Caracterização morfoanatômica da morfogênese in vitro em Gaylussacia brasiliensis (Spr.) Meissn. (Ericaceae)

Abstract

Abstract: Gaylussacia brasiliensis é uma espécie arbustiva da família Ericaceae, nativa do Brasil, com distribuição predominante nas regiões costeiras. Entre suas características destacam-se os frutos ricos em antioxidantes, que conferem à espécie potencial para diversas aplicações. No entanto, a propagação convencional de G. brasiliensis enfrenta desafios, limitando sua conservação e uso. Técnicas de biotecnologia vegetal, como a cultura de tecidos, oferecem soluções para superar esses gargalos. Estudos anteriores demonstraram que explantes foliares de G. brasiliensis tratados com Thidiazuron (TDZ) originaram duas rotas morfogenéticas simultâneas. Contudo, aspectos histológicos desses processos de desenvolvimento, os tipos celulares envolvidos, os efeitos de diferentes concentrações de TDZ e o impacto da ventilação natural na regeneração de plantas permanecem inexplorados. Este estudo teve como objetivo otimizar o protocolo de indução e regeneração de plantas de G. brasiliensis, analisando o impacto do TDZ nas alterações morfogenéticas e ontogenéticas. Os resultados demonstraram que a concentração ótima de TDZ para indução foi de 6,52 µM, enquanto concentrações superiores aumentaram significativamente a frequência de oxidação e calogênese. Análises histológicas na dose ótima revelaram intensa atividade mitótica no periciclo e nas regiões subepidérmicas adjacentes, com formação de meristemóides observada. A rota de organogênese direta foi descrita, evidenciando que a formação de brotos adventícios sem a formação de calos. Além disso, nos experimentos de regeneração, observou-se que os tratamentos compostos por frascos sem troca gasosa apresentaram uma redução de 66% no número médio de brotos em comparação aos frascos com ventilação natural. Esses resultados destacam a importância das análises anatômicas para a compreensão detalhada dos processos de desenvolvimento in vitro, além de reforçar a necessidade de otimizar a concentração de reguladores de crescimento e de garantir condições adequadas de cultivo para promover uma indução e regeneração eficiente. Os avanços apresentados contribuem para a melhoria dos protocolos de micropropagação, bem como fornecem subsídios valiosos para futuras aplicações visando a preservação dessa espécie e o aproveitamento de seu potencial biotecnológico.

Abstract: Gaylussacia brasiliensis (Spr.) Meissn. (Ericaceae) is a shrub native to Brazil, predominantly distributed along coastal regions. Its notable characteristics include antioxidant-rich fruits, which confer potential for various applications. However, conventional propagation of this species faces challenges, limiting its conservation and use. Plant biotechnological techniques, such as tissue culture, offer solutions to overcome these limitations. Previous studies have shown that leaf explants of G. brasiliensis treated with thidiazuron (TDZ) generated two simultaneous morphogenetic pathways. Nevertheless, the histological aspects of these developmental processes, the cell types involved, the effects of different TDZ concentrations, and the impact of natural ventilation on plant regeneration remain underexplored. This study aimed to optimize the protocol for the induction and regeneration of G. brasiliensis plants, analyzing the impact of TDZ on morphogenetic and ontogenetic changes. The results demonstrated that the optimal TDZ concentration for induction was 6.52 µM, while higher concentrations significantly increased oxidation and callogenesis, reducing regenerative efficiency. Histological analyses at the optimal dose revealed intense mitotic activity in the pericycle and adjacent subepidermal regions, with the formation of meristemoids observed. The direct organogenesis pathway was described, showing that adventitious shoot formation occurred without intermediate callus formation. Furthermore, in regeneration experiments, treatments using non-ventilated vessels showed a 66% reduction in the average number of shoots compared to naturally ventilated vessels. These results underscore the importance of anatomical analyses for a detailed understanding of in vitro developmental processes, as well as the need to optimize growth regulator concentrations and ensure adequate cultivation conditions to promote efficient induction and regeneration. The advances presented here contribute to the improvement of micropropagation protocols and provide valuable insights for future applications aimed at the preservation of this species and the utilization of its biotechnological potential.