Biotecnologias apropriadas ao uso e conservação de Epidendrum fulgens Brongn (Orchidaceae): condições ideais de cultivo, fixação de ganho genético e identificação de microrganismos associados

Abstract

Considerando a grande diversidade de orquídeas existentes no Brasil, o valor ornamental de muitas delas, e a necessidade do emprego de biotecnologias dependentes de uma estrutura laboratorial para a sua adequada propagação massal, o objetivo deste trabalho foi: desenvolver e aprimorar protocolos adequados à micropropagação e à fixação de ganho genético, bem como o estudo de microrganismos associados à Epidendrum fulgens Brongn (Orchidaceae), a fim de possibilitar seu uso e dar subsídios à sua conservação. Foram desenvolvidos quatro capítulos que abordaram: (i) a influência dos comprimentos de onda da luz e a troca da atmosfera in vitro e biorreatores de imersão temporária em todas as etapas da micropropagação de E. fulgens; (ii) a relação entre o padrão de ploidia dos tecidos ou órgãos usados como explantes para a indução de estruturas semelhantes a protocormos (PLB) com a ploidia das plantas regeneradas destes PLB; (iii) o isolamento, identificação e caracterização de fungos associados à protocormos e raízes de E. fulgens. Os principais resultados obtidos foram: (i) a ventilação natural da atmosfera in vitro é detrimental nas etapas iniciais da micropropagação e benéfica nas etapas de crescimento de plântulas, enquanto as fontes de luz LED nos comprimentos de onda azul e vermelho têm efeitos positivos em todas as etapas. O uso de biorreatores de imersão temporária resulta num incremento adicional na produtividade e na qualidade final das mudas; (ii) todos os tecidos/órgãos analisados são endopoliplóides. Foram desenvolvidos protocolos de indução de PLB a partir de folhas, raízes e bases de protocormos de E. fulgens. As plantas regeneradas a partir dos PLB de explantes foliares mantiveram a mesma ploidia das plantas obtidas de sementes, indicando que o protocolo é adequado para a fixação de ganho genético da espécie; (iii) um total de quatorze isolados fúngicos foram obtidos, pertencentes à três espécies de basidiomicetos e quatro de ascomicetos. Os três basidiomicetos, duas possíveis novas espécies de Tulasnella e uma da ordem Sebacinales, foram capazes de promover a germinação simbiótica de sementes de E. fulgens in vitro. Serendipita restingae sp. nov. (Sebacinales) é descrita como uma nova espécie de fungo micorrízico de orquídea, a qual foi demonstrada ser também capaz de colonizar a raiz de plantas de diferentes famílias botânicas.

Abstract: Considering the great diversity of orchids existing in Brazil, the ornamental value of many of them, and the need to use biotechnologies dependent on a laboratory structure for their adequate mass propagation, the main objective of this work was: to develop and improve protocols suitable for the micropropagation and the fixation of genetic gain, as well as the study of microorganisms associated with Epidendrum fulgens Brongn (Orchidaceae), in order to enable its utilization and provide subsidies for its conservation. Four chapters were developed that addressed: (i) the influence of the wavelengths of light and the exchange of the in vitro atmosphere and temporary immersion bioreactors in all stages of E. fulgens micropropagation; (ii) the relationship between the ploidy pattern of the tissues or organs used as explants for the induction of protocorm-like bodies (PLB) with the ploidy of the plants regenerated from these PLB; (iii) the isolation, identification and characterization of fungi associated with E. fulgens protocorms and roots. The main results obtained were: (i) the natural ventilation of the in vitro atmosphere is detrimental in the initial stages of micropropagation and beneficial in the stages of plantlet growth, while the LED light sources in the blue and red wavelengths have positive effects in all steps. The use of temporary immersion bioreactors results in an additional increase in productivity and in the final quality of the seedlings; (ii) all tissues / organs analyzed are endopolyploid. PLB induction protocols were developed from E. fulgens leaves, roots and protocorm bases. Plants regenerated from PLB of leaf explants maintained the same ploidy as plants obtained from seeds, indicating that the protocol is suitable for fixing genetic gains in the species; (iii) a total of fourteen fungal isolates were obtained, belonging to three species of basidiomycetes and four ascomycetes. The three basidiomycetes, two possible new species of Tulasnella and one of the Sebacinales order, were able to promote the symbiotic germination of E. fulgens seeds in vitro. Serendipita restingae sp. nov. (Sebacinales) is described as a new species of orchid mycorrhizal fungus, which has also been shown to be able to colonize the roots of plants from different botanical families.