Conservação de recursos genéticos: otimização de protocolos para a manutenção in vitro de Malus domesta L. e Pyrus communis L.

Abstract

Os recursos genéticos são uma fonte inigualável de materiais relevantes e específicos para muitas áreas (agroalimentar, farmacêutica, têxtil, combustível), e a sua conservação representa uma questão crucial para a manutenção dos ecossistemas e dos agrossistemas. A conservação no setor agroalimentar é baseada no trabalho de instituições como os bancos de germoplasma vegetal, onde se aplicam várias técnicas de conservação in situ e ex situ. Este trabalho enquadra-se no esforço de conservação do Banco Português de Germoplasma Vegetal (BPGV), por técnicas de cultura in vitro, de variedades de maçã (Malus domestica L.) e de pêra (Pyrus communis L.) presentes nas suas coleções. Tanto a maçã como a pêra são frutos de grande importância global, contribuindo, assim, a sua conservação, para a segurança alimentar mundial. Por esta razão são também considerados importantes germoplasmas hortícolas em todo o mundo. Protocolos de desinfeção e estabelecimento de explantes, proliferação e enraizamento de rebentos de variedades de macieira e protocolos de proliferação de rebentos de variedades e clones de pereira foram testados. Para uma desinfeção e estabelecimento bem sucedidos são cruciais protocolos que minimizem a contaminação e o escurecimento fenólico (oxidação de compostos fenólicos) dos explantes recolhidos. Este fenómeno é frequente em árvores frutíferas, com ênfase nas macieiras, podendo levar à necrose dos explantes. Neste trabalho foram testados os efeitos do ácido ascórbico (AA), do carvão ativado (AC) e da polivinilpirrolidona (PVP). Aumentar a capacidade de proliferação/multiplicação das variedades Camoesa Rosa do Menezes e Camoesa Sta Maria de macieira para sustentabilidade da sua conservação no BPGV também foi um dos principais objetivos. O efeito de diferentes concentrações de 6- benzilaminopurina (BAP) no meio de cultura e da qualidade da luz de crescimento foram avaliados. Os resultados sugerem a necessidade de trocas periódicas para o estabelecimento dos explantes de Malus, a fim de reduzir a fenolização, e demonstram a importância da ação da PVP nesta questão. Os resultados da proliferação em Malus mostraram que a concentração de 1,0 mg/L de BAP e as luzes vermelha e branca, conduziram a uma maior produção de rebentos a partir de segmentos apicais e nodais. A proliferação em segmentos apicais e nodais de Pyrus foi mais elevada sob a influência de meio MS com sorbitol e 4 mg/L de BAP e, como Malus, respondeu melhor à luz vermelha e branca. É importante realçar que os genótipos não responderam da mesma maneira a um único procedimento in vitro havendo, portanto, a necessidade de ajustar procedimentos para cada variedade.

Genetic resources are an unrivaled source of specific relevant materials in many areas (agri-food, pharmaceutical, textile, fuel), and their conservation represents a crucial issue for the maintenance of ecosystems and agrosystems. Conservation in the agri-food sector is based on the work of institutions as the plant germplasm banks, where several in situ and ex situ techniques are applied. This work fits in the effort of conservation of the Banco Português de Germoplasma Vegetal (BPGV), by in vitro culture techniques, apple (Malus domestica L.) and pear varieties (Pyrus communis L.). Both apples and pears are fruits of great global importance, thus contributing their adequate conservation for world food security. Therefore, they are important horticultural germplasm worldwide. Protocols of disinfection, establishment, proliferation and rooting in varieties of Malus, and protocols of proliferation in varieties and clones of Pyrus were tested. For successful disinfection and establishment, protocols that minimize contamination and phenolic browning (oxidation of phenolic compounds) of the collect explants are pivotal. This phenomenon is frequent in fruit trees, with emphasis to apple trees and can lead to explant necrosis. In this work, the effects of the ascorbic acid (AA), the activated carbon (AC) and the polyvinylpyrrolidone (PVP) were tested. Achieving an increment in the proliferation/multiplication capacity of varieties Camoesa Rosa do Menezes and Camoesa Sta Maria for sustainability of their conservation in BPGV was also a major goal. The effect of different 6-benzylaminopurine (BAP) concentrations in the culture medium, as well as light quality, was evaluated. The results show the need for periodic exchanges in the establishment of the Malus explants, to reduce the release of phenolic agents, and show the importance of the action of PVP in this issue. Results of proliferation/multiplication in Malus showed that explants respond better to a concentration of 1,0 mg/L of BAP and to red and white light, in order to produce more buds. Pyrus proliferation/multiplication in apical and nodal segments was more productive under the influence of a medium MS supplemented with sorbitol and 4 mg/L of BAP, and, as Malus, responds better to red and white light. It’s important to highlight that the studied genotypes didn’t respond the same way to a single in vitro procedure, thus there is a future need to fine tune specific procedures for each variety.