Influência de diferentes espectros luminosos na recuperação de culturas nodulares criopreservadas e na germinação de sementes de Vriesea reitzii Leme & A.F. Costa

Abstract

O bioma Mata Atlântica é considerado um Hotspot de biodiversidade. Nesse bioma, encontra- se a família Bromeliaceae. Vriesea Lindl é considerado o terceiro maior gênero de bromélia no Brasil. Vriesea reitzii Leme & A.F. Costa é uma bromélia epífita e endêmica considerada na categoria \"Vulnerável\" (VU). No cultivo in vitro de bromélias além da micropropagação tradicional, baseado em organogênese e embriogênese somática, é possível observar um padrão de resposta morfogênico característico e diferencial. Este padrão é definido como culturas nodulares (CNs). Protocolos para a indução de CNs em V. reitzii já foram estabelecidos. A criopreservação é utilizada para a conservação dos recursos genéticos vegetais a longo prazo. A vitrificação é uma das técnicas existentes de criopreservação. A luz é um fator muito importante para o desenvolvimento e recuperação das plantas após a criopreservação. As alterações luminosas no ambiente de cultivo proporcionam ajustes do aparelho fotossintético das plantas, os quais resultam na maior eficiência na absorção e transferência de energia para os processos fotossintéticos. Nesse sentido, os teores dos pigmentos cloroplastídicos, como as clorofilas e carotenóides, podem ser utilizados como importantes marcadores de adaptação do vegetal. O objetivo deste trabalho foi investigar o efeito de diferentes espectros luminosos na recuperação de cultura nodulares de Vriesea reitzii criopreservadas, e na germinação de suas sementes. CNs foram induzidas, previamente, foram desidratadas por 15min em solução PVS2 e submetidas criopreservação. Na fase de recuperação, as culturas foram expostas a diferentes espectros luminosos por 45 dias. Os maiores percentuais obtidos na recuperação de culturas nodulares, no sistema in vitro, foram no espectro de luz branco (75%) e fluorescente (56,25%). Não foi possível observar alterações anatômicas e histológicas nas culturas criopreservadas, bem como, nos diferentes espectros de luz na recuperação. Na germinação de sementes em diferentes espectros de luz, de forma geral, os resultados mais expressivos obtidos foram nos espectros de luz fluorescente, principalmente, na variável altura de plântula (5,47cm), massa fresca (0,0785g), massa seca (0,0070g), comprimento de raiz (1,45cm) e número de folhas por plântula (4,50folhas). Plântulas submetidas ao espectro de luz azul não desenvolveram raízes. Os maiores tores de clorofila a e b foram observados em plântulas cultivados em espectro de luz fluorescente (0,29 mg.g-1 MF) e em azul (0,44 mg.g-1 MF). O maio teor de clorofila totais foi encontrado no espectro de luz fluorescente (0,63 mg.g-1 MF).Enquanto que, o maior teor de caratenóides em plântulas submetidos ao espectro de luz azul (0,88 mg.g-1 MF). As maiores taxas de recuperação após a criopreservação foram obtidas nos espectros fluorescente e branco. Em relação as taxas de germinação, todos os tratamentos obtiveram bons índices de germinação, porém o espectro de luz fluorescente teve destaque na variável tamanho de plântula quando comparado aos demais tratamentos. No entanto, os maiores teores de clorofila total e carotenoides foram observados no cultivo com o espectro de luz azul. Concluímos que a recuperação de CNs de Vriesea reitzii após a criopreservação é afetada por diferentes espectros luminosos e que todos os tratamentos obtiveram bons índices de germinação.

Abstract: The Atlantic Forest biome is considered a biodiversity hotspot. In this biome, the Bromeliaceae family is found. Vriesea Lindl is considered the third largest genus of bromeliads in Brazil. Vriesea reitzii Leme & A.F. Costa is an epiphytic and endemic bromeliad considered in the \"Vulnerable\" (VU) category. In the in vitro culture of bromeliads, in addition to traditional micropropagation, based on organogenesis and somatic embryogenesis, it is possible to observe a characteristic and differential morphogenic response pattern. This pattern is defined as nodular cultures (NCs). Protocols for the induction of NCs in V. reitzii have already been established. Cryopreservation is used for the long-term conservation of plant genetic resources. Vitrification is one of the existing cryopreservation techniques. Light is a very important factor in the development and recovery of plants after cryopreservation. Light changes in the cultivation environment provide adjustments to the photosynthetic apparatus of plants, which result in greater efficiency in the absorption and transfer of energy for photosynthetic processes. In this sense, the levels of chloroplast pigments, such as chlorophylls and carotenoids, can be used as important markers of plant adaptation. The objective of this work was to investigate the effect of different light spectra on the recovery of cryopreserved nodular cultures of Vriesea reitzii and the germination of their seeds. NCs were induced, previously dehydrated for 15min in PVS2 solution, and submitted to cryopreservation. In the recovery phase, the cultures were exposed to different light spectra for 45 days. The highest percentages obtained in the recovery of nodular cultures, in the in vitro system, were in the white (75%) and fluorescent (56.25%) light spectrum. It was not possible to observe anatomical and histological alterations in the cryopreserved cultures, as well as in the different light spectra in the recovery. In the germination of seeds in different light spectra, in general, the most expressive results were obtained in the fluorescent light spectra, mainly in the variable seedling height (5.47cm), fresh mass (0.0785g), dry mass (0.0070g), root length (1.45cm) and several leaves per seedling (4.50leaves). Seedlings subjected to the blue light spectrum did not develop roots. The highest levels of chlorophyll a and b were observed in seedlings grown in fluorescent light spectrum (0.29 mg.g-1 MF) and in blue (0.44 mg.g-1 MF). The highest total chlorophyll content was found in the fluorescent light spectrum (0.63 mg.g-1 MF). While the highest carotenoid content in seedlings subjected to the blue light spectrum (0.88 mg.g-1 MF). The highest recovery rates after cryopreservation were obtained in the fluorescent and white spectra. Regarding germination rates, all treatments had good germination rates, but the fluorescent light spectrum was highlighted in the seedling size variable when compared to the other treatments. However, the highest levels of total chlorophyll and carotenoids were observed in the cultivation with the blue light spectrum. We concluded that the recovery of NCs from Vriesea reitzii after cryopreservation is affected by different light spectra and that all treatments had good germination rates.