39 ISSN 1517-1981 1678-1961 Dezembro, Outubro 2000 2008 Propagação sexuada in vitro de moringa ( Moringa oleifera Lam.)
ISSN 1678-1961 Dezembro, 2008 Empresa Brasileir asileira a de Pesquisa Agr gropecuár opecuária Centro de Pesquisa Agr gropecuár opecuária dos Tabuleir abuleiros Costeir eiros Ministério io da Agr gricult icultur ura, Pecuár ecuária e Abasteciment ecimento Boletim de Pesquisa e Desenvolvimento 39 Propagação sexuada in vitro de moringa (Moringa oleifera Lam.) Ana da Silva Lédo Maria Salete Alves Rangel Karla Cristina Santos Freire Caroline de Araújo Machado Lucas Fonseca Menezes Oliveira Aracaju, SE 2008
Disponível em: http://www.cpatc.embrapa.br/index.php?idpagina=fixas&pagina=publicacoesonline Embrapa Tabuleiros Costeiros Av. Beira Mar, 3250, Aracaju, SE, CEP 49025-040 Caixa Postal 44 Fone: (79) 4009-1344 Fax: (79) 4009-1399 www.cpatc.embrapa.br sac@cpatc.embrapa.br Comitê Local de Publicações Presidente: Ronaldo Souza Resende Secretária-Executiva: Raquel Fernandes de Araújo Rodrigues Membros: Semíramis Rabelo Ramalho Ramos, Julio Roberto Araujo de Amorim, Ana da Silva Lédo, Daniel Luis Mascia Vieira, Maria Geovânia Lima Manos, Ana Veruska Cruz da Silva Muniz, Hymerson Costa Azevedo. Supervisora editorial: Raquel Fernandes de Araújo Rodrigues Tratamento de ilustrações: Sandra Helena dos Santos Editoração eletrônica: Sandra Helena dos Santos Foto da Capa: Ana da Silva Lédo 1 a edição Todos os direitos reservados. A reprodução não-autorizada desta publicação, no todo ou em parte, constitui violação dos direitos autorais (Lei no 9.610). Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) Embrapa Tabuleiros Costeiros Propagação sexuada in vitro de moringa (Moringa oleifera Lam.) / Ana da Silva Lédo... [et al.] -- Aracaju : Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2008. 17 p. - (Boletim de Pesquisa e Desenvolvimetno / Embrapa Tabuleiros Costeiros, ISSN1678-1961; 39). Disponível em http://www.cpatc.embrapa.br/index.php?idpagina=fixas&pagina=publicacoesonline 1. Moringa. 2. Propagação in vitro. 3. Germinação. 4. Planta oleifera. I. Lédo, ana da Silva. II. Rangel, Maria Salete Alves. III. Freire, Karla Cristina Santos. IV. Machado, Caroline de Araújo. V. Oliveira, Lucas Fonseca Menezes de. VI. Título. VII. Série. CDD 635.
Sumário Resumo... 5 Abstract... 7 Introdução... 8 Material e Métodos... 10 Resultados e Discussão... 12 Conclusões... 16 Referências Bibliográficas... 16
Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam) 5 Propagação sexuada in vitro de moringa (Moringa oleifera Lam.) Ana da Silva Lédo¹ Maria Salete Alves Rangel¹ Karla Cristina Santos Freire² Caroline de Araújo Machado² Lucas Fonseca Menezes Oliveira² Resumo A moringa (Moringa oleifera Lam.) é uma árvore da família Moringaceae, nativa do Norte da Índia, destacando-se pelo uso intensivo das propriedades químicas de suas sementes. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer metodologias eficientes de propagação sexuada e assexuada in vitro de Moringa oleifera Lam. Sementes coletadas de vagens maduras foram lavadas em água corrente com remoção do tegumento e submetidas à imersão em álcool 70% por 30 segundos e em diferentes concentrações de hipoclorito de sódio (NaOCl): 1,0 e 2,0% por 10 minutos e inoculadas em três meios de cultura (0 MS, ½ MS e MS). Os segmentos foliares apresentaram menor contaminação e oxidação. Para os segmentos foliares recomenda-se a assepsia com NaOCl a 1,0; 1,25 ou 2,0%. Nos meios ½ MS e 0 MS observou-se maior porcentagem de germinação das sementes 54,17%. Palavras-chave: Moringa oleifera Lam.; Moringaceae, micropropagação, germinação in vitro. 1 Pesquisadora Embrapa Tabuleiros Costeiros, Av Beira Mar, 3250 B. 13 de Julho 49025-040 Aracaju-SE analedo@cpatc.embrapa.br ² Estagiários Embrapa Tabuleiros Costeiros, Av Beira Mar, 3250 B. 13 de Julho 49025-040 Aracaju-SE
Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam) 7 Sexual propagation in vitro of Moringa (Moringa oleifera Lam) Abstract The moringa (Moringa oleifera Lam.) is a tree of family Moringaceae, native of northern India, and is a multi purpose tree with most of its parts being useful for a number of applications. This work was in order to establish an effective methodology for in vitro sexual and asexual propagation of Moringa oleifera Lam. Seeds collected from mature pods were washed in water to remove the husk and in chamber of laminar flow, subject to immersion in alcohol 70% for 30 seconds, and then in different concentrations of hypochlorite sodium (NaOCl): 1.0 and 2.0% for 10 minutes and inoculated in different culture media (0 MS, ½ MS and MS). Nodal segments obtained from aseptic seedlings in vitro that were inoculated on MS media with different combinations of BAP (0.05 and 0.1 mg L -1 ) and IBA (0.05 and 0.1 mg L -1 ). In the media ½ MS and 0 MS there was a greater percentage of seed germination (54.17%). Index terms: Moringa oleifera Lam., Moringaceae, micropropagation, in vitro germination.
8 Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam) Introdução A Moringa oleifera é uma planta da família Moringaceae, do gênero Moringa, conhecida popularmente por lírio branco, quiabo-de-quina, Acácia-branca, árvorerabanete-de-cavalo, cedro e moringueiro (RANGEL, 2003). A espécie é nativa da Índia, e foi introduzida no Brasil por volta de 1950. É cultivada na África, Ásia, América Latina e em quase todos os países de clima tropical. No Brasil, é encontrada em maior número na região Nordeste, principalmente nos estados do Maranhão, Piauí e Ceará (CYSNE, 2006). Há um esforço no sentido de difundi-la como hortaliça, por suas folhas serem ricas fontes de vitamina A (AMAYA et al., 1992; KERR et al., 1998; SILVA; KERR, 1999), como brócolis, cenoura, couve, espinafre e alface. A moringa é uma planta de importância econômica significativa com diversas utilidades na indústria e na medicina (MAKKAR; BECKER,1997), no qual é utilizado para muitos propósitos, onde a maioria de suas partes são úteis para várias aplicações, sendo referida como árvore milagrosa (FUGLIE, 1999). As sementes contêm óleo de excelente qualidade podendo ser usado para cozinhar, confeccionar sabão, na indústria de cosméticos, farmacêutica e no tratamento de água por floculação e sedimentação, visto que é capaz de eliminar a turvação, micropartículas, fungos e bactérias substituindo o sulfato de alumínio. As frutas, sementes, folhas e flores são consumidas como legumes nutritivos em alguns países (CHAWLA et al.,1988; GERDES, 1994). As sementes desta planta e de outras espécies do mesmo gênero apresentam uma propriedade a qual é a mais explorada atualmente: a coagulação de matéria em suspensão. Esta propriedade das sementes caracteriza a moringa como um cultivo viável até mesmo para o mercado internacional (RANGEL, 2003). As sementes possuem polissacarídeos com forte poder aglutinante, o que permite o uso das sementes pulverizadas no tratamento da água por floculação e sedimentação, capazes de eliminar a turvação, micropartículas, fungos, bactérias e vírus (JAHN et al., 1986). Nas zonas rurais do Nordeste brasileiro a utilização das sementes de moringa no tratamento d água para o consumo humano tem sido prática freqüente, dada a escassez de água potável para a população rural nessa região (GERDES,1997).
Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam) 9 As sementes também contêm um princípio dotado de atividade antimicrobiana, a pterigospermina, bem como os glicosídeos moringina, 4-(á-L-ramnosilori)- isotiocianato de benzila e 4-(á-L-ramnosilori)-fenil-acetonitrila. Estes componentes antimicrobianos agem principalmente contra Bacillus subtilis, Mycobacterium phei, Serratia marcescens, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Shigella e Streptococcus, o que justifica seu emprego na preparação de pomada antibiótica (RANGEL, 2003). Recentemente pesquisadores da Universidade Federal de Pernambuco descobriram que a semente de moringa pode ser usada para combater as larvas do mosquito Aedes aegypti, transmissor da dengue e da febre amarela. Segundo o estudo, uma das proteínas contidas nas sementes, a lectina, impede o processo de digestão da larva, provocando sua morte por desnutrição (AGÊNCIA FOLHA, 2008). Segundo Cysne (2006), a planta possui um rápido desenvolvimento em condições favoráveis, atingindo uma altura de até 4 metros em um ano, na fase adulta a altura varia de 10 a 12 metros de comprimento. A moringa é uma espécie alógama, que se propaga por sementes e estacas, mesmo em solos pobres. Não necessita muitos cuidados e sobrevive a longos períodos de seca. Os frutos verdes, folhas, flores e sementes torradas são altamente nutritivos e consumidos em muitas partes do mundo. O óleo obtido das sementes da moringa pode ser usado no preparo de alimentos, na fabricação de sabonetes, cosmético e como combustível para lamparinas. A pasta resultante da extração do óleo das sementes pode ser usada como um condicionador do solo, fertilizante ou ainda na alimentação animal (RANGEL, 2003). Poucos trabalhos são conhecidos sobre o melhoramento genético da Moringa oleifera e sobre a propagação in vitro. Na literatura consultada, existem poucos trabalhos publicados com micropropagação de moringa (STEPHENSON; JED, 2004; ISLAM et al., 2005; CYSNE, 2006). Os principais usos da cultura de tecidos são a reprodução de plantas in vitro para produção de mudas, produção de plantas livres de virose, a conservação in vitro de recursos genéticos de plantas (conservação de germoplasma), a obtenção de mutantes in vitro, a produção de haplóides e duplos haplóides e a produção de plantas transgênicas (TORRES et al., 1998).
10 Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam.) A obtenção de métodos de propagação mais eficientes visando à multiplicação de genótipos promissores de moringa torna-se necessária. Neste contexto a multiplicação in vitro é uma alternativa para a rápida produção de mudas em curto espaço de tempo e com alta qualidade fitossanitária. Na micropropagação a assepsia tem um papel fundamental que é de eliminar patógenos que estejam localizados externamente aos propágulos. Quando se deseja iniciar o cultivo de uma determinada espécie, deve-se primeiramente verificar as formas de propagação, se elas são práticas e econômicas para o estabelecimento de um manejo sustentável. No caso da propagação sexuada, o conhecimento do processo germinativo é de fundamental importância, bem como a domesticação e aclimatação de espécies nativas e exóticas. No que diz respeito à moringa essas informações são escassas no Brasil (BEZERRA et al., 1997). Assim, esse trabalho teve como objetivo de estabelecer metodologias eficientes de assepsia de explantes oriundos de plantas adultas e germinação in vitro de moringa. Material e Métodos O trabalho foi conduzido no Laboratório de Cultura de Tecidos de Plantas da Embrapa Tabuleiros Costeiros, em Aracaju, Sergipe. Experimento 1. Assepsia de explantes de moringa Brotações jovens, colhidas de plantas adultas localizadas na Sede da Embrapa Tabuleiros Costeiros - Aracaju, SE, foram previamente lavadas em água corrente com detergente bacteriológico. Em câmara de fluxo laminar, os explantes foram imersos em álcool 70% (v/v) por um minuto, em seguida, em solução de NaOCl de acordo com os tratamentos: T1-0,5%; T2-0,75%; T3-1%; T4-1,25% e T5-2%, por 10 minutos sob agitação e lavadas cinco vezes em água destilada e autoclavada. Os segmentos nodais e foliares foram inoculados em frascos contendo meio de cultura de Murashige & Skoog MS (MURASHIGE; SKOOG, 1962), com 3,0% de sacarose e gelificado com 0,6% de ágar.
Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam) 11 O ph foi ajustado para 5,8 e todos os tratamentos submetidos à esterilização em autoclave a 120 º C durante 15 minutos. As culturas foram mantidas em sala de crescimento com temperatura variando de 25 ± 2 º C, umidade relativa do ar média em torno de 70% e fotoperíodo de 12 horas de luz branca fria (52 µmol m -2 s -1 de irradiância). O experimento foi instalado em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 2 (cinco tratamentos de assepsia x dois tipos de explantes) e doze repetições. As médias de porcentagem de contaminação foram comparadas pelo teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade no programa estatístico Sisvar (FERREIRA et al., 2000). A intensidade de oxidação foi analisada por meio de uma escala de notas: 1 (0 %), 2 (1 a 30%), 3 (31 a 70%), 4 (71 a 100%).As médias referentes às notas de oxidação dos explantes foram submetidas à análise não paramétrica pelo teste de Kruskal Wallis a 5% de significância no programa estatístico SAS (SAS INSTITUTE, 1989). Experimento 2. Germinação in vitro de sementes de moringa Sementes coletadas de vagens maduras de plantas adultas foram lavadas em água corrente com remoção do tegumento. Em câmara de fluxo laminar foram submetidas à imersão em álcool 70% (v/v) por 30 segundos e, em seguida, em diferentes concentrações de hipoclorito de sódio (NaOCl): T1=1-1,25% (v/v) e T2= 2-2,50% (v/v) por 10 minutos. As sementes foram inoculadas em diferentes meios de cultura (0 MS, ½ MS e MS). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial de 3 x 2 (três concentrações dos sais do meio MS x duas concentrações de NaOCl) com quatro repetições. Cada parcela foi constituída de três frascos contendo duas sementes. O ph foi ajustado para 5,8 e todos os tratamentos submetidos à esterilização em autoclave a 120 º C durante 15 minutos. As culturas foram mantidas em sala de crescimento com temperatura variando de 25 ± 2 º C, umidade relativa do ar média em torno de 70% e fotoperíodo de 12 horas de luz branca fria (52 µmol m -2 s -1 de irradiância). Dez dias após a inoculação avaliou-se a porcentagem de germinação e, aos 30 dias, a porcentagem de contaminação. As médias das variáveis foram submetidas à análise de variância e comparadas pelo teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade no programa estatístico Sisvar (FERREIRA et al., 2000).
12 Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam.) Resultados e Discussão Assepsia de explantes de moringa Houve diferença significativa entre os tratamentos para a porcentagem de contaminação. Conforme apresentado na Tabela 1, os segmentos foliares apresentaram menor contaminação (21,7%) quando comparados com os segmentos nodais (68,3%). Nas concentrações de 1,0; 1,25 e 2,0% os segmentos foliares apresentaram menor contaminação (8,3%), em relação às concentrações de 0,5 e 0,75% de NaOCl (66,7% e 16,7%, respectivamente), Tabela 2. O valor de H= 53,56 pelo teste de Kruskal Wallis foi significativo para oxidação. Os segmentos foliares apresentaram menor oxidação (1,13) quando comparados com os segmentos nodais (1,97), Tabela 3. Para os segmentos nodais faz-se necessária uma nova avaliação para obtenção de um protocolo de desinfestação mais eficiente. O controle da contaminação por patógenos que infestam explantes usados na cultura in vitro é de extrema importância devendo-se pesquisar e determinar protocolos mais eficientes levando em consideração o agente desinfestante, a espécie que se trabalha e o tipo de explante. Tabela 1. Valores médios da porcentagem de contaminação por fungos e bactérias em segmentos foliares e segmentos nodais de moringa em meio MS. Segmentos Porcentagem de contaminação Foliares 21,66a Nodais 68,33b Médias seguidas pela mesma letra minúscula não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam) 13 Tabela 2. Valores médios da porcentagem de contaminação por fungos e bactérias em segmentos foliares de moringa em meio MS submetidos a diferentes concentrações de hipoclorito de sódio (NaOCl). Tratamentos Porcentagem de contaminação em segmentos foliares NaOCl 0,5% 66,7a NaOCl 0,75% 16,7b NaOCl 1,0% 8,3b NaOCl 1,25% 8,3b NaOCl 2,0% 8,3b Médias seguidas pela mesma letra minúscula não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Tabela 3. Valores médios de notas atribuídas à intensidade de oxidação em segmentos nodais e foliares de moringa em meio MS. Explantes Intensidade de Oxidação Segmentos Nodais 1,97a Segmentos Foliares 1,13b Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade Germinação in vitro de sementes de moringa O início da germinação com a emissão da radícula foi observado aos sete dias após a inoculação (Figura 1). Não houve efeito significativo da interação entre os fatores e da concentração de NaOCl na porcentagem de germinação. Entretanto, nos meios de cultura 0 MS e ½ MS observou-se maior porcentagem de germinação das sementes (54,17%) quando comparados com meio MS (16,67%) conforme apresentado na Tabela 5. Não houve efeito significativo dos fatores meio e NaOCl isolados ou não na porcentagem de contaminação que foi apenas de 1,4%. Em estudos conduzidos por Cysne (2006) em diferentes concentrações de NaOCl a percentagem de contaminação variou entre 0 e 10%, sendo que a partir da concentração de 0,25% de NaOCl não houve contaminação das sementes que obtiveram de 85 a 90% de germinação.
14 Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam.) Observou-se nas primeiras 24 horas após a inoculação das sementes o início da coagulação do meio de cultura (Figura 2). Os cotilédones das sementes de moringa contêm polissacarídeos com forte poder aglutinante e propriedades de coagulação (JAHN et al., 1986). A remoção do tegumento das sementes proporcionou o contato desses polissacarídeos com substâncias presentes no meio de cultura que pode ter interferido na germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas. Observaram-se 94,44% de coagulação de meios de cultura inoculados com sementes submetidas a 2,5% de NaOCl e 43% de coagulação em meios com sementes desinfestadas com 1,25% de NaOCl (Tabela 4). Não houve diferenças significativas entre os meios de cultura, sendo observados 70,83; 65,00 e 70,83% de coagulação dos meios 0 MS, ½ MS e MS, respectivamente (Tabela 5). Provavelmente a indisponibilidade de nutrientes do meio de cultura pela coagulação tenha afetado a percentagem de germinação das sementes que alcançou valores abaixo de 50%, discordando dos resultados obtidos por Cysne (2006). Estudos comparativos sobre a germinação in vitro de sementes com e sem tegumento deverão ser conduzidos para o estabelecimento de um protocolo eficiente de obtenção de plântulas assépticas. A B Figura 1. A- Sementes sem tegumento de moringa aos cinco dias após a inoculação in vitro; B- Etapas da germinação a partir de 10 dias após a inoculação (Fotos: Ana Lédo, 2007).
Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam) 15 Tabela 4. Valores médios da porcentagem de germinação e coagulação do meio de cultura durante o estabelecimento de plântulas assépticas de moringa em diferentes concentrações de hipoclorito de sódio (NaOCl). Tratamentos % Germinação % Coagulação NaOCl 1% 47,22a 43,00b NaOCl 2% 36,11a 94,44a Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Tabela 5. Valores médios da porcentagem de germinação e coagulação do meio de cultura durante o estabelecimento de plântulas assépticas de moringa em diferentes concentrações de sais do meio MS. Meio de cultura % Germinação % Coagulação MS 16,67b 70,83a ½ MS 54,17a 65,00a 0 MS 54,17a 70,83a Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. Figura 2. Efeito da coagulação de substâncias do meio de cultura promovida por polissacarídeos presentes no endosperma de Moringa oleifera Lam. (Foto: Ana Lédo, 2007).
16 Propagação sexuada in vitro de Moringa (Moringa oleifera Lam.) Conclusões Diante dos resultados observados, conclui-se que: - Os segmentos foliares apresentam menor contaminação e oxidação; - Para os segmentos foliares recomenda-se a assepsia com NaOCl a 1,0; 1,25 ou 2,0%; - A ausência do meio de cultura MS ou a redução da concentração dos sais à metade promovem maior germinação de sementes de moringa cultivadas in vitro; - Na presença de NaOCl a 1-1,25% ocorre menor coagulação meio de cultura por polissacarídeos presentes nos cotilédones de sementes de moringa cultivados in vitro; Referências Bibliográficas AGÊNCIA FOLHA. Sementes de moringa pode matar mosquito. Disponível em: << http://www1.folha.uol.com.br/fsp/cotidian/ff2604200814.htm>>. Acesso em: 12 de maio de 2008. AMAYA, D. R.; KERR, W. E.; GODOI, H. T.; OLIVEIRA, A. L.; SILVA, F. R. Moringa hortaliça arbórea rica em beta-caroteno. Horticultura Brasileira, Brasília, v. 10, n. 2, p. 126, 1992. BEZERRA, A. M. B.; ALCANFOR, D. C.; MEDEIROS FILHO, S.; INNECO, R. Germinação de sementes de moringa (Moringa oleifera L.). Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 28, n. 1/2, p. 64-69, 1997. CHAWLA, S.; SAXENA, A.; SESHADRI, S. In vitro availability of iron various green leafy vegetables. Journal of the Science of Food and Agriculture, England, v. 46, n. 1, p. 125-127, 1988. CYSNE, J. R. B. Propagação in vitro de Moringa oleifera L. Fortaleza, 2006 81 f
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