Conservação ex situ de sementes e micropropagação de Chusquea mimosa (Bambusoideae; Poaceae)

Abstract

Os bambus distribuem-se amplamente pelo planeta e apresentam grande importância econômica, social e ecológica. No Brasil, a sua cadeia produtiva encontra-se em estruturação, e a multifuncionalidade deste grupo taxonômico revela atributos únicos quanto aos demais recursos genéticos vegetais. Além dos múltiplos usos, os bambus prestam diversos serviços ecossistêmicos aos ambientes onde habitam. Ferramentas biotecnológicas são importantes aliadas para a caracterização e o uso sustentável de bambus, principalmente quando se considera que as espécies desse grupo somente florescem e produzem sementes em longos intervalos de tempo. O presente trabalho teve como objetivo utilizar essas ferramentas para a conservação ex situ de sementes e a micropropagação visando a produção massal de mudas de Chusquea mimosa, bambu nativo do Brasil, com grande ocorrência na região Sul do País. Nos anos de 2019 e 2021 foram registrados florescimentos por meio de observação do grupo de pesquisadores do Programa de Pós-graduação em Recursos Genéticos Vegetais ? UFSC. Todas as sementes utilizadas nos experimentos foram obtidas de touceiras de Chusquea mimosa localizadas na região da Serra do Rio do Rastro, município de Lauro Müller ? Santa Catarina, Brasil. As sementes foram inicialmente submetidas à curva de desidratação para a determinação do ponto crítico tolerado para o armazenamento. E uma curva de regressão utilizando uma solução de vitrificação PVS3 por 30, 60, 120 e 180 minutos, com uma testemunha sem adição de PVS3 para o tratamento de criopreservação. Posteriormente as curvas, as sementes foram submetidas às quatro condições de temperatura, (-196, -20, 6 e 25 ºC), onde permaneceram armazenadas por seis meses, sendo avaliadas a germinação em quatro períodos (0, 2, 4, e 6, meses). O descongelamento das amostras que ficaram sob as temperaturas de (-196, -20,) foi realizado a 40º C. Ao final de cada período de armazenamento as sementes foram submetidas à desinfestação e então inoculadas in vitro. A criopreservação (-196 °C) mostrou maior potencial de conservação com cerca de 50% de taxa de germinação após os 6 meses, enquanto os tratamentos conservados nas temperaturas de 6 °C, 25 °C e -20 °C apresentaram taxas de germinação de 30,3%, 10% e 6,6% respectivamente. A micropropagação do Chusquea mimosa foi avaliada a partir da germinação in vitro testando-se a retirada da pálea e lema das sementes. Esse procedimento aumentou em 40% a taxa de germinação em relação às sementes que tiveram todas as estruturas intactas, além da diminuição de 20% na taxa de contaminação após a introdução in vitro. A multiplicação in vitro, foi realizada em meio de cultura MS, com uma curva de regressão das citocininas (Cks): 6-benzilaminopurina (BAP) e meta-topolina (mT) (0, 10, 20 e 30 µM). Após 30 dias avaliou-se o número de colmos, altura de colmos, comprimento de raízes. Foi concluído que o meio MS suplementado com 20 µM de mT apresentou o maior incremento em número de colmos, mas de forma geral, o uso das duas citocininas promoveu aumento da taxa de multiplicação quando comparado à testemunha.

Abstract: Bamboo are widely distributed across the planet and have great economic, social, and ecological importance. In Brazil, its production chain is being structured, and the multi-functionality of this taxonomic group reveals unique attributes compared to other plant genetic resources. In addition to multiple uses, bamboos provide various ecosystem services to the environments where they inhabit. Biotechnological tools are important allies for the characterization and sustainable use of bamboo, especially considering that species in this group only flower and produce seeds over long periods. The present work aimed to use these tools for the ex situ conservation of seeds and micropropagation aiming at the mass production of seedlings of Chusquea mimosa, a bamboo native to Brazil, with great occurrence in the southern region of the country. In the years 2019 and 2021, flowering was recorded through observation by a group of researchers from the Graduate Program in Plant Genetic Resources - at UFSC. All seeds used in the experiments were obtained from Chusquea mimosa clumps located in the Serra do Rio do Rastro region, municipality of Lauro Müller ? Santa Catarina, Brazil. The seeds were initially submitted to the dehydration curve to determine the critical point tolerated for storage. And a regression curve using a PVS3 vitrification solution for 30, 60, 120, and 180 minutes, with control without the addition of PVS3 for the cryopreservation treatment. After the curves, the seeds were submitted to the four temperature conditions, (-196, -20, 6, and 25 ºC), where they remained stored for six months, being evaluated the germination in four periods (0, 2, 4, and 6, months). The thawing of the samples that remained under temperatures of (-196, -20,) was carried out at 40º C. At the end of each storage period, the seeds were subjected to disinfestation and then inoculated in vitro. Cryopreservation (-196 °C) showed greater conservation potential with about 50% of germination rate after 6 months, while treatments preserved at temperatures of 6 °C, 25 °C, and -20 °C showed germination rates of 30.3%, 10%, and 6.6% respectively. The micropropagation of Chusquea mimosa was evaluated from the in vitro germination testing the removal of the palea and lemma from the seeds. This procedure increased the germination rate by 40% compared to seeds that had all structures intact, in addition to a 20% decrease in the contamination rate after in vitro introduction. In vitro multiplication was performed in an MS culture medium, with a regression curve of cytokinins (Cks): 6-benzylaminopurine (BAP) and meta-topoline (mT) (0, 10, 20, and 30 µM). After 30 days, the number of stems, stem height, and root length were evaluated. It was concluded that the MS medium supplemented with 20 µM of mT showed the greatest increase in the number of stems, but in general, the use of the two cytokinins promoted an increase in the multiplication rate when compared to the control.