SEEDLING PRODUCTION OF Mimosa calodendron Mart. ex Benth. IN A TEMPORARY IMMERSION BIOREACTOR

Autores

  • Denys Matheus Santana Costa Souza dmscsouza@gmail.com
    Laboratory of In Vitro Culture of Forest Species, Department of Forestry Sciences, Federal University of Lavras, Lavras, MG, Brazil. https://orcid.org/0000-0003-4256-7163
  • Andressa Rosa Martins andressamedeiros99@hotmail.com
    Laboratory of In Vitro Culture of Forest Species, Department of Forestry Sciences, Federal University of Lavras, Lavras, MG, Brazil. https://orcid.org/0000-0002-7578-0916
  • Sérgio Bruno Fernandes sergio-bf@live.com
    Laboratory of In Vitro Culture of Forest Species, Department of Forestry Sciences, Federal University of Lavras, Lavras, MG, Brazil. http://orcid.org/0000-0001-8685-1268
  • Juscelina Arcanjo dos Santos arcanjo.celina@gmail.com
    Laboratory of In Vitro Culture of Forest Species, Department of Forestry Sciences, Federal University of Lavras, Lavras, MG, Brazil. https://orcid.org/0000-0003-4731-2610
  • Gilvano Ebling Brondani gilvano.brondani@ufla.br
    Universidade Federal de Lavras https://orcid.org/0000-0001-8640-5719

DOI:

10.31413/nativa.v10i1.13351

Palavras-chave:

in vitro propagation, Ferruginous Rupestrian Grasslands, endemic species

Resumo

ABSTRACT: Micropropagation is one technology to propagate endemic species of the Ferruginous Rupestrian Grasslands when in vitro genetic conservation is sought. The present study aimed to assess the breaking of dormancy, in vitro establishment, multiplication, elongation, rooting, and acclimatization of Mimosa calodendron from culture in a temporary immersion bioreactor system. The seeds used for the experiments were from plants originating from the Ferruginous Rupestrian Grasslands. The percentage of contamination, oxidation, unresponsive seeds, germination, number of buds per explant, shoot length, senescence, percentage of adventitious rooting, and acclimatization were assessed. The breaking of dormancy was most successful by mechanical scarification (80% germination). Immersion in sodium hypochlorite for 5 minutes was the most efficient treatment for in vitro establishment (90%). For the in vitro multiplication and elongation phase, the use of liquid culture medium from cultivation in a temporary immersion bioreactor was the most suitable for the characteristics number of buds per explant (2.55 buds), vigor (1.1), oxidation (1.3) and senescence (1.3) according to the score’s scale. Regardless of the in vitro cultivation method, the percentages of rooting and acclimatization were satisfactory, and it was possible to obtain complete plants in 190 days.

Palavras-chave: in vitro propagation; Ferruginous Rupestrian Grasslands; endemic species.

 

Produção de mudas de Mimosa calodendron Mart. ex Benth. em biorreator de imersão temporária

 

RESUMO: A micropropagação é uma alternativa para a propagação de espécies endêmicas do Campo Rupestre Ferruginoso, quando se busca a conservação genética in vitro. O trabalho teve como objetivo avaliar a superação de dormência, estabelecimento in vitro, multiplicação, alongamento, enraizamento e aclimatização de Mimosa calodendron a partir do cultivo em sistema de biorreator de imersão temporária (BIT). As sementes utilizadas para os experimentos foram provenientes de plantas oriundas do Campo Rupestre Ferruginoso. A porcentagem de contaminação, oxidação, sementes não responsivas, germinação, número de gemas por explante, comprimento de brotos, senescência, porcentagem de enraizamento e aclimatização foram avaliados. A superação de dormência por escarificação mecânica (80% de germinação) foi a mais adequada para a superação de dormência. A imersão em hipoclorito de sódio por 5 minutos foi o tratamento mais eficiente para o estabelecimento in vitro (90%). Para a fase de multiplicação e alongamento in vitro, o uso do meio de cultivo líquido a partir do cultivo em biorreator de imersão temporária foi o mais adequado para as características número de gemas por explante (2,55 gemas), vigor (1,1), oxidação (1,3) e senescência (1,3) de acordo à escala de notas. Independentemente do método de cultivo in vitro, a porcentagem de enraizamento e aclimatização foram satisfatórios, sendo possível obter plantas completas em 190 dias.

Keywords: propagação in vitro; Campo Rupestre Ferruginoso; espécie endêmica.

Biografia do Autor

Gilvano Ebling Brondani, Universidade Federal de Lavras

Professor do Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais e Ambientais, Faculdade de Engenharia Florestal, Universidade Federal de Mato Grosso.

Referências

ABIRI, R.; ATABAKI, N.; HAMID, H. A.; SANUSI, R.; SHUKOR, N. A. A.; SHAHARUDDIN, N. A.; AHMAD, S. A.; MALIK, S. The prospect of physiological events associated with the micropropagation of Eucalyptus sp. Forests, v. 11, n. 11, 1211, 2020. DOI: 10.3390/f11111211

ALVES, V.; PINTO, R.; DEBIASI, C.; SANTOS, M. C.; GONÇALVES, J. C.; DOMINGUES, J. Micropropagation of Corema album from adult plants in semisolid medium and temporary immersion bioreactor. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, v. 145, p. 641-648, 2021. DOI: 10.1007/s11240-021-02034-1

ARAÚJO, F. S.; FELIX, F. C.; SOUSA, N. A.; ALVES, E. C.; BRUNO, R. L. A.; ALVES, E. U.; NASCIMENTO, L. C. Otimizando a superação da dormência em sementes de Acacia mangium Willd. Agronomic Crop Journal, v. 29, n. 3, p. 313-325, 2020. DOI: 10.32929/2446-8355.2020v29n3p313-325

CARVALHO, L. S. O.; OZUDOGRU, A.; LAMBARDI, M.; PAIVA, L. V. Temporary immersion system for micropropagation of tree species: a bibliographic and systematic review. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca, v. 47, n. 2, p. 269-277, 2019. DOI: 10.15835/nbha47111305

CHAUHAN, B. S.; JOHNSON, D. E. Germination, emergence, and dormancy of Mimosa pudica. Weed Biology and Management, v. 9, n. 1, p. 38-45, 2009. DOI: 10.1111/j.1445-6664.2008.00316.x

CHÁVEZ-ORTIZ, L. I.; MORALES-DOMÍNGUEZ, J. F.; RODRÍGUEZ-SAHAGÚN, A.; PÉREZ-MOLPHE-BALCH, E. In vitro propagation of Agave guiengola gentry using semisolid medium and temporary immersion bioreactors. Phyton-International Journal of Experimental Botany, v. 90, n. 3, p. 1003-1013, 2021. DOI: 10.32604/phyton.2021.012862

COSTA, B. N. S.; NETO, A. R.; CHAGAS, E. A.; CHAGAS, P. C.; PASQUAL, M.; VENDRAME, W. A. Influence of silicon and in vitro culture systems on the micropropagation and acclimatization of “Dwarf Cavendish” banana. Acta Scientiarum. Agronomy, v. 43, e47490, 2021. DOI: 10.4025/actasciagron.v43i1.47490

DAYRELL, R. L. C.; GONÇALVES-ALVIM, S. J.; NEGREIROS, D.; FERNANDES, W. G.; SILVEIRA, F. A. O. Environmental control of seed dormancy and germination of Mimosa calodendron (Fabaceae): implications for ecological restoration of a highly threatened environment. Brazilian Journal of Botany, v. 38, p. 395-399, 2015. DOI: 10.1007/s40415-015-0145-y

DUTRA, V. F.; GARCIA, F. C. P. Three new species of Mimosa sect. Mimosa (Leguminosae, Mimosoideae) from the Campos Rupestres of Minas Gerais, Brazil. Brittonia, v. 66, p. 33-41, 2014. DOI: 10.1007/s12228-013-9304-2

DUTRA, V. F.; MORALES, M.; JORDÃO, L. S. B.; BORGES, L. M.; SILVEIRA, F. S.; SIMON, M. F.; SANTOS-SILVA, J.; NASCIMENTO, J. G. A.; RIBAS, O. D. S. Mimosa. In: Flora do Brasil 2020. Jardim Botânico do Rio de Janeiro. Disponível em: <http://reflora.jbrj.gov.br/reflora/floradobrasil/FB31093>. Acesso em: 21 jan. 2022.

GAMAGE, D.; THOMPSON, M.; SUTHERLAND, M.; HIROTSU, N.; MAKINO, A.; SENEWEERA, S. New insights into the cellular mechanisms of plant growth at elevated atmospheric carbon dioxide concentrations. Plant, Cell & Environment, v. 41, n. 6, p. 1233-1246, 2018. DOI: 10.1111/pce.13206

GONZAGA, A. P. D.; MIRANDA, N. A.; TITON, M.; MACHADO, E. L. M.; ALMEIDA, H. S.; LEÃO, B. M. Desinfestação e germinação in vitro de Lychnophora pohlii. Advances in Forestry Science, v. 8, n. 1, p. 1253-1259, 2021. DOI: 10.34062/afs.v8i1.9343

LIMA, M. S.; ARAUJO, M. M.; BERGHETTI, A. L. P.; AIMI, S. C.; GRIEBELER, A. M.; SOMAVILLA, L. M.; SANTOS, O. P.; VALENTE, B. M. R. T. Mini‐cutting technique application in Corymbia and Eucalyptus: effects of mini‐tunnel use across seasons of the year. New Forests, v. 53, p. 161-179, 2022. DOI: 10.1007/s11056-021-09851-4

MEDJEMEM, N.; HARABI, A.; BOUZERARA, F.; FOUGHALI, F.; BOUDAIRA, B.; GUECHI, A.; BRIHI, N. Elaboration and characterization of low-cost ceramics microfiltration membranes applied to the sterilization of plant tissue culture media. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, v. 59, p. 79-85, 2016. DOI: 10.1016/j.jtice.2015.07.032

MOLINARI, L. V.; SOUZA, D. M. S. C.; AVELAR, M. L. M.; FERNANDES, S. B.; GONÇALVES, D. S.; FARIA, J. C. T.; CARVALHO, D.; BRONDANI, G. E. Effects of chemical sterilization of the culture media, porous membranes and luminosity on in vitro culture of Eucalyptus grandis × Eucalyptus urophylla. Journal Forestry Research, v. 32, p. 1587-1598, 2021. DOI: 10.1007/s11676-020-01240-5

MURASHIGE, T.; SKOOG, F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiologia Plantarum, v. 15, n. 3, p. 473-497, 1962. DOI: 10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x

NOGUEIRA, J. S.; COSTA, F. H. S.; VALE, P. A. A.; LUIS, Z. G.; SCHERWINSKI-PEREIRA, J. E. Micropropagação de bambu em larga-escala: princípios, estratégias e desafios. In: DRUMOND, P. M.; WIEDEMAN, G. (Org.) Bambus no Brasil: da biologia à tecnologia. Rio de Janeiro, Brasil: ICH. 1 ed. 2017. p. 103-129.

OROZCO-ALMANZA, M. S.; LEÓN-GARCÍA, L. P.; GRETHER, R.; GARCÍA-MOYA, E. Germination of four species of the genus Mimosa (Leguminosae) in a semi-arid zone of central Mexico. Journal of Arid Environments, v. 55, n. 1, p. 75-92, 2003. DOI: 10.1016/S0140-1963(02)00265-3

R CORE TEAM. R: a language and environment for statistical computing. Vienna, Austria: R Foundation for Statistical Computing, 2018.

RAMÍREZ-MOSQUEDA, M. A.; BELLO-BELLO, J. J. SETIS™ bioreactor increases in vitro multiplication and shoot length in vanilla (Vanilla planifolia Jacks. Ex Andrews). Acta Physiologiae Plantarum, v. 43, 52, 2021. DOI: 10.1007/s11738-021-03227-z

RIBEIRO, A. S.; BRONDANI, G. E.; TORMEN, G. C. R.; FIGUEIREDO, A. J. R. Cultivo in vitro de bambu em diferentes sistemas de propagação. Nativa, v. 4, n. 1, p. 15-18, 2016. DOI: 10.31413/nativa.v4i1.3241

ROSA, F. C.; REINIGER, L. R. S.; GOLLE, D. P.; MUNIZ, M. F. B.; CURTI, A. R. Overcome dormancy and in vitro germination of seeds of Mimosa scabrella Bentham. Semina: Ciências Agrárias, v. 33, n. 3, p. 1021-1026, 2012. DOI: 10.5433/1679-0359.2012v33n3p1021

SANTOS, M. M.; CEZARIO, L. F. C.; SIMÕES, I. M.; BAPTISTA, J. O.; ARAUJO, C. P.; MELLO, T.; MAYARD, H.; GONÇALVES, E. O.; FONTES, M. M. P.; SCHMILDT, E. R.; LOPES, J. C.; CALDEIRA, M. V. W.; ALEXANDRE, R. S. Disinfection protocol and in vitro germination of seeds of Dalbergia nigra. Cerne, v. 26, n. 2, p. 238-246, 2020. DOI: 10.1590/01047760202026022714

SANTOS, T. O.; MORAIS, T. G. O.; MATOS, V. P. Escarificação mecânica em sementes de chichá (Sterculia foetida L.). Revista Árvore, v. 28, v. 1, p. 1-6, 2004. DOI: 10.1590/S0100-67622004000100001

SILVA, E. R.; SIMÕES, I. M.; BAPTISTA, J. O.; BIGHI, K. N.; FONTES, M. M. P.; SCHMILDT, E. R.; LOPES, J. C.; CALDEIRA, M. V. W.; ALEXANDRE, R. S. In vitro germination of Melanoxylon brauna Schott. and evaluation of the toxicity of disinfecting agents in the Lactuca sativa L. model plant. Cerne, v. 25, n. 4, p. 375-385, 2019. DOI: 10.1590/01047760201925042688

SILVA, I. M. C.; CUCHIARA, C. C.; WINHELMANN, M. C.; BIANCHI, V. J.; BRAGA, E. J. B.; DUTRA, L. F.; PETERS, J. A. In vitro multiplication of pear tree cultivar Cascatense. Semina: Ciências Agrárias, v. 37, n. 2, p. 581-594, 2016. DOI: 10.5433/1679-0359.2016v37n2p581

SOTA, V.; BENELLI, C.; ÇUKO, B.; PAPAKOSTA, E.; DEPAOLI, C.; LAMBARDI, M.; KONGJIKA, E. Evaluation of ElecTIS bioreactor for the micropropagation of Malus sylvestris (L.) Mill., an important autochthonous species of Albania. Horticultural Science, v. 48, p. 12-21, 2021. DOI: 10.17221/69/2020-HORTSCI

SOUZA, D. M. S. C.; AVELAR, M. L. M.; FERNANDES, S. B.; SILVA, E. O.; DUARTE, V. P.; MOLINARI, L. V.; BRONDANI, G. E. Spectral quality and temporary immersion bioreactor for in vitro multiplication of Eucalytpus grandis × Eucalyptus urophylla. 3 Biotech, v. 10, 457, 2020a. DOI: 10.1007/s13205-020-02447-3

SOUZA, D. M. S. C.; XAVIER, A.; MIRANDA, N. A.; GALLO, R.; OTONI, W. C. Light quality, 6-benzyladenine and number of subcultives for in vitro multiplication of hybrid clones of Corymbia. Scientia Forestalis, v. 48, e3282, 2020b. DOI: 10.18671/scifor.v48n128.03

TEIXEIRA, G. C.; GONÇALVES, D. S.; MODESTO, A. C. B.; SOUZA, D. M. S. C.; CARVALHO, D.; MAGALHÃES, T. A.; OLIVEIRA, L. S.; TEIXEIRA, G. L.; BRONDANI, G. E. Clonal micro-garden formation of Bambusa vulgaris: effect of seasonality, culture environment, antibiotic and plant growth regulator on in vitro culture. Cerne, v. 27, e102979, 2021. DOI: 10.1590/01047760202127012979

Publicado

2022-03-27 — Atualizado em 2023-09-23

Versões

Como Citar

Santana Costa Souza, D. M. ., Rosa Martins, A. ., Fernandes, S. B. ., Arcanjo dos Santos, J. ., & Brondani, G. E. (2023). SEEDLING PRODUCTION OF Mimosa calodendron Mart. ex Benth. IN A TEMPORARY IMMERSION BIOREACTOR. Nativa, 10(1), 117–124. https://doi.org/10.31413/nativa.v10i1.13351 (Original work published 27º de março de 2022)

Edição

Seção

Ciências Ambientais / Environmental Sciences

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)