Efeitos estruturais do cultivo in vitro e aclimatização ex vitro em raiz e folha de espécies de Cattleya Lindl. (Orchidaceae)

Abstract

A propagação in vitro de orquídeas constitui um dos métodos mais conhecidos e utilizados para produção de mudas de alta qualidade e conservação de espécies ameaçadas de extinção, suprindo, assim, os problemas decorrentes da complexidade de germinação a partir de sementes e a exploração sem controle em seu hábitat natural. No cultivo in vitro plantas são condicionadas a alta umidade, trocas gasosas restritas e baixa luminosidade, necessitando de aclimatização ex vitro para possibilitar alterações estruturais e fisiológicas adaptativas ao novo ambiente, garantindo desenvolvimento e crescimento. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar alterações qualitativas e quantitativas de folhas e raízes de espécies de Cattleya (Orchidaceae) cultivadas in vitro e aclimatizadas ex vitro. Sementes de C.xanthina e C.velutina foram inoculadas, germinadas e plântulas multiplicadas foram mantidas in vitro por 180 dias, em meio MS/2, suplementado com 20 gL-1 de sacarose, 7 gL-1 de ágar e 1,5 gL-1 de carvão ativado. Após, foram pré-aclimatizadas (PAC) ex vitro por 60 dias, em caixas com atmosfera saturada, em câmara Fitotron. Depois foram aclimatizadas (AC) ex vitro em casa de vegetação por 90 dias. Amostras de folhas e raízes foram processadas e analisadas em microscopias óptica e eletrônicas de varredura e transmissão. Foram também mensurados: suculência, teor de clorofilas, densidade estomática, dimensão dos estômatos e espessura dos tecidos foliares e da raiz. Os dados foram analisados com ANOVA ou Kruskal-Wallis e comparados por teste Tukey ou Dunn. Em folhas de C. xanthina, as modificações estruturais decorrentes da aclimatização foram: na epiderme, paredes periclinais externas passaram de retas a convexas e acentuou-se deposição de ceras epicuticulares; estômatos alteraram da forma elíptica a arredondada, sem borda cuticular na PAC e com borda obliterando parcialmente o poro em AC; mesofilo homogêneo in vitro mostrou células parenquimáticas mais alongadas adaxialmente e maior número de camadas celulares quando ex vitro; aumento de massa seca. Densidade estomática manteve-se. Registrou-se: amiloplastos na PAC e cloroplastos com tilacóides organizados e grana bem desenvolvido na AC. Na raiz, nas condições ex vitro, ocorreu expansão do córtex. Em folhas de C.velutina, as modificações estruturais foram: redução gradual da densidade estomática; aumento da área foliar e do diâmetro polar dos estômatos; redução das concentrações de clorofila e carotenoides. Mesofilo, na PAC, mostrou células mais alongadas e maior espessura, na condição in vitro e na AC foi similar. Massa seca e suculência não sofreram alteração. Cloroplastos in vitro exibiram evidências de degradação, com rompimento da membrana externa até completa desestruturação; na PAC, mostraram-se com aspecto mais organizado, porém rara formação de grana; na AC, plastoglóbulos osmiofílicos foram conspícuos e raramente com grana. Observou-se senescência das folhas na AC. A raiz não apresentou alterações na espessura dos tecidos, mas ocorreu maior diferenciação na endoderme e no cilindro vascular. Poucas raízes formaram-se ex vitro. Os resultados refletem a plasticidade estrutural de C. xanthina no processo de aclimatização assegurando o equilíbrio hídrico e captação de luz tendo em vista as distintas condições de umidade e luminosidade. Entretanto, os dados sobre C.velutina indicaram algumas alterações estruturais insuficientes para suportar as condições ambientais de aclimatização.<br>

Abstract : In vitro propagation of orchids is one of the most known methods and used for production of high quality seedlings and conservation of endangered species, supplying thus the problems arising from the complexity of germination from seed and exploitation without control their natural habitat. In the vitro culture plants are conditioned to high humidity, gas exchange reduction and low light, requiring acclimatization ex vitro to allow structural and physiological changes adaptive to the new environment, ensuring development and growth. The aim of this study was to evaluate qualitative and quantitative changes in leaves and roots of species of Cattleya (Orchidaceae) cultured in vitro and ex vitro acclimatization. C.xanthina and C.velutina seeds were inoculated germinated seedlings were multiplied and maintained in vitro for 180 days in MS/2 medium supplemented with 20 gL-1 sucrose, 7 gL-1 agar and 1,5 gL-1 of activated charcoal. After, were pre-acclimatized (PAC) ex vitro for 60 days in boxes with saturated atmosphere in phytotron chamber. After were acclimatized (AC) ex vitro in a greenhouse for 90 days. Samples leaves and root were processed and analyzed in optical microscopy and electronic scanning and transmission. Were also measured: succulence, chlorophyll content, stomatal density, stomatal size and thickness of the foliage and root. Data were analyzed with ANOVA or Kruskal-Wallis and compared by Tukey or Dunn test. In leaves of C. xanthina, structural modifications due to acclimatization were: in the epidermis, external periclinal walls went from straight to convex and was accentuated deposition of waxes; stomata changed the elliptical form the rounded, without cuticular edge on the CAP and edge partially obliterating the pore in AC; mesophyll homogeneous in vitro showed more elongated parenchyma cells adaxialmente and greater number of cell layers when ex vitro; increase in dry mass. Stomatal density remained. Was recorded: amiloplasts the PAC and chloroplasts with thylakoids organized and grana well developed in AC. At root, in the ex vitro conditions, there was expansion of the cortex. On leaves of C.velutina, structural changes were gradual reduction in stomatal density; increased leaf area and the polar diameter of the stomata; reduction the concentrations of chlorophyll and carotenoids. Mesophyll, the PAC, showed more elongated cells and more thickness, in the condition in vitro and in the AC was similar. Dry mass and succulence did not change. Chloroplasts in vitro showed evidence of degradation with rupture of the outer membrane until complete disintegration; in the PAC, showed up more organized aspect, however rare grana formation; AC, plastoglobulos osmiofílicos were more evident and rarely with grana. Was observed senescence of leaves in AC. The root had no change in tissue thickness, but has occurred greater differentiation in the endoderm and vascular cylinder. Few roots formed ex vitro. The results reflect the structural plasticity of C. xanthina in the acclimatization process ensuring hydric balance and captation light in view of the different conditions of humidity and light. However, data on C.velutina indicated some structural changes insufficient to support the environmental conditions of acclimatization.