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"EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE NITRATO DE CÁLCIO E CLORETO DE POTÁSSIO NA MICROPROPAGAÇÃO DE DOIS PORTAENXERTOS DE VIDEIRA"/ MICROPROPAGATION OF TWO GRAPEVINE ROOTSTOCKS: EFFECT OF CALCIUM NITRATE AND POTASSIUM CHLORIDE

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Fabíola Villa

et al.

ABSTRACT

RESUMO

A micropropagação de porta-enxerto de videira é utilizada, entre outros, na obtenção de plantas livres de vírus em curto espaço de tempo e na preservação de germoplasma. Objetivou-se neste trabalho testar diferentes concen-trações de Ca(NO3)2.4H2O eKCl adicionadas ao meio Knudson, na multiplicação in vitro de dois porta-enxertos de videira. Segmentos nodais, oriundos de plântulas preestabelecidas in vitro, foram excisados e inoculados em tubos de ensaio contendo 15 mL do meio de cultura. Os tratamentos consistiram de diferentes concentrações de nitrato de cálcio e cloreto de potássio, em todas as combinações possíveis, e dos porta-enxertos de videira ‘Kober 5BB’ e ‘Gravesac’. O meio foi acrescido de 25 g L-1 de sacarose e solidificado com 6 g L-1 de ágar, e o pH ajustado para 5,8

antes da autoclavagem a 121 ºC e 1 atm por 20 minutos. Posteriormente à inoculação, os explantes foram transferidos

para sala de crescimento a 25 ± 2 ºC, irradiância de 32 mmol.m–2.s–1 e fotoperíodo de 16 horas. Após 60 dias, foi

veri-ficado maior número de folhas e peso de matéria fresca da parte aérea de ‘Kober 5BB’ em meio Knudson, em asso-ciação a 250 mg L-1 de cloreto de potássio e 1000 mg L-1 de nitrato de cálcio. Na ausência de cloreto de potássio

verificaram-se melhores resultados no desenvolvimento in vitro de ‘Gravesac’. A melhor concentração de cloreto de potássio a ser adicionada ao meio Knudson para comprimento da parte aérea e número de raízes de ‘Kober 5BB’ é de 1.000 mg L-1; e de nitrato de cálcio, de 0-500 mg L-1 para ‘Kober 5BB’ e 500-1.500 mg L-1 para ‘Gravesac’.

Palavras-chave: meio Knudson, Vitis, cultura in vitro.

MICROPROPAGATION OF TWO GRAPEVINE ROOTSTOCKS: EFFECT OF CALCIUM NITRATE AND POTASSIUM CHLORIDE

Micropropagation of rootstocks is, among other applications, used for obtaining virus-free plants in short time and germoplasm preservation. The aim of this study was to test the effects of different concentrations of Ca(NO3)2.4H2O and KCl added to Knudson medium on the in vitro multiplication of rootstocks. Nodal segments obtained from in

vitro plants were excised and inoculated in tubes containing 15 mL of culture media. The treatments consisted of

different concentrations of calcium nitrate and potassium chloride, in all the possible combinations and the grapevine rootstocks ‘Kober 5BB’ and ‘Gravesac’. The culture media was supplemented with 25 g L-1 sucrose, solidified with

6 g L-1 agar, and the pH was adjusted to 5.8 before sterilization at 121ºC and 1 atm for 20 minutes. Following inoculation,

the explants were transferred to growth room at 25 ± 2ºC, 32 µmol.m-2.s-1 irradiance and photoperiod of 16 hours.

After 60 days, larger leaf number and larger fresh weight of aerial part was found for cv ‘Kober 5BB’ in Knudson medium with 250 mg L-1 potassium chloride and 1000 mg L-1 calcium nitrate. In vitro ‘Gravesac’ had best results in the

1 Universidade Federal de Lavras. Departamento de Fitotecnia, DAG/UFLA. Lavras, MG. E-mails: fvilla2003@libero.it; mpasqual@ufla.br; mribeiro@ufla.br; alba.pereira@bol.com.br

EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE NITRATO DE CÁLCIO E

CLORETO DE POTÁSSIO NA MICROPROPAGAÇÃO DE DOIS

PORTA-ENXERTOS DE VIDEIRA

Fabíola Villa1

Moacir Pasqual1

Leila Aparecida Salles Pio1

Márcia De Nazaré Oliveira Ribeiro1

Aparecida Gomes De Araújo1

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Efeito de diferentes concentrações de nitrato de cálcio e cloreto de potássio na micropropagação de dois porta-enxertos de videira

INTRODUÇÃO

A videira é uma fruteira difundida normalmente por via vegetativa. A micropropagação apresenta vantagens em relação a métodos tradicionais de propagação vegetativa, dentre os quais se destacam a rapidez do processo e a possibilidade de obtenção e manutenção de plantas matrizes livres de vírus (Peixoto & Pasqual, 1996).

Devido à grande variabilidade genética e à maior di-ficuldade de crescimento e diferenciação in vitro, a micropropagação de espécies lenhosas requer estudos mais específicos e desenvolvimento de metodologias que atendam às exigências do explante (Coelho, 1999). Os meios nutritivos utilizados na micropropagação fornecem substâncias essenciais para o crescimento dos tecidos e controlam, em grande parte, o padrão de desenvolvi-mento in vitro (Caldas et al., 1998). Embora o meio MS (Murashige & Skoog, 1962) tenha favorecido o cresci-mento e desenvolvicresci-mento de várias espécies, a utiliza-ção de composições mais diluídas, como os meios WPM (Loyd & McCown, 1980) e Knudson (Knudson, 1946), para algumas espécies lenhosas tem fornecido melhores resultados (Grattapaglia & Machado, 1998).

Existe grande variedade de meios de micropropagação. Entretanto, a maioria das descrições de preparos de meios de cultura alternativos não demonstra de maneira compa-rativa se o novo meio é superior ao previamente estabeleci-do (Pasqual et al., 1997).

O nitrogênio pode se apresentar em várias formas em meio nutritivo, como de cátion (amônio) e ânion (nitrito e nitrato). O efeito destas diferentes formas inorgânicas sobre o crescimento e desenvolvimento de culturas de tecidos é marcante: o nitrato, como única fonte de nitro-gênio, sustenta boa taxa de crescimento em muitas es-pécies, sendo, também, a melhor forma de nitrogênio para algumas culturas, como orquídea (Reinert & Mohr, 1967) e várias outras espécies (Sargent & King, 1974).No en-tanto, há espécies que não crescem bem com nitrato no meio, como o arroz (Yatazawa & Furuhashi, 1968).

A alta proporção de nitrogênio (N) na forma de amônio no meio MS e a quantidade total de N são muito

maiores do que na maioria dos outros meios, tornando-se inadequadas para algumas espécies. Meios que apre-sentam menor proporção, como o Knudson ou WPM, são mais indicados para otimizar o crescimento e a morfogênese em algumas espécies (Pasqual et al., 1997). O cálcio apresenta limitações na sua translocação na planta intacta, que, às vezes, são observadas também in

vitro. Como ele depende da transpiração da planta para

seu transporte no xilema, as condições de alta umidade do ar que se estabelecem in vitro podem induzir defici-ência de cálcio em partes aéreas em micropropagação (Sarkar et al., 2005; Pasqual, 2001).

Esse fato foi observado em alguns cultivares de ba-tata (Solanum tuberosum) in vitro com sintomas de ne-crose apical do caule (Sha et al., 1985). Porém, quando se encontra um cultivar com maior exigência de cálcio, a concentração desse íon no meio pode aumentar e/ou ser utilizada uma tampa para o tubo ou frasco que permita maior troca de gases entre o ambiente e o interior.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes concentrações de Ca(NO3)2.4H2O e KCl na micropropagação do porta-enxerto das videiras ‘Kober 5BB’ e ‘Gravesac’.

MATERIAL E MÉTODOS

Segmentos nodais de Vitis spp. com cerca de 2,5 cm de comprimento, oriundos de plântulas preestabelecidas

in vitro, foram excisados e introduzidos em tubos de

en-saio contendo 15 mL do meio de cultura. Os tratamentos consistiram de diferentes concentrações de nitrato de cálcio (0; 500; 1.000; 1.500; e 2.000 mg L-1) e cloreto de

potássio (0; 250; 500; 750; e 1.000 mg L-1), originadas do

meio MS (1962) e adicionadas ao meio de cultura Knudson (1946) e dos porta-enxertos das videiras ‘Kober 5BB’ e ‘Gravesac’. O meio foi acrescido de 25 g L-1 de

sacarose e solidificado com 6 g L-1 de ágar e o pH

ajusta-do para 5,8 antes da autoclavagem a 121 ºC e 1 atm por 20

minutos. Posteriormente à inoculação, os explantes fo-ram transferidos para sala de crescimento a 25 ± 2 ºC,

irradiância de 32 µmol.m–2.s–1 e fotoperíodo de 16 horas,

absence of potassium chloride. Length of aerial part and root number of ‘Kober 5BB’ was best with potassium chloride in the concentration of 1000 mg L-1. The best concentration of calcium nitrate for ‘Kober 5BB’ was 0-500 mg L-1,

whereas for ‘Gravesac’ was 500-1500 mg L-1.

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Fabíola Villa

et al.

permanecendo nestas condições por 60 dias. O delinea-mento experimental foi inteiramente casualisado, utilizan-do-se de quatro repetições, com 12 plântulas cada.

Foram avaliados os parâmetros número de folhas e de raízes, comprimento da parte aérea e peso das matéri-as fresca e seca da parte aérea. Os dados foram analisa-dos através do software Sisvar (Ferreira, 2000), e os re-sultados submetidos à análise de variância, utilizando-se de regressão polinomial para concentrações de nitra-to de cálcio e clorenitra-to de potássio.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Verificou-se interação significativa para número de fo-lhas, número de raízes e peso da matéria fresca da parte aérea dos dois porta-enxertos estudados. Além desses parâmetros, a 5% de probabilidade, observou-se também interação significativa para comprimento da parte aérea de ‘Kober 5BB’. Houve decréscimo do número de folhas de ‘Kober 5BB’ em relação ao aumento da concentração de nitrato de cálcio somente para as concentrações de 250 mg L-1 e 1.000 mg L-1 de KCl, e para ‘Gravesac’, com o aumento

da concentração de cloreto de potássio (Figuras 1 e 2). Maior número de folhas (3,49) de ‘Kober 5BB’ foi obtido com a associação de 250 mg L-1 de cloreto de

potássio e 1000 mg L-1 de nitrato de cálcio no meio

Knudson. Para ‘Gravesac’, verificou-se maior número (10,09; e 9,17) com acréscimo de 500 mg L-1 e 1.500 mg L -1 de nitrato de cálcio na ausência de KCl. Provavelmente

esses porta-enxertos de videira requerem um meio de

cultura mais rico em nitrato de cálcio e mais pobre em cloreto de potássio para se desenvolverem melhor.

Esses resultados corroboram com os estudos com crisântemo, em que maior número de folhas foi obtido com a adição de 1.000 mg L-1 de nitrato de cálcio ao meio

MS na ausência de cloreto de potássio (Junqueira et al., 2003). O nitrogênio em meio de cultivo é fornecido às plantas em forma de nitrato ou nitrito, estando envolvi-do no alongamento envolvi-dos tecienvolvi-dos vegetais (Pasqual, 2001). Analisando-se a Figura 3, pode-se observar que incre-mentos nas concentrações de nitrato de cálcio, adiciona-das ao meio Knudson, proporcionaram diminuição no com-primento das plântulas de ‘Kober 5BB’ de forma quadrática. Resultado similar ocorreu com número de folhas, em que os melhores foram observados em 750 mg L-1 de KCl.

Desta forma, maior comprimento de plântulas (3,85 cm) foi verificado em 1.000 mg L-1 de cloreto de potássio

e 500 mg L-1 de nitrato de cálcio, concordando assim

como os resultados obtidos por Junqueira et al. (2003), que, estudando o crescimento in vitro de crisântemo, encontraram maior comprimento da parte aérea com 125 mg L-1 de nitrato de cálcio combinado com 1000 mg L-1

de cloreto de potássio.

Podem-se observar na Figura 4 somente dados sig-nificativos com a adição de cloreto de potássio ao meio de cultivo para comprimento da parte aérea de ‘Gravesac’. Incrementos nas concentrações de cloreto de potás-sio, adicionadas ao meio Knudson, proporcionaram di-minuição no comprimento das plântulas.

Y 250 mg L-1de KCl = -8E-07x2 + 0,0007x + 3,33 R2 = 0,96 Y 750 mg L-1de KCl = -4E-08x2 + 0,0006x + 1,91 R2 = 0,88 Y 1000 mg L-1 de KCl = 1E-07x2 - 0,001x + 3,26 R2 = 0,72 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 0 500 1000 1500 2000 Nitrato de cálcio (mg L-1) N úm ero d e fo lh as 250 KCl 750 KCl 1000 KCl Figura 1. Número de folhas em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Kober 5BB’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

Y 1500= -0,000003x2 + 0,0003x + 9,02 R2 = 0,92 Y 500 = 0,000007x2 - 0,0091x + 9,99 R2 = 0,97 0 2 4 6 8 10 0 250 500 750 1000 Cloreto de potássio (mg L-1) N úm ero d e fo lh as

500 nitrato de cálcio 1500 nitrato de cálcio

Figura 2. Número de folhas em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Gravesac’, com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

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Efeito de diferentes concentrações de nitrato de cálcio e cloreto de potássio na micropropagação de dois porta-enxertos de videira

Araújo (2004) verificou que incrementos nas concen-trações de KNO3 e NH4NO3, adicionadas ao meio Knudson C, proporcionaram aumento no comprimento das plântulas de Cattleya leopoldii de forma linear, sen-do observasen-do maior comprimento de plântulas com 100% de KNO

3 e NH4NO3.

Maior número de raízes de ‘Kober 5BB’ e ‘Gravesac’ (2,09) foi obtido na ausência de nitrato de cálcio e cloreto de potássio, associados a 1000 mg L-1 de cloreto de

po-tássio e 500 mg L-1 de nitrato de cálcio, respectivamente

(Figuras 5 e 6).

A adição de cloreto de potássio e nitrato de cálcio ao meio Knudson favoreceu o aumento no número de raízes, provavelmente porque o meio Knudson é considerado pobre em sais em relação ao MS. A adição de sais ao meio Knudson talvez favoreça a formação do sistema radicular da videira.

Poddar et al. (1997) estudaram altas concentrações de nitrato de amônio como substituto ao ácido naftaleno acético (ANA) em Eleusine coracana e observaram que concentrações de duas a seis vezes maiores que a utiliza-da no meio MS podem favorecer a formação de raízes na ausência do regulador de crescimento. Já em altas con-centrações de nitrato de amônio e do ANA, o meio de cultura tornou-se fitotóxico para a espécie estudada.

De acordo com o mesmo autor, o nitrato pode funcio-nar como regulador de crescimento, estimulando bro-tações. Dessa forma, Araujo (2004), estudando as espé-cies de orquídea Cattleya nobilior x Cattleya nobilior e

Cattleya leopoldii, observou que o nitrato estimulou o

crescimento de brotações até certo ponto, tornando-se tóxico a partir daí com o aumento das concentrações.

Junqueira et al. (2003) obtiveram resultados seme-lhantes, obervando maior número de raízes de crisânte-mo em meio MS, com baixas concentrações de nitrato de cálcio combinado com 1000 mg L-1 de cloreto de cálcio.

O incremento das concentrações de nitrato e cloreto de cálcio adicionadas ao meio Knudson causou diminuição no peso fresco das plântulas de ‘Kober 5BB’ e ‘Gravesac’, res-pectivamente. Maior peso da matéria fresca de plântulas de ‘Kober 5BB’ (0,84 g) e de ‘Gravesac’ (1,09 g) foi obtido com 1.000 mg L-1 de nitrato de cálcio associado a 250 mg L-1

de KCl e 1.500 mg L-1 de nitrato de cálcio na ausência de

KCl, respectivamente (Figuras 7 e 8).

Silva et al. (2001), estudando fontes de nitrogênio no desenvolvimento in vitro do porta-enxerto ‘Trifoliata’, concluíram que melhores resultados são obtidos com 75% da fonte KNO3 associada com altas concentrações de NH4NO3 para altura e peso das brotações dos explantes. Segundo Sakuta (1987), altas concentrações de nitra-to (NO3-) podem ser críticas no processo de morfogênese

e crescimento dos explantes. Provavelmente, esses re-sultados podem estar relacionados com a própria função metabólica do nitrogênio como constituinte de aminoá-cidos, enzimas e proteínas.

O nitrogênio (N) suplementado ao meio de cultura, tanto em forma de nitrato de amônio como de nitrato de potássio, é citado como benéfico nos processos de de-senvolvimento dos explantes (Sakuta, 1987). É o princi-pal nutriente inorgânico de qualquer meio de cultura, in-dependentemente da sua espécie e do seu objetivo. A quantidade e a fonte de N pontualmente também influen-ciam o crescimento das culturas in vitro, seu metabolis-mo químico e a formação e produção de metabólitos (Russowski & Nicoloso, 2003).

Y 250 mg L-1de KCl = -8E-07x2 + 0,0009x + 3,56 R2 = 0,97 Y 750 mg L-1de KCl = 1E-07x2 + 0,0004x + 2,08 R2 = 0,84 Y 1000 mg L-1 de KCl = 3E-07x2 - 0,0014x + 3,88 R2 = 0,70 0 1 2 3 4 5 0 500 1000 1500 2000 Nitrato de cálcio (mg L-1) C om pr ime nt o d a pa rt e a ére a (c m ) 250 KCl 750 KCl 1000 KCl

Figura 3. Comprimento da parte aérea em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Kober 5BB’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

Y = -0,0000002x2 + 0,0002x + 13,63 R2 = 0,80 0 5 10 15 0 250 500 750 1000 Cloreto de potássio (mg L-1) C om pr im en to da pa rt e aé re a (c m )

Figura 4. Comprimento da parte aérea em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Gravesac’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio.

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Fabíola Villa

et al.

De acordo com George & Sherrington (1984), o de-senvolvimento e a morfogênese em cultura de tecidos são acentuadamente influenciados pela disponibilidade de nitrogênio e pela forma como o mesmo é fornecido.

CONCLUSÕES

Maior número de folhas e peso de matéria fresca da parte aérea de ‘Kober 5BB’ foi verificado em meio Knudson, em associação com 250 mg L-1 de cloreto de

potássio e 1000 mg L-1 de nitrato de cálcio.

Na ausência de cloreto de potássio, observaram-se melhores resultados no desenvolvimento in vitro de ‘Gravesac’.

A melhor concentração de cloreto de potássio a ser adicionada ao meio Knudson para comprimento da par-te aérea e número de raízes de ‘Kober 5BB’ é de 1.000 mg L-1; e a de nitrato de cálcio, de 0-500 mg L-1 para ‘Kober

5BB’ e 500-1.500 mg L-1 para ‘Gravesac’.

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N

úm

ero

de

raí

zes

500 nitrato de cálcio

Figura 6. Número de raízes em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Gravesac’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

Y 750 mg L-1de KCl = 2E-07x2 - 5E-05x + 1,38 R2 = 0,78 Y 1000 mg L-1 de KCl = 3E-07x2 - 0,0008x + 2,17 R2 = 0,72 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 500 1000 1500 2000 Nitrato de cálcio (mg L-1) N úm ero d e ra íz es 750 KCl 1000 KCl

Figura 5. Número de raízes em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Kober 5BB’, com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

Figura 7. Peso da matéria fresca da parte aérea em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Kober 5BB’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

Figura 8. Peso da matéria fresca da parte aérea em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Gravesac’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

Y 250 mg L-1 de KCl = -6E-08x2 + 0,0001x + 0,78 R2 =0,93 Y 750 mg L-1 de KCl = -6E-09x2 + 4E-05x + 0,75 R2 = 0,68 Y 1000 mg L-1 de KCl = 2E-08x2 - 8E-05x + 0,83 R2 = 0,73 0,72 0,74 0,76 0,78 0,80 0,82 0,84 0,86 0 500 1000 1500 2000 Nitrato de cálcio (mg L-1) P eso d a m at ér ia f re sc a da p art e aé re a (g ) 250 KCl 750 KCl 1000 KCl Y 1500 = -0,07x2 - 0,0001x + 1,083 R2 = 0,80 1,03 1,04 1,05 1,06 1,07 1,08 1,09 1,10 0 250 500 750 1000 Cloreto de potássio (mg L-1) P es o d a m at ér ia fr esca da pa rt e a ér ea ( g) 1500 nitrato de cálcio

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Efeito de diferentes concentrações de nitrato de cálcio e cloreto de potássio na micropropagação de dois porta-enxertos de videira

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Imagem

Figura 1. Número de folhas em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Kober 5BB’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.
Figura 4. Comprimento da parte aérea em plântulas de porta- porta-enxerto de videira ‘Gravesac’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio.
Figura 7. Peso da matéria fresca da parte aérea em plântulas de porta-enxerto de videira ‘Kober 5BB’ com diferentes concentrações de cloreto de potássio e nitrato de cálcio.

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