Influência do etileno e de poliaminas sobre a morfogênese in vitro do maracujá (Passiflora sp.)

Abstract

O presente trabalho teve por objetivo investigar as possíveis interrelações entre etileno e poliaminas sobre a capacidade morfogênica de explantes de hipocótilo de duas espécies de maracujazeiro (Passiflora cincinnata Masters e Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Degener população FB-100). Explantes de hipocótilo retirados de plântulas germinadas in vitro foram cultivados em meio contendo sais MS, complexo vitamínico B5, 30 g.L-1 de sacarose, 100 mg.L-1 de inositol, 10% (v/v) de água de coco, 0,5 mg.L-1 6-benzilaminopurina (BAP) e solidificado com 2,5 g.L-1 de Phytagel. Os níveis de etileno e poliaminas foram mensurados ao longo do período de indução da organogênese. Concomitantemente, foi realizada a histologia com a fixação do material vegetal em F.A.A. 50% e acompanhamento da ontogênese das gemas adventícias, de forma a se caracterizar os diferentes eventos envolvidos na rediferenciação celular e a regulação dos níveis de poliaminas e etileno. Também foram realizados tratamentos com inibidores (aminoetoxivinilglicina AVG, tiossulfato de prata - STS), seqüestrador (perclorato de mercúrio PM) e promotor da produção de etileno (ácido 1-carboxílico 1-aminociclopropano - ACC), além da adição de poliaminas (putrescina, espermidina e espermina) e de seu inibidor (metilglioxal-bis-guanil hidrazona MGBG) ao meio de cultivo. Foi observado atraso nas respostas morfogênicas em P. edulis f. flavicarpa em comparação com P. cincinnata, sendo coincidente com o atraso observado nas concentrações de poliaminas e etileno mensurados naquela espécie. As respostas morfogênicas dos explantes foram semelhantes nos tratamentos com inibidores e seqüestrador, sendo observado comprometimento da organogênese apenas no meio de cultivo com adição isolada de ACC. Nos tratamentos com poliaminas não foi observada diferença em relação ao tratamento controle. Todavia, o tratamento com MGBG apresentou respostas semelhantes àquele com ACC levando à redução da resposta morfogênica. Observou-se que culturas em estádios de rediferenciação, caracterizadas por apresentarem altas taxas de expansão e alongamento, apresentaram níveis elevados de etileno associados a altos níveis de poliaminas, sugerindo que a competição entre as duas rotas biossintéticas é altamente regulada e plástica, e que a interação seria a peça chave para a definição da diferenciação.

The present study was conducted to evaluate possible interactions between ethylene and polyamines levels upon in vitro morphogenesis of two passion fruit species (Passiflora cincinnata Masters and P. edulis Sims f. flavicarpa Degener, population FB-100). Hypocotyl-derived segments (average 10 mm length) were cultivated in MS-based medium, with B5 vitamin complex, 30 g.L-1 sucrose, 100 mg.L-1 myo-inositol, 10% (v/v) coconut water, 0,5 mg.L-1 6-benzyladenine (BA) ), and solidified with 2.5 g L-1 Phytagel®. Ethylene and polyamines were assayed at different times in culture (3, 6, 9, 12, and 30 d). Aiming to characterize the shoot-buds differentiation histological analyses were performed with previous fixation of the samples in FAA 50%. The effects of ethylene inhibitor, promoter and scavenger (aminoethoxyvinilglycine AVG, silver tiosulfate STS, 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid ACC, and mercury perchlorate- MP, respectively), polyamines (spermine, spermidine and putrescine) and its inhibitor (methylglyoxal-bis-guanylhydrazone - MGBG) were also analysed. A delayed organogenic response occurred in explants of P. edulis f. flavicarpa as compared to P. cincinnata, though coincident with a delayed detection of ethylene and polyamine in cultures of the former. Similar morphogenic responses were observed in explants cultured onto AVG- or MPsupplemented medium, whereas ACC-treated cultures impaired organogenic responses. Polyamine-supplemented cultures displayed morphogenic responses similar to those from control treatment. However, MGBG similarly to ACC lessened the morphogenic responses. Interestingly, explants at redifferentiation stages displayed high expansion and elongation rates, linked to elevated ethylene and polyamine, suggesting that competition between their biosynthetic pathways is highly regulated and plastic, and that these interactions may play a key role in differentiation process.