. The immersion with 500 and 1000 μM of IAA showed the best results ex vitro, therefore the 500 μM is recommended due to its lower cost. On the ex vitro rooting, the direct pathway was confirmed through histological analysis, with the primordium being formed from the vascular tissue cells, probably from the cambium. The exogenous application of IAA increased the POD activity in the induction phase, by rising the cell wall rigidness and modulating the IAA levels at shoots. In this stage, there is also an increase in CAT activity, which along with SOD operates upon ROS scavenging, mitigating the lipid peroxidation. In the initiation phase, SOD and CAT continue to modulate the ROS levels in order to maintain lipid peroxidation at base levels. The cell wall became thinner due to POD activity decline, which allowed the begging of cell division, forming root primordium. In the expression stage, CAT and POD activities decreased, promoting a rise on the H2O2 content and lipid peroxidation causing the plasma membrane softening, which alongside with cell wall thickness reduction enables cell elongation required to emerge the root primordium.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

A Campomanesia rufa (O. Berg.) Nied., também conhecida como casaqueira, é uma frutífera nativa do Cerrado que apresenta grande potencial medicinal. Existe uma dificuldade na propagação do gênero Campomanesia em seu ambiente natural, tanto pela recalcitrância das sementes, quanto pela degradação da vegetação nativa. Deste modo, a micropropagação surge como uma alternativa para a propagação desta espécie. A fase de enraizamento é uma fase crítica da micropropagação, indispensável para obtenção de mudas viáveis. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar o papel da auxina no processo de enraizamento adventício in vitro e ex vitro, que são de suma importância para a multiplicação e conservação da C. rufa e entender como ocorrem as alterações histológicas e bioquímicas durante a rizogênese. As auxinas analisadas neste processo foram AIA e AIB, de modo que in vitro foram utilizadas nas concentrações 0, 1, 5 e 10μM, suplementadas em meio MS e ex vitro nas concentrações de 0, 500 e 1000 μM pelo método de imersão rápida. Para as análises histológicas, amostras da base foram emblocadas em Historresina®, os cortes corados em azul de toluidina 0,5% e analisados em microscópio óptico. As análises bioquímicas foram realizadas com o tratamento controle e o melhor tratamento ex vitro, sendo analisada a atividade das enzimas peroxidase (POD), catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD) e também a quantificação de peróxido de hidrogênio (H2O2) e peroxidação lipídica. A rizogênese in vitro apresentou melhores resultados com a utilização de 10μM de AIB que ocorreu pela via organogênica indireta. Esta via de formação indireta foi comprovada pelas análises histológicas, em que foi observado que os primórdios são formados a partir do calo, não apresentando conexão com a vasculatura do caule. A rizogênese ex vitro apresentou melhores resultados com a imersão em 500 e 1000μM de AIA, recomendando-se a utilização de 500μM devido ao menor custo. A formação de raízes ex vitro ocorreu pela via organogênica direta, comprovada pelas análises histológicas que mostraram que os primórdios surgem a partir de células vasculares, provavelmente do câmbio vascular. Com as análises bioquímicas no enraizamento ex vitro, foi possível observar que a aplicação exógena de AIA provoca um aumento na atividade da POD na fase de indução, que atua aumentando o enrijecimento das paredes celulares e controlando os níveis de AIA nas brotações. Nesta fase ocorre um aumento da atividade da CAT, que juntamente com a SOD atua sobre as EROs, diminuindo a peroxidação lipídica. Na fase de iniciação a SOD e a CAT continuam controlando as EROs para manter a peroxidação lipídica baixa. As paredes celulares ficam menos rígidas devido a redução da atividade da POD, o que permite o início das divisões celulares para formação do primórdio radicular. Na fase de expressão há uma diminuição da atividade da CAT e da POD, acarretando no aumento de H2O2 e peroxidação lipídica, promovendo o afrouxamento de membrana plasmática, que juntamente com a diminuição da rigidez de parede celular permite o alongamento das células para a emergência do primórdio radicular.