EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE NITROGÊNIO E DE SACAROSE SOBRE A PROPAGAÇÃO IN VITRO DA SAMAMBAIA-ESPADA [ Nephrolepis exaltata (L.

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1 EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE NITROGÊNIO E DE SACAROSE SOBRE A PROPAGAÇÃO IN VITRO DA SAMAMBAIA-ESPADA [ Nephrolepis exaltata (L.) Schott ] RESUMO - Este ensaio teve como objetivo estudar a influência de diferentes concentrações de nitrogênio e de sacarose sobre a propagação in vitro da samambaia-espada [ Nephrolepis exaltata (L.) Schott]. Cinco diferentes porcentagens de nitrogênio (, 5, 5, 1 e %) combinadas com seis diferentes concentrações de sacarose (; 7,5; 15; 3; e 1 g/l) foram avaliadas, em delineamento estatístico inteiramente casualizado com repetições, em esquema fatorial 5 x. Constatou-se que a concentração de 7,5 g/l de sacarose PRISCYLLA TATIANA CHALFUN GUIMARÃES 1 MOACIR PASQUAL ALEXANDRE MAGNO PEDROSO DE MIRANDA 3 e as menores porcentagens de nitrogênio em relação ao padrão do meio MS, proporcionaram os melhores resultados no crescimento das características estudadas, a saber, número e comprimento de brotos, matéria seca de brotos e número de raízes. Os resultados mostraram que a otimização do meio de cultura apresenta efeito marcante na melhor expressão de cada característica estudada in vitro, e que os meios contendo elevados níveis de nitrogênio e de sacarose tendem a apresentar os piores rendimentos em relação às características avaliadas. TERMOS PARA INDEXAÇÃO: Samambaia, Nephrolepis exaltata, micropropagação. INFLUENCE OF NITROGEN AND SUCROSE CONCENTRATIONS ON IN VITRO PROPAGATION OF SWORD FERN [ Nephrolepis exaltata (L.) Schott ]. ABSTRACT - This work was carried out aiming to study the influence of different nitrogen and sucrose concentrations on the in vitro propagation of sword fern [Nephrolepis exaltata (L.) Schott ]. Five different percentages of nitrogen (, 5, 5, 1 and %) combined with different concentrations of sucrose (; 7.5; 15; 3; and 1 g/l) were evaluated in an entirely random statistical design with repetitions, in a 5 x factorial scheme. It was verified that the 7.5 g/l sucrose concentration and the lowest percentages of INDEX TERMS: Fern, Nephrolepis exaltata, micropropagation nitrogen in relation to the MS (Murashige and Skoog, 19) standard medium provided the best results with regard to average number of sprouts, average lenght of sprouts, average weight of the sprout s dry matter and average number of roots. The results showed that the optimization of the culture medium has significant effect on the better expression of each trait studied in vitro, and that mediums containing, in general, high levels of nitrogen and sucrose presented the worst yields in relation to the evaluated parameters. INTRODUÇÃO As samambaias pertencem à família botânica Polypodiaceae, cujos principais representantes são ornamentais e vivem preferencialmente nas regiões tropicais e subtropicais. Amaki e Higuchi (199) relatam que todas as espécies do gênero Nephrolepis são usadas satisfatoriamente em jardins internos e em interiores, além de se prestarem para a cobertura do solo, vasos suspensos, maciços e, algumas vezes, como espécime de mesa, plantas de pedestal, cestas penduradas e até para o crescimento entre pedras. Entre os gêneros da família Polypodiaceae, o Nephrolepis é um dos mais conhecidos, já que as espécies que o compõem são amplamente cultivadas como plantas ornamentais. A samambaia- espada [Nephrolepis exaltata (L.) Schott] é a mais popular, especialmente nas regiões Sul e Sudeste, sendo uma das preferidas na decoração de interiores. Ao contrário de outras espécies, ela não produz esporos viáveis e sua reprodução é essencialmente vegetativa. 1. Estudante de graduação da UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS (UFLA). Professor Titular do Departamento de Agricultura/ UFLA Caixa Postal Lavras - MG 3. Engenheiro Agrônomo, MS em Agronomia/Fitotecnia.

2 31 A micropropagação tem sido utilizada como um meio rápido de propagação vegetativa na indústria da horticultura ornamental e junto com outras técnicas biotecnológicas, permite a obtenção de um grande número de plantas com autenticidade varietal e em qualquer época do ano (Nagao, Pasqual e Ramos, 199). O sucesso da micropropagação de plantas não só depende dos fatores inerentes ao tecido vegetal (genéticos e fisiológicos), mas também das condições térmicas e luminosas em que a cultura é mantida, e do meio de cultura apropriado, que permite a indução, a multiplicação e o crescimento das brotações adventícias. Nagao, Pasqual e Ramos (199) relatam que as exigências nutricionais requeridas para o crescimento de um tecido em condições in vitro variam de espécie para espécie, de variedade para variedade e até mesmo dentro da própria planta, necessitando-se, assim, otimizar os meios de cultura. Contudo, não há uma formulação padrão para essa otimização, mas o meio MS (Murashige e Skoog, 19), com suas modificações e diluições, tem apresentado resultados satisfatórios para diversas espécies ( Grattapaglia e Machado, 199 ). Segundo Amaki e Higuchi (199), a micropropagação de samambaias pode contribuir para sua preservação, além de permitir a multiplicação de importantes cultivares, como a Nephrolepis, propagadas vegetativamente e também por cultura de pontas de estolhos. O presente trabalho teve como objetivo determinar o efeito de diferentes concentrações de nitrogênio e de sacarose no meio MS, sobre a propagação in vitro da samambaia-espada [Nephrolepis exaltata (L.) Schott]. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi desenvolvido no Laboratório de Cultura de Tecidos do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras (UFLA), no município de Lavras, Estado de Minas Gerais. Utilizaram-se brotos da espécie Nephrolepis exaltata (L.) Schott, já estabelecidos in vitro, apresentando em média 1, a 1,5 cm de comprimento. Estes foram inoculados individualmente em meio MS (Murashige e Skoog, 19), modificado em relação às concentrações de nitrogênio em, 5, 5, 1 e % e suplementado com sacarose nas concentrações de ; 7,5; 15; 3; e 1 g/l, em todas as combinações possíveis com as de nitrogênio, perfazendo um total de 3 tratamentos. As concentrações de 3 g/l de sacarose e 1% de nitrogênio foram consideradas padrões. O meio de cultura foi esterilizado em autoclave a 11 C, pressão de 1 atm, durante 15 minutos. O ph do meio foi aferido para 5,9, utilizando-se NaOH ou HCl e solidificado com 7, g/l de ágar, antes do processo de autoclavagem. Como fonte de nitrogênio, utilizaram-se o nitrato de amônio (NH NO 3 ) e o nitrato de potássio (KNO 3 ); o açúcar comum foi usado como fonte de sacarose, procedimento rotineiro em laboratório. Adotou-se o delineamento estatístico inteiramente casualizado, com repetições, em esquema fatorial (concentração de nitrogênio x concentração de sacarose). As parcelas foram constituídas de tubos de ensaio de,5 x 15 cm, contendo aproximadamente 15 ml do meio. Após a inoculação dos brotos nos tubos de ensaio, realizada em câmara de fluxo laminar em sala asséptica, os tratamentos foram levados para sala de crescimento com fotoperíodo de 1 horas, e intensidade luminosa de.5 lux e temperatura de aproximadamente 5 C, onde permaneceram por 3 dias até a avaliação final do experimento. Avaliaram-se número e comprimento de brotos, matéria seca de brotos e número de raízes, um mês após a inoculação dos brotos nos tubos de ensaio. O número de brotos e de raízes foi obtido através de contagem direta, sendo o comprimento de brotos medido através de régua milimetrada. A matéria seca de brotos foi obtida pela pesagem direta em balança analítica, seguida da secagem em estufa por 7 horas, a 5 C. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados obtidos através das análises de variância mostraram que todas as características estudadas foram afetadas significativamente, ao nível de 1% de probabilidade, pela interação entre nitrogênio e sacarose (Tabela 1). Como se observa na figura 1, a maior formação de brotos (33 brotos) ocorreu na concentração de 7,5 g/l de sacarose e 5% de nitrogênio. Nos meios com valores de sacarose de 15 e 3 g/l, aliados a níveis de nitrogênio de 1 e 5%, respectivamente, ainda se observa uma formação razoável de brotos (1 e brotos). Com elevado valor de sacarose, 1 g/l, e 5% de nitrogênio, obteve-se a menor produção ( brotos). Os valores encontrados para a característica número de brotos corresponde aos observados por Loescher e Albrecht (1979), citados por Amaki e Higuchi (199), em que a melhor produção de brotos de pontas de estolhos da espécie Nephrolepis exaltata (L.) Schott foi alcançada com níveis mais diluídos do meio MS, em relação ao padrão. O maior comprimento de brotos foi observado na ausência de sacarose e 5% de nitrogênio ( cm) e o menor desenvolvimento ocorreu com 7,5 g/l de sacarose e 5% de nitrogênio ( cm), (Figura ). O melhor resultado encontrado para essa característica também segue a tendência de se usar níveis entre e % de Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.3, n., p , abr./jun., 1999

3 311 TABELA 1 - Resumo das análises de variância para número e comprimento de brotos, matéria seca e número de raízes em função da concentração de nitrogênio e de sacarose. UFLA, Lavras/ MG, QUADRADOS MÉDIOS 1 C.V. GL Número de Brotos Comprimento de Brotos Matéria Seca de Brotos Número de Raízes Nitrogênio 113,** 9,31** 9,5**,73** Sacarose 5 91,95** 3,17** 5,** 97,5** N x S 13,53**,9** 3,1** 1,3** Resíduo 1 1,9,9 15,31 5,1 CV (%) 1,95 15,91, 3, 1/ Dados não transformados * Significativo ao nível de 5% de probabilidade ** Significativo ao nível de 1% de probabilidade de sacarose (correspondente a, e 1, g/l de sacarose respectivamente), na micropropagação da maioria das espécies (Nagao, Pasqual e Ramos, 199). Da mesma forma como foi observado por Oliveira (199), o crescimento dos brotos de crisântemo apresentou melhor resultado quando pequenas concentrações de sacarose foram combinadas com baixa porcentagem de nitrogênio no meio de cultura. O maior peso da matéria seca de brotos foi encontrado com 3 g/l de sacarose e 5% de nitrogênio (13 gramas), seguido ainda de razoável produção de peso com 15g/l e 1% (15 gramas), e 7,5 g/l e 5% (1 gramas) de sacarose e nitrogênio, respectivamente. Consequentemente, a faixa entre 7,5 e 3 g/l de sacarose é a mais favorável à matéria seca de brotos. Embora as porcentagens de nitrogênio tenham variado bastante entre os três melhores valores obtidos, nota-se que todas ocorreram com níveis abaixo e no valor padrão de nitrogênio do meio MS (Figura 3). Observa-se, também, que o melhor valor de matéria seca de brotos ocorreu na concentração padrão de sacarose e em 5% de nitrogênio. Por outro lado, a pior relação entre a concentração de nitrogênio e de sacarose para essa característica foi obtida com 1g/l de sacarose e 5% de nitrogênio (37 gramas). Esses dados mostram que o elevado potencial osmótico do meio, provavelmente, teve maior influência no resultado, uma vez que o nitrogênio e a sacarose são os principais componentes em quantidade no meio de cultura (Nagao, Pasqual e Ramos, 199) e que a elevada pressão osmótica reduz o crescimento e afeta o metabolismo celular (Caldas, Haridasan e Ferreira, 199). O maior número de raízes foi obtido com 7,5g/l de sacarose e na ausência de nitrogênio (), e o menor número delas foi encontrado com g/l de sacarose e ausência de nitrogênio (5), (Figura ). Observa-se que o melhor resultado foi obtido com a segunda menor concentração de sacarose trabalhada, demonstrando estar coerente com a literatura, à medida que se aproxima da concentração indicada para o meio de enraizamento, ou seja, entre e 3% (Grattapaglia e Machado, 199). Esses dados também se ajustam às afirmações de George e Sherrington (19), citados por Oliveira (199), segundo os quais, concentrações elevadas de açúcar podem inibir a formação de raízes in vitro. Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.3, n., p , abr./jun., 1999

4 Sacarose ( g/l) Sacarose (7,5 g/l) Sacarose (15 g/l) Sacarose (3 g/l) Número de brotos Y=7,+,X-, R =,** ,5 Y=11,7- +7,15X,5, R =,** Y=15,- Sacarose ( g/l) Sacarose (1 g/l), R =,5** Y=3,+,9X-, R =,3** Porcentagem de N FIGURA 1 - Número de brotos obtidos em diferentes concentrações de nitrogênio e de sacarose no meio de cultura. UFLA, Lavras/MG, Não houve ajuste da equação de regressão. Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.3, n., p , abr./jun., 1999

5 313 1 Sacarose ( g/l) Sacarose (7,5 g/l) 1 Y=3,1-,3X+,13X 1,5 +,31X,5, R =,9** Y=3,+,X 1,5 -,X +,1X,5, R =,71** Comprimento de brotos (cm) Sacarose (15 g/l) Y=,5+,3X-,1X, R =,** Sacarose (3 g/l) Y=,1+,9X-,13X +,X,5, R =,** Sacarose ( g/l) Sacarose (1 g/l) 1 Y=,3-,7X+,1X -,5X 3, R =,9** Y=1,7-,19X+,X 3 +1,59X,5, R =,9** Porcentagem de N FIGURA - Comprimento de brotos obtidos em diferentes concentrações de nitrogênio e de sacarose no meio de cultura. UFLA, Lavras/MG, Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.3, n., p , abr./jun., 1999

6 31 Peso da matéria seca de brotos g x Sacarose ( g/l) Sacarose (7,5 g/l) Y=,1+,191X, R =,7** Y=5,7-7,X+,311X 1,5 +,73X,5, R =,9** Sacarose (15 g/l) Y=5,+,7X-,1X, R =,9** Sacarose (3 g/l) Y=1,3+3,X-,3X +,1X 3, R =,9** Sacarose ( g/l) Sacarose (1 g/l) Y=5,7-,X, R =,** Y=11,-,3X+,31X,5, R =,** Porcentagem de N FIGURA 3 - Matéria seca de brotos obtidos em diferentes concentrações de nitrogênio e de sacarose no meio de cultura. UFLA, Lavras/MG, Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.3, n., p , abr./jun., 1999

7 315 3 Sacarose ( g/l) Sacarose (7,5 g/l) Y=7,7-,59X+,1X +3,79X,5, R =,97** 3 Y=,-,9X+,1X, R =,95** Sacarose (15 g/l) Sacarose (3 g/l) Número de raízes 3 1 Y=1,9-,15X+,5X, R =,93** 3 1 Y=1,9+,1X-,11X, R =,** Sacarose ( g/l) Sacarose (1 g/l) Y=,7-,1X, R =,73** Y=,+,11X-,X, R =,9** Porcentagem de N FIGURA - Número de raízes obtidas em diferentes concentrações de nitrogênio e de sacarose no meio de cultura. UFLA, Lavras/MG, Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.3, n., p , abr./jun., 1999

8 31 CONCLUSÕES Os resultados obtidos neste ensaio mostraram que as modificações nas concentrações de nitrogênio e de sacarose influenciaram no crescimento da samambaia-espada in vitro. Percentuais medianos de nitrogênio combinados com as menores concentrações de sacarose, em relação ao padrão do meio MS, proporcionaram os melhores resultados nas características avaliadas, a saber, número e comprimento médio de brotos, peso médio da matéria seca de brotos e número médio de raízes. Assim, constata-se que a concentração de 7,5 g/l de sacarose e dosagens de nitrogênio de 5% devem ser adotadas como as melhores no cultivo da samambaia-espada in vitro. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMAKI, W.; HIGUCHI, H. Micropropagation of Boston Ferns. Biotechnology in Agriculture and Forestry, Gainesville, v., n. 1, p.5-9, Oct CALDAS, L.S.; HARIDASAN, P.; FERREIRA, M.E. Meios nutritivos. In: TORRES, A.C.; CALDAS, L.S. Técnicas e aplicações da cultura de tecidos de plantas. Brasília: ABCTP/EMBRAPA - CNPH, 199. p GRATTAPAGLIA, D.; MACHADO, M.A. Micropropagação. In: TORRES, A.C.; CALDAS, L.S. Técnicas e aplicações da cultura de tecidos de plantas. Brasília: ABCTP/EMBRAPA - CNPH, 199. p MURASHIGE, T.; SKOOG, F. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. Physiologia Plantarum, Copenhagen, v.15, p.73-97, 19. NAGAO, E. O.; PASQUAL, M.; RAMOS, J.D. Efeitos da sacarose e do nitrogênio inorgânico sobre a multiplicação in vitro de brotações de porta-enxerto de citros. Bragantia, Campinas, v.53, n.1, p.5-31, 199. OLIVEIRA, P. D. de. Propagação in vitro de crisântemo (Dendranthema grandiflora Tzvelev.) cv. Orange Reagen. Lavras: ESAL, p. (Dissertação - Mestrado em Fitotecnia). PASQUAL, M.; HOSHIKA, E.; ISHIDA, J. S. Influência de diferentes concentrações de sacarose e sais minerais sobre a multiplicação in vitro de Nephrolepis exaltata (uma samambaia ornamental). Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 9, n. 11, p. 11-1, nov. 199 Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.3, n., p , abr./jun., 1999