Micropropagação de amoreira-preta xingu (Rubus spp.) utilizando biomassa e extrato de microalga Desmodesmus subspicatus e diodos emissores de luz

Orientador: Prof. Dr Luiz Antônio Biasi

Coorientadores: Profa. Dra. Luciana Lopes Fortes Ribas e Bruno Francisco Sant'anna dos Santos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Produção Vegetal. Defesa : Curitiba, 07/03/2024

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: A amoreira-preta (Rubus spp.) é propagada tradicionalmente pela estaquia de raízes, ramos e pela subdivisão de touceiras. Uma das principais dificuldades destes métodos está na disseminação de doenças e pragas. Entretanto, uma das alternativas para a solução deste problema é a utilização de técnicas de micropropagação. Com a utilização dessas técnicas, é possível garantir sanidade, grande volume e homogeneidade de mudas em um curto período de tempo. Alternativas podem ser utilizadas como o uso de bioestimulantes no meio de cultura e diferentes comprimentos de onda na sala de crescimento para propagação de mudas em grande escala. O objetivo desse estudo foi criar um novo protocolo de micropropagação da amoreira-preta cultivar Xingu, com a adição de biomassa e extrato da microalga Desmodesmus subspicatus no meio de cultura MS e o uso de diodos emissores de luz (LED). No primeiro experimento foi testada a adição da biomassa da microalga em diferentes concentrações (0,1; 0,2; 0,4 e 0,8 g L -1) e um controle (sem biomassa). Foram realizados três subcultivos para os mesmos meios a cada 50 dias. Para a formação da parte aérea e radicial das plantas de amoreirapreta, a concentração de 0,4 g L-1 da biomassa da microalga apresentou as melhores respostas para todas as variáveis analisadas. As análises bioquímicas das folhas, indicaram que os maiores teores de clorofila e açúcares totais, açúcares redutores e proteínas foram encontrados nas concentrações de 0,4 g L-1, enquanto para aminoácidos os maiores teores foram obtidos com a adição de 0,8 g L-1 de biomassa. No segundo experimento, os tratamentos consistiram na adição de concentrações do extrato da microalga D. subspicatus (0,1; 0,2; 0,4 e 0,8 g L-1) no meio MS e um controle (sem extrato). Para a formação da parte aérea a concentração de 0,2 g L-1 apresentou resultados mais eficientes, como também para a rizogênese. O aumento da concentração do extrato (0,8 g L-1) da microalga foi prejudicial ao crescimento dos explantes. Em relação à análise bioquímica, a adição de 0,2 g L-1 do extrato também apresentou os melhores resultados em relação aos pigmentos fotossintéticos, açúcares, proteínas e aminoácidos mostrando a maior eficiência no crescimento in vitro de amoreira-preta. No terceiro experimento, os explantes foram cultivados em sala de crescimento sob lâmpadas diodos emissores de luz (LED branco, vermelho, azul, azul + vermelho (1:1) e amarelo). Nos cultivos, sob lâmpadas LED azul + vermelha (1:1) foram observadas as melhores respostas da parte aérea e radicial, sob LED vermelha, a maior altura de plantas (4,77 cm), maior enraizamento (99,71cm) e os maiores teores de clorofila (2,86 mg/g), sendo considerada inferior a luz branca, para algumas variáveis. A adição de 0,4 g L-1 de biomassa e 0,2 g L-1 do extrato aquoso da microalga D. subspicatus, mostraram-se eficientes na micropropação da amoreira-preta, sendo uma alternativa para uso dos reguladores vegetais comerciais utilizados. Os resultados sugerem que a lâmpada LED azul + vermelha (1:1) foi a mais adequada para o crescimento e desenvolvimento das plantas de amoreira-preta e se torna uma opção de fonte de luz alternativa na sala de crescimento para a micropropagação da cultivar Xingu.

Abstract: Blackberry (Rubus spp.) is traditionally propagated by root cuttings, branch cuttings, and by subdividing clumps. One of the main difficulties of these methods is the spread of diseases and pests. However, an alternative to solve this problem is the use of micropropagation techniques. By using these techniques, it is possible to ensure health, large volume, and uniformity of seedlings in a short period of time. Alternatives can be used, such as biostimulants in the culture medium and different wavelengths in the growth room for large-scale seedling propagation. The aim of this study was to create a new micropropagation protocol for the blackberry cultivar Xingu, with the addition of biomass and extract of the microalga Desmodesmus subspicatus in the MS culture medium and the use of light-emitting diodes (LED). In the first experiment, the addition of microalgal biomass was tested at different concentrations (0,1; 0,2; 0,4, and 0,8 g L-1) and a control (without biomass). Three subcultures were carried out for the same media every 50 days. For the formation of the aerial and root parts of the blackberry plants, the concentration of 0,4 g L-1 of microalgal biomass showed the best responses for all variables analyzed. Biochemical analyses of the leaves indicated that the highest levels of chlorophyll and total sugars, reducing sugars, and proteins were found at the concentration of 0,4 g L-1, while the highest levels of amino acids were obtained with the addition of 0,8 g L-1 of biomass. In the second experiment, the treatments consisted of the addition of concentrations of D. subspicatus microalgal extract (0,1; 0,2; 0,4, and 0,8 g L-1) in the MS medium and a control (without extract). For the formation of the aerial part, the concentration of 0,2 g L-1 showed more efficient results, as well as for rhizogenesis. Increasing the concentration of microalgal extract (0,8 g L-1) was detrimental to the growth of explants. Regarding biochemical analysis, the addition of 0,2 g L-1 of the extract also showed the best results in relation to photosynthetic pigments, sugars, proteins, and amino acids, showing the highest efficiency in the in vitro growth of blackberry. In the third experiment, the explants were grown in a growth room under light-emitting diodes (LED white, red, blue, blue + red (1:1), and yellow). In the cultures, under blue + red LED lamps (1:1), the best responses of the aerial and root parts were observed. Under the red LED, the highest plant height (4,77 cm), the highest rooting (99,71 cm), and the highest chlorophyll levels (2,86 mg/g) were observed, being considered inferior to white light for some variables. The addition of 0,4 g L-1 of biomass and 0,2 g L-1 of the aqueous extract of D. subspicatus microalga proved to be efficient in the micropropagation of blackberry, being an alternative to the use of commercial plant growth regulators. The results suggest that the blue + red LED lamp (1:1) was the most suitable for the growth and development of blackberry plants and becomes an alternative light source in the growth room for the micropropagation of the cultivar Xingu.