In vitro cultivation of Anacardium othonianum Rizz.: effects of salt concentration and culture medium volume

Abstract

ABSTRACT. Anacardium othonianum Rizz. is a medicinal plant species that is native to the Brazilian savannah. Adult plants are different from other genus members in this ecosystem due to their size, and efforts to locate the plants may lead to their extraction from the savannah and, frequently, plant death. Micropropagation has played a significant role in the propagation and preservation of specimens of several plant species; therefore, this study evaluated the effect of various salt concentrations and culture medium volumes on the in vitro cultivation of A. othonianum Rizz. Trial (I) evaluated two culture media (MS and WPM) and three salt concentrations (100, 50 and 25%) in a completely randomized design. Trial (II) evaluated two culture media and salt concentrations, MS (50%) and WPM (100%), and five medium volumes (10, 15, 20, 25 and 30 mL per test tube) as a 2 x 5 factorial in a completely randomized design. After 30 and 60 days of growth, the percentage of plantlet survival, average plantlet and leaf lengths and the average number of leaves and buds per explant were evaluated. The MS (50 and 25%) media and WPM (100 and 50%) media were the most effective for plantlet regeneration. The best responses were observed in 15-and 25-mL volumes of the MS (50%) medium. Therefore, the use of a 15-mL volume is suggested for greater medium economy.Keywords: cashew, tissue culture, in vitro propagation.Cultivo in vitro de Anacardium othonianum Rizz.: efeito da variação das concentrações dos sais e volumes do meio de cultura RESUMO. O Anacardium othonianum Rizz. é uma espécie frutífera e medicinal nativa do Cerrado brasileiro. As plantas adultas distinguem-se das demais espécies do gênero existente nesse bioma em função do seu porte arbóreo. Sua exploração ocorre de forma extrativista e muitas vezes em caráter predatório. Sob esse contexto, a micropropagação tem dado significativas contribuições na propagação e preservação de caracteres de interesse em diversas espécies de plantas e, desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes concentrações de sais e volumes do meio de cultura no cultivo in vitro de A. othonianum Rizz. No ensaio (I), testou-se dois meios de cultura (MS e WPM) e três concentrações de sais (100, 50 e 25%) dispostos em delineamento inteiramente casualizado. No ensaio (II), testou-se dois meios de cultura MS (50%) e WPM (100%) e cinco volumes de meio (10, 15, 20, 25 e 30 mL por tubo de ensaio) utilizando delineamento inteiramente casualizado, conduzido em arranjo fatorial 2 x 5. Após 30 e 60 dias de cultivo avaliou-se: porcentagem de sobrevivência de plântulas, comprimento médio de plântulas e folhas e, número médio de folhas e gemas por explante. Concluiu-se que os meios MS (50 e 25%) e WPM (100 e 50%) foram os mais eficientes na regeneração de plântulas. Foram observadas as melhores respostas no meio MS (50%) com volumes de 15 e 25 mL, desta forma sugere-se a utilização do volume de 15 mL visando maior economia.Palavras-chave: caju, cultura de tecidos, propagação in vitro.

In vitro plant tissue culture: means for production of biological active compounds

“…As presented in Table 4, it has a very high salt content, nevertheless, it is the preferred medium for the growth of several species (Alvarenga et al 2015;Grzegorczyk-Karolak et al 2015;Rahman et al 2015). It has been demonstrated that different MS salt concentrations influence growth in several species (Assis et al 2012;Martins et al 2015;Shekhawat et al 2015;Singh et al 2015). Generally, lower salt concentrations stimulate rooting (Sorace et al 2008;Golle et al 2012;Shekhawat et al 2015).…”

Effect of explant density and volume of cultivation medium on in-vitro multiplication of blueberry (Vaccinium corymbosum L.) varieties "Brigitta" and "Legacy"

“…En la densidad 5 y 10 explantes por frasco no presentaron diferencias significativas (Figura 1D) superando los 2,5 brotes por explantes, al respecto Lorenzo et al (1998), estudiaron el efecto del volumen de medio de cultivo por explantes sobre la formación de brotes de caña de azúcar, estos autores señalaron que al aumentar la cantidad de medio de cultivo por explantes se incrementó la disponibilidad de nutrientes; sin embargo elevadas cantidades de medio de cultivo disminuyeron el número de brotes. No obstante, hay que considerar que el espacio interno disponible para el crecimiento de explantes tiene un efecto significativo sobre el desarrollo in vitro de explantes (Assis et al, 2012). Esto se puede explicar debido que en los tratamientos donde se encuentran bajas densidades de explante, la transpiración es menor, lo que conlleva una menor humedad relativa, aumentando la formación de brotes, pero con un menor crecimiento de éste (Chen, 2004).…”

“…Por otra parte, en los tratamientos con densidades de 15, 20 y 25 explantes por frasco (Figura 1D), se observa una tendencia aunque no significativa del aumento en el número de brotes por explante al ir incrementando los volúmenes de medio de cultivo, obteniendo resultados que en lo general estuvieron cercanos a los dos brotes por explante, similar a lo reportado por Pereira et al (2006) quienes señalan que a mayor volumen de medio se proporcionan más nutrientes y por lo tanto disminuye la competencia entre las plántulas, lo que explicaría la tendencia para obtener un mayor número de brotes al aumentar el volumen de medio de cultivo. A esto se puede agregar el efecto de competencia entre las plantas, que en densidades elevadas y volúmenes bajos disminuyen la proliferación por explantes, debido al déficit de nutrientes, considerando además, el espacio en el frasco, ya que éste varía con la forma del recipiente y el volumen del medio, pudiendo afectar el volumen de aire dentro del contenedor y la profundidad del medio de crecimiento en éste (Assis et al, 2012). No obstante, existe una clara diferencia significativa entre los tratamientos de 5 explantes/frasco comparativamente con los tratamientos de 25 explantes/frasco, revelando que una baja densidad promueve el número de brotes/explante en la variedad Legacy (Figura 1D), La baja cantidad de brotes por explantes también se puede explicar porque en altas densidades se libera una mayor cantidad de toxinas reduciendo el pH, que al contacto con las células de las plantas provoca una conversión de fosfato inorgánico en fosfato orgánico en la región extracelular.…”

“…Efecto de la densidad de explante y el volumen de medio de cultivo sobre el número de brotes por frasco y el porcentaje de respuesta por tratamiento en V. corymbosum variedad Brigitta y Legacy a los 45 días Los promedios más bajos se obtuvieron en tratamiento con densidades de cinco explantes por frasco los que no lograron superar los 18 brotes por frasco. En este sentido, Assis et al (2012) observaron diferencias significativas en los medios de cultivo cuando se contrastaron en diferentes volúmenes de medio, reportando un mayor número de brotes en los volúmenes de 10, 15 y 25 mL de medio MS. En la variedad Legacy se observa que el tratamiento de 25 explantes en 30 mL de medio logra el mayor número de brotes totales por frasco, alcanzando un promedio de 56,58 brotes por frasco a diferencia de los resultados más bajos que pertenecen a los tratamientos con la densidad de cinco explantes por frasco en todos sus volúmenes de medio, los que no lograron superar los 14 brotes por frasco (Tabla 1). Por lo tanto, cuando se aumenta la densidad de explantes por frascos, el número promedio de brotes regenerados se reduce, y el brote regenerado tiene tallo delgado y hojas pequeñas, observándose además, pardeamiento en los tejidos desde la segunda semana del periodo de cultivo (Aicha et al, 2014).…”

Alternative tube caps on in vitro growth of Orbignya oleifera Burret.: An Arecaceae native cerrado domain

“…However, other cap types, such as cotton plugs and PVC film, are used due to the high cost of these caps. Using cotton as a plug has advantages, including preventing explant drying, contamination control, permitting gas exchange with the external environment and reducing the cost in the final production of seedlings (Assis et al, 2012;Pinheiro et al, 2013). Growth of the seedlings cultured in vitro using the cotton plug, as observed in this study, has been described in several studies as a promising practice for stimulating improved photoautotrophic micropropagation (Fernandes et al, 2013;Nepomuceno et al, 2009;Saldanha et al, 2012;Santana et al, 2011).…”