Caracterização anatômica comparativa de folhas de Acca sellowiana no cultivo in vitro, ex vitro e in vivo

Abstract

A goiabeira serrana (Acca sellowiana (Berg) Burret), pertencente à família Myrtaceae, é uma espécie frutífera nativa no sul do Brasil e no Uruguai. A propagação vegetativa convencional dessa espécie por estaquia apresenta baixa eficiência, sendo a cultura de tecidos vegetais uma alternativa viável, com protocolo já estabelecido. O cultivo in vitro pode causar alterações anatômicas, morfológicas e fisiológicas nas plantas, prejudicando a aclimatização das plantas micropropagadas. O modo heterotrófico de nutrição e a falta de mecanismos de controle de perda de água estabelecem plantas vulneráveis ao choque no transplantio para a casa de vegetação (ex vitro) ou campo. O objetivo do trabalho foi descrever e comparar aspectos anatômicos, relacionados a respostas fisiológicas das folhas de duas cultivares de A. sellowiana no cultivo in vitro (Sistema convencional de micropropagação e Sistema natural de ventilação), ex vitro e in vivo. Secções paradérmicas e transversais da lâmina foliar no cultivo in vitro, ex vitro e in vivo, foram feitas à mão-livre e em lâminas permanentes para a medição das estruturas anatômicas em microscópio de luz. Também foram realizadas a extração e dosagem de clorofila a, b e carotenoides no cultivo in vitro. A densidade dos estômatos teve maior média de estômatos/mm² no sistema de ventilação natural, assim como dimensão estomática polar (comprimento do estômato) e do poro estomático (comprimento do poro). A concentração de clorofila a em folhasfoi maior no sistema de ventilação natural. A espessura do mesofilo, do parênquima paliçádico, do parênquima esponjoso e do perímetro do xilema e a cutícula abaxial foram menores em folhas de plantas no cultivo em sistema de ventilação natural. A densidade estomática não apresentou diferença estatística entre o cultivo ex vitro e in vivo, no entanto ambas foram superiores ao cultivo in vitro. Com relação a largura do estômato o tratamento in vitro apresentou maior dimensão em relação as demais. O comprimento do estômato e do poro estomático foi menor no cultivo ex vitroem relação ao cultivo in vitro. A espessura da cutícula nas faces adaxial e abaxial foram maiores no cultivo ex vitro e menores no cultivo in vitro. A espessura da epiderme na face abaxial e adaxial, espessura da lamina foliar, perímetro do xilema foi menor no cultivo in vitro do que nos demais cultivos. O índice de plasticidade fenotípica (IP) em folhas de A. sellowiana indica que a densidade estomática e o perímetro do xilema apresentam maior índice (0,52), enquanto que o comprimento do poro estomático apresenta o menor índice (0,003). O sistema de ventilação natural no cultivo in vitro promoveu ajustes morfofisiológicos que devem favorecer a transição do cultivo in vitro para o ex vitro (aclimatização). A plasticidade nos tecidos foliares na comparação do cultivo in vitro para o ex vitro indicam que houve ajustes morfofisiológicos essenciais para sobrevivência da espécie no processo de micropropagação

Abstract: The Pineapple Guava (Acca sellowiana (Berg) Burret), belonging to the Myrtaceae family, is a fruit species native to southern Brazil and Uruguay. The conventional vegetative propagation of this species by cuttings has low efficiency, and the culture of plant tissues is a viable alternative, with an already established protocol. In vitro cultivation can cause anatomical, morphological and physiological changes in plants, impairing the acclimatization of micropropagated plants. The heterotrophic mode of nutrition and the lack of water loss control mechanisms establish plants vulnerable to shock when transplanted to the greenhouse (ex vitro) or field. The objective this work was to describe and compare anatomical aspects, related to the physiological responses of the leaves of two cultivars of A. sellowiana in in vitro culture (Conventional micropropagation system and Natural ventilation system), ex vitro and in vivo. Paradmal and cross sections of the leaf blade in in vitro, ex vitro and in vivo cultivation were made by hand and in permanent slides for the measurement of anatomical structures under a light microscope. Chlorophyll a, b and carotenoids were also extracted and dosed in in vitro culture. Stomatal density had a higher average stomata/mm² in the natural conformity system, as well as polar stomatal dimension (stoma length) and stomatal pore (pore length). The concentration of chlorophyll a in leaves was higher in the natural compliance system. The thickness of the mesophile, the palisade parenchyma, the spongy parenchyma and the xylem perimeter and the abaxial cuticle were smaller in plant leaves in cultivation under a natural regulation system. Stomatal density showed no statistical difference between ex vitro and in vivo culture, however both were superior to in vitro culture. Regarding the width of the stoma, the in vitro treatment presented a larger dimension in relation to the others. Stomatal and stomatal pore length was shorter in ex vitro culture compared to in vitro culture. The cuticle thickness on the adaxial and abaxial surfaces were higher in ex vitro culture and lower in in vitro culture. The thickness of the epidermis on the abaxial and adaxial surface, the thickness of the leaf blade, the perimeter of the xylem was less in in vitro culture than in other cultures. The phenotypic plasticity index (PI) in leaves of A. sellowiana indicates that the stomatal density and the perimeter of the xylem have the highest index (0.52), while the length of the stomatal pore has the lowest index (0.003). The system of natural conditions in in vitro culture promoted the morphophysiological adjustments that should favor a transition from in vitro culture to ex vitro culture (acclimatization). The plasticity in leaf tissues when comparing in vitro to ex vitro cultivation indicates that there were essential morphophysiological adjustments for the areas of the species in the micropropagation process.