Perfil hormonal e dinâmica do status oxidativo durante cultivo in vitro de endospermas de maracujazeiros com respostas morfogênicas divergentes

Abstract

Passiflora edulis Sims e P. cincinnata Mast. são espécies de maracujazeiros que apresentam respostas morfogênicas temporalmente divergentes ao longo do cultivo in vitro de endospermas. Embora existam protocolos bem estabelecidos para ambas as espécies, os processos fisiológicos que regulam essas respostas ainda são pouco compreendidos. Este estudo teve como objetivo caracterizar a morfoanatomia, a dinâmica do status oxidativo e o perfil hormonal de P. edulis e P. cincinnata durante a regeneração de gemas adventícias, buscando entender as diferenças estruturais e bioquímicas entre as espécies. Endospermas de ambas espécies foram desinfestados e inoculados em meio de indução de organogênese, suplementado com 1,0 mg.L⁻¹ de tidiazuron para P. edulis e 2,0 mg.L⁻¹ de benziladenina para P. cincinnata e cultivados em sala de crescimento a 27 ± 2 °C. Amostras foram coletadas pré-cultivo e após 5, 15 e 30 dias de cultivo. Inicialmente, os explantes eram brancos com células isodiamétricas. Aos 5 dias, P. cincinnata começou a formar calos e apresentou coloração esverdeada, características ausentes em P. edulis. Aos 30 dias, P. cincinnata já exibia gemas adventícias diferenciadas, enquanto P. edulis ainda não havia desenvolvido estruturas organogênicas bem definidas. Interessantemente, P. edulis apresentou níveis mais altos de MDA durante todo o processo, enquanto P. cincinnata não apresentou MDA aos 5 dias. O conteúdo de H₂O₂ em P. cincinnata diminuiu aos 5 dias e permaneceu significativamente menor do que em P. edulis. A produção de O₂•⁻ também foi menor em P. cincinnata. As atividades das enzimas antioxidantes POX, APX e SOD variaram entre as espécies, com P. cincinnata apresentando um aumento crescente dessas atividades ao longo do processo regenerativo. Quanto ao perfil hormonal, ambas as espécies mostram redução de IAA ao longo das fases. Em P. cincinnata, houve aumento na concentração de ACC, ZEA e BRA durante a fase de determinação, enquanto P. edulis teve maior atividade de SA na fase inicial em relação a P. cincinnata e de JA durante a fase de determinação. MeJa e ABA permaneceram estáveis em ambas as espécies. Os resultados sugerem que diferenças na produção de EROs, na atividade de enzimas do metabolismo antioxidativo e fitormônios podem estar associadas à diferença espaço-temporal observada no cultivo in vitro de endospermas de P. edulis e P. cincinnata. Palavras-chave: Espécies Reativas de Oxigênio. Hormônios vegetais. Organogênese de novo. Triploides.Passiflora edulis Sims and P. cincinnata Mast. are passionfruit species that exhibit temporally divergent morphogenic responses during in vitro endosperm cultivation. Although well-established protocols exist for both species, the physiological processes regulating these responses remain poorly understood. This study aimed to characterize the morpho-anatomy, oxidative status dynamics and the hormonal profile of P. edulis and P. cincinnata during the regeneration of adventitious buds, seeking to understand the structural and biochemical differences between the species. Endosperms from both species were disinfected and inoculated in organogenesis induction medium, supplemented with 1.0 mg·L⁻¹ of thidiazuron for P. edulis and 2.0 mg·L⁻¹ of benzyladenine for P. cincinnata, and cultivated in a growth room at 27 ± 2 °C. Samples were collected pre-cultivation and after 5, 15, and 30 days of cultivation. Initially, the explants were white with isodiametric cells. At 5 days, P. cincinnata began to form calluses and exhibited a greenish coloration, characteristics absent in P. edulis. By 30 days, P. cincinnata already displayed differentiated adventitious buds, while P. edulis had not yet developed well-defined organogenic structures. Interestingly, P. edulis showed higher levels of MDA throughout the process, whereas P. cincinnata exhibited no MDA at 5 days. The H₂O₂ content in P. cincinnata decreased at 5 days and remained significantly lower than in P. edulis. The production of O₂•⁻ was also lower in P. cincinnata. The activities of the antioxidant enzymes POX, APX, and SOD varied between the species, with P. cincinnata showing a continuous increase in these activities throughout the regenerative process. Regarding the hormonal profile, both species showed a reduction in IAA throughout the phases. In P. cincinnata, there was an increase in ACC, ZEA, and BRA concentrations during the determination phase, while P. edulis exhibited higher SA activity in the initial phase compared to P. cincinnata and higher JA activity during the determination phase. MeJA and ABA remained stable in both species. The results suggest that differences in ROS production, antioxidant enzyme activity, and phytohormones may be associated with the spatiotemporal differences observed in the in vitro cultivation of P. edulis and P. cincinnata endosperms. Keywords: Reactive Oxygen Species. Plant hormones. Bibliometric analyses. De novo organogenesis. Triploids.