Embriogênese somática em Macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.) a partir de tecidos foliares de plantas adultas

Abstract

Este trabalho teve como objetivo induzir a embriogênese somática em macaúba a partir de tecidos foliares de plantas adultas, além de elucidar morfoanatomicamente as diferentes etapas envolvidas no processo. Foram utilizadas folhas jovens e não expandidas (palmito) de Acrocomia aculeata, provenientes de plantas adultas. Os explantes foram inoculados em meio de indução de calos, formado pelos sais e vitaminas do meio Y3, adicionado das auxinas 2,4-D e picloram na concentração de 450 µM, além da presença ou ausência de 20 µM de 2iP. Durante a indução, foi avaliada a influência da região do palmito utilizada na formação de calos. Assim, uma vez coletado e desinfestado, os palmitos (30 cm de comprimento) foram subdividido em regiões basal, mediana e apical, todas de igual tamanho (10 cm direção ápice meristemático para o ápice foliar), de onde foram excisados explantes de 1,0 cm2 que foram inoculados em meio de indução. As avaliações sobre a formação, assim como a coleta dos calos formados foram realizadas aos 6, 9 e 12 meses de cultivo. Após cada período de coleta, os calos foram multiplicados por até quatro subcultivos de 30 dias cada em meio de cultura Y3, com 450 µM de picloram, sendo avaliados quanto à taxa de multiplicação e incremento de massa fresca. Para a etapa de diferenciação dos calos embriogênicos em embriões somáticos, três ensaios foram realizados: o primeiro, em meio de cultura Y3 semissólido com de 2,4-D e picloram (0, 10, 20, 40, 80 e 120 µM). No segundo, utilizou-se meio de cultura Y3 líquido sob agitação com 2,4–D (0 ou 5 µM). Por fim, no terceiro avaliou-se a influência do tempo de permanência dos calos em meio líquido. Os embriões somáticos diferenciados foram germinados em meio de cultura Y3, desprovido de reguladores de crescimento. Em todas as etapas do processo embriogênico, a caracterização morfoanatômica das diferentes etapas envolvidas no processo foram realizadas. Verificou-se resultados significativamente superiores quanto à percentagem de formação de calos utilizando a auxina picloram com relação ao 2,4-D em todos as condições testadas. A adição de 2iP ao meio de indução não proporcionou melhoria na formação de calos. Independentemente da região do palmito, os melhores resultados para indução de calos foram observados aos 9 meses em cultivo, com 59,9% dos explantes formando calo. Quando somente a região do palmito foi avaliada, independentemente do tempo da coleta, a mais distal ao meristema foi a que proporcionou maior formação de calos (52,9%). De maneira geral, os tratamentos utilizados para a diferenciação de embriões somáticos dos calos embriogênicos não diferiram nas respostas obtidas, podendo ser considerado um processo lento e irregular, fato também observado durante a etapa de germinação dos embriões somáticos. Durante a avaliação da ontogenia dos calos, foi observado o desenvolvimento de células hipertrofiadas no explante aos 30 dias de cultivo dos explantes foliares em meio de indução. Aos 60 dias de cultivo foram verificados os primeiros sinais visíveis de divisão celular ativa e presença de células indiferenciadas no mesofilo foliar, progredindo até a formação de calos na região do feixe vascular aos 90 dias de cultivo. Os calos primários apresentaram constituição celular meristemática, com células de tamanho reduzido e com razão núcleo:citoplasma elevada. Na fase de multiplicação, observou-se a formação de calos com aspecto nodular amarelo, nodular esbranquiçado ou granular. A linhagem de calos nodulares amarelos apresentou as características anatômicas semelhantes à dos nodulares esbranquiçados, sendo constituído predominantemente por células meristemáticas. Ainda nessa fase, observou-se a formação de embriões somáticos, visualizados em estádio globular. Durante as análises histoquímicas, observou-se que o acúmulo de amido concentrou-se próximo aos centros de intensa divisão celular. No entanto, não foi observada a presença de amido nas linhagens de calos e embriões somáticos. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT

This work aimed to induce somatic embryogenesis in macaw palm from leaf tissues of adult plants, besides elucidating morpho-anatomically the different stages involved in the process. Young and not expanded (heart of palm) leaves from adult plants of Acrocomia aculeata were used. The explants were cultured on callus induction medium, consisting of salts and vitamins of Y3 medium with 2,4-D and picloram at 450 µM, alone or in combination with 20 µM 2iP. During induction the influence of the heart of palm region used in the calluses formation was also evaluated. Thus, once collected and disinfected, the heart of palm (30 cm length) was divided in basal, middle and apical regions (explant position), all of equal size (10 cm toward apex meristem to the leaf apex), from where explants were excised in 1.0 cm2 and inoculated on callus induction medium. In order to evaluate calluses formation, the isolation and collection of calluses were performed after 6, 9 and 12 months of culture. After each collection period, the calluses were multiplied on Y3 medium supplemented with 450 µM picloram for up to four subcultures of 30 days each. At the end of each period, the multiplication rate and the callus fresh weight were determined. For somatic embryos differentiation, embryogenic calluses were cultured under three condition: Y3 semisolid culture medium with 2,4-D and Picloram (0, 10, 20, 40, 80 and 120 µM); Y3 liquid culture medium with 2,4-D (0 or 5 µM) under agitation; and finally, Y3 liquid medium were the influence of the calluses cultivation time was evaluated. Somatic embryos were regenerated on an Y3 culture medium devoid of growth regulators. During all embryogenic process, the morpho-anatomical characterization of different stages involved in the process was carried out. It was verified significant differences in calluses induction when picloram was used as auxin. The addition of 2iP not provided effects on callus formation. Independently of explant position (basal, middle or apical), the best results for callus induction was observed when explants were maintained for 9 months on culture medium, where 59.9% of explants presented callus formation. When only the explant position was evaluated, the most distal region of the meristem (apical region) proportioned higher callus formation (52.9%). In general, the treatments used for somatic embryos differentiation do not presented differences, suggesting that it is a slow and irregular process, a fact also observed during somatic embryos germination. Detailed morpho-anatomical analysis revealed the development of hypertrophied cells after 30 days of explants culture on callus induction medium. At 60 days the first visible signs of active cell division and the presence of undifferentiated cells were observed in leaf mesophyll, progressing to callus formation in the region of the vascular bundle at 90 days. The primary calluses showed meristematic cell constitution, characterized by small size and a high nucleoplasmic ratio. In the multiplication phase, it was observed the formation of calluses with aspect yellow nodular, whitish granular or nodular. In general, the lineages of yellow nodular calluses showed anatomical features similar to whitish nodular, consisting predominantly of meristematic cells. Still in this phase, it was observed the formation of somatic embryos in the globular stage. Histological analysis revealed starch accumulation near the centers of intense cell division, but not in the lineages of calluses and somatic embryos.