Diss. (sammanfattning) Alnarp : Sveriges lantbruksuniv. / Härtill 4 uppsatser.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gênero Passiflora ocorre principalmente em regiões de clima tropical, sendo o Brasil um importante centro de diversidade. Passiflora foetida L. é uma espécie silvestre que apresenta características de interesse ornamental e medicinal. O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de sistemas de cultura de tecidos e criopreservação para P. foetida. Explantes caulinares foram excisados de culturas primárias obtidas a partir de plântulas derivadas da germinação in vitro. Para isso foram inoculados em meio MSM, suplementado com diferentes concentrações de ANA, PIC, TDZ e BAP utilizado isoladamente ou em combinação com ANA, e mantidos na presença ou ausência de luz. Foi observada a produção de brotos, calos e raízes adventícias, de acordo com o tipo e a concentração do regulador de crescimento testado e da condição de cultura utilizada. A produção de plantas ocorreu via organogênese direta e indireta em resposta a BAP, enquanto que a formação de calos não morfogênicos foi observada a partir de ambos explantes em resposta a PIC. A produção de raízes adventícias ocorreu em resposta a ANA. Tendo em vista a produção de raízes observada em meio sólido, segmentos internodais foram inoculados em meio líquido suplementado com diferentes auxinas e mantidos em imersão contínua ou sobre pontes de papel de filtro. A maior taxa de multiplicação de raízes foi observada a partir de entrenós mantidos no sistema de ponte de papel de filtro, em resposta a ANA. Segmentos radiculares excisados das culturas primárias também foram utilizados visando à produção de brotos e a multiplicação de raízes. Contudo, apenas foi observada a formação de gemas, sem posterior desenvolvimento de brotos. Além disso, a capacidade proliferativa dos segmentos radiculares inoculados em meio suplementado com ANA foi menor que a obtida a partir dos entrenós cultivados nas mesmas condições. Neste trabalho, foram também testados diferentes protocolos de criopreservação para ápices caulinares de P. foetida por meio de vitrificação e encapsulamento-vitrificação. A recuperação de plantas pós-congelamento foi observada unicamente a partir de ápices encapsulados e expostos à solução de vitrificação PVS2 por 120 minutos. Tendo em vista o potencial medicinal já descrito para P. foetida, através dos diferentes sistemas de cultura desenvolvidos neste trabalho serão obtidos materiais para a avaliação de diferentes atividades biológicas. / The genus Passiflora occurs mainly in tropical regions, and Brazil is na important diversity Center. Passiflora foetida L. is a wild species with ornamental and medicinal potential. The goal of this work was the establishment of tissue culture systems and cryopreservation for P. foetida. Stem explants were excised from primary cultures obtained from plantlets derived from in vitro germination. Nodal and internodal segments were inoculated on MSM medium supplemented with different concentrations of NAA, PIC, TDZ and BAP, used alone or in combination with NAA, and maintained in the presence or absence of light. The production of shoots, calluses and adventitious roots was observed, according to the type and concentration of growth regulator and the culture condition. Plant production occurred via direct and indirect organogenesis in response to BAP, whereas the formation of non-morphogenic calluses was observed from both explants in response to PIC. The production of adventitious roots occurred in response to NAA. In the view of root production on solid medium, internodal segments were inoculated on liquid medium supplemented with different auxins and maintained under continuous immersion or on filter-paper bridges. The highest root multiplication rate was observed from internodes maintained on filter-paper bridge in response to NAA. Root segments excised from primary cultures were also used aiming at shoot production and root multiplication. However, we only observed buds formation, without shoot development. In addition, proliferation capacity of root segments inoculated on medium supplemented with NAA was lower than the observed from internodes cultivated at the same conditions. In this work, we also tested different cryopreservation protocols for shoot tips of P. foetida through vitrification and encapsulation-vitrification. Post-freezing recovery was only observed from encapsulated explants which were exposed to the vitrification solution PVS2 for 120 minutes. In the view of the medicinal potential described for P. foetida, the different culture systems developed in this work will provide sources of material for the evaluation of distinct biological activities.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gênero Passiflora ocorre principalmente em regiões de clima tropical, sendo o Brasil um importante centro de diversidade. Passiflora foetida L. é uma espécie silvestre que apresenta características de interesse ornamental e medicinal. O objetivo deste trabalho foi o estabelecimento de sistemas de cultura de tecidos e criopreservação para P. foetida. Explantes caulinares foram excisados de culturas primárias obtidas a partir de plântulas derivadas da germinação in vitro. Para isso foram inoculados em meio MSM, suplementado com diferentes concentrações de ANA, PIC, TDZ e BAP utilizado isoladamente ou em combinação com ANA, e mantidos na presença ou ausência de luz. Foi observada a produção de brotos, calos e raízes adventícias, de acordo com o tipo e a concentração do regulador de crescimento testado e da condição de cultura utilizada. A produção de plantas ocorreu via organogênese direta e indireta em resposta a BAP, enquanto que a formação de calos não morfogênicos foi observada a partir de ambos explantes em resposta a PIC. A produção de raízes adventícias ocorreu em resposta a ANA. Tendo em vista a produção de raízes observada em meio sólido, segmentos internodais foram inoculados em meio líquido suplementado com diferentes auxinas e mantidos em imersão contínua ou sobre pontes de papel de filtro. A maior taxa de multiplicação de raízes foi observada a partir de entrenós mantidos no sistema de ponte de papel de filtro, em resposta a ANA. Segmentos radiculares excisados das culturas primárias também foram utilizados visando à produção de brotos e a multiplicação de raízes. Contudo, apenas foi observada a formação de gemas, sem posterior desenvolvimento de brotos. Além disso, a capacidade proliferativa dos segmentos radiculares inoculados em meio suplementado com ANA foi menor que a obtida a partir dos entrenós cultivados nas mesmas condições. Neste trabalho, foram também testados diferentes protocolos de criopreservação para ápices caulinares de P. foetida por meio de vitrificação e encapsulamento-vitrificação. A recuperação de plantas pós-congelamento foi observada unicamente a partir de ápices encapsulados e expostos à solução de vitrificação PVS2 por 120 minutos. Tendo em vista o potencial medicinal já descrito para P. foetida, através dos diferentes sistemas de cultura desenvolvidos neste trabalho serão obtidos materiais para a avaliação de diferentes atividades biológicas. / The genus Passiflora occurs mainly in tropical regions, and Brazil is na important diversity Center. Passiflora foetida L. is a wild species with ornamental and medicinal potential. The goal of this work was the establishment of tissue culture systems and cryopreservation for P. foetida. Stem explants were excised from primary cultures obtained from plantlets derived from in vitro germination. Nodal and internodal segments were inoculated on MSM medium supplemented with different concentrations of NAA, PIC, TDZ and BAP, used alone or in combination with NAA, and maintained in the presence or absence of light. The production of shoots, calluses and adventitious roots was observed, according to the type and concentration of growth regulator and the culture condition. Plant production occurred via direct and indirect organogenesis in response to BAP, whereas the formation of non-morphogenic calluses was observed from both explants in response to PIC. The production of adventitious roots occurred in response to NAA. In the view of root production on solid medium, internodal segments were inoculated on liquid medium supplemented with different auxins and maintained under continuous immersion or on filter-paper bridges. The highest root multiplication rate was observed from internodes maintained on filter-paper bridge in response to NAA. Root segments excised from primary cultures were also used aiming at shoot production and root multiplication. However, we only observed buds formation, without shoot development. In addition, proliferation capacity of root segments inoculated on medium supplemented with NAA was lower than the observed from internodes cultivated at the same conditions. In this work, we also tested different cryopreservation protocols for shoot tips of P. foetida through vitrification and encapsulation-vitrification. Post-freezing recovery was only observed from encapsulated explants which were exposed to the vitrification solution PVS2 for 120 minutes. In the view of the medicinal potential described for P. foetida, the different culture systems developed in this work will provide sources of material for the evaluation of distinct biological activities.

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:42:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Kerlley C de Assis.pdf: 990620 bytes, checksum: 2a13173a56d8f97d1c81cbe614c24f79 (MD5) Previous issue date: 2010-03-31 / Anacardium othonianum Rizz., known as caju de árvore do cerrado, is a fruiting and medicinal species native of the savannah ecosystem, with great economic potential. Since agricultural expansion in the savannah was followed by the reduction of native vegetation, micro propagation has significantly contributed for the propagation of several species, resulting in uniform healthy seedlings for commercial plantings and the revegetation of degraded areas. This study used techniques to determine some factors affecting micro propagation of A. othonianum Rizz, since there are no reports for this species in the literature. The results indicate that storage conditions for the seeds were good to supply explants for use in the micro propagation trials for up to 275 days. The media MS (50 and 25%) and WPM (100 and 50%) were more effective for the regeneration of seedlings from nodal segments, and the best medium volume were 15 and 25 mL in test tubes containing the medium MS (50%). The culture media amended with up to 8.88 mM BAP and 4.44 mM ANA had no effect on the multiplication of nodal segments. Also, the best morpho-physiological response was obtained by inoculating the nodal segments horizontally, in the presence of light, and sucrose and the cotton plug affected the adaptation of A. othonianum Rizz. seedlings produced in vitro. / O Anacardium othonianum Rizz., conhecido como caju de árvore do cerrado, é uma espécie frutífera e medicinal nativa desse bioma com grande potencial econômico. Visto que a expansão agrícola na região do Cerrado foi acompanhada pela redução da vegetação nativa, a micropropagação tem contribuído de forma significativa na propagação de várias espécies, originando mudas uniformes com alta sanidade para plantios comerciais e recuperação de áreas degradas. Neste trabalho foram aplicadas técnicas para estudar alguns fatores que interferem na micropropagação de A. othonianum Rizz, não existindo relatos na literatura sobre estudos de tais aspectos para essa espécie. Os resultados indicam que a condição de armazenamento das sementes foi satisfatória no fornecimento de explantes para utilização nos ensaios de micropropagação por até 275 dias. Com a utilização de segmentos nodais observou-se que os meios MS (50 e 25%) e WPM (100 e 50%) foram mais eficientes na regeneração de plântulas e, os melhores volumes de meio foi de 15 e 25 mL em tubos de ensaio contendo meio MS (50%). Os meios de cultura suplementados com até 8,88 mM de BAP e 4,44 mM de ANA não sortiram efeito na multiplicação dos segmentos nodais. Ainda, verificou-se que a melhor resposta morfofisiológica foi obtida inoculando os segmentos nodais na orientação horizontal na presença de luz e, que a sacarose e o tampão de algodão influenciam na adaptação das plântulas de A. othonianum Rizz. produzidas in vitro.

A poliploidia induzida é uma ferramenta valiosa para o melhoramento genético de plantas, resultando em genótipos com características superiores aos diploides correspondentes. Considerando a importância da cultura de eucalipto para o setor florestal e para a economia brasileira, o presente trabalho teve como objetivo estabelecer um protocolo de poliploidização in vitro para eucalipto, utilizando a espécie Eucalyptus urophylla ST Blake. Segmentos nodais contendo gemas laterais de plântulas desenvolvidas in vitro foram utilizados como explantes para os testes de indução. Os tratamentos avaliados consistiram na imersão e agitação dos explantes em soluções de colchicina nas concentrações: 0; 0,125% e 0,250% em tempos de exposição de 12 e 24 horas e posterior inoculação in vitro em meio de cultura para multiplicação. Após 60 dias, as brotações emitidas foram analisadas por citometria de fluxo e constatou-se indivíduos diploides, tetraploides e mixoploides. Estas foram micropropagadas para a obtenção de mudas clonais ao final do processo. As mudas obtidas foram avaliadas por meio de análises morfológicas organográficas e anatômicas para verificar possíveis alterações resultantes da poliploidização in vitro. Os tratamentos promoveram a indução de 16 poliploides, sendo 11 mixoploides, quatro tetraploides e um octaplóide. A eficência máxima de indução obtida foi de 28% de poliploides no tratamento com 0,125% de colchicina por 12 horas sob agitação, com a obtenção tanto de mixoploides como de tetraploides puros. O protocolo geral de micropropagação utilizado, apesar de algumas perdas durante as etapas, garantiu a obtenção de altos percentuais de mudas clonais inteiramente tetraploides, comprovando a eficiência da técnica no isolamento de setores poliploides. A análise morfo-anatômica das mudas mostrou diferenças significativas em relação às características estomáticas, apontando este tipo de análise como indicador de poliploidização na separação preliminar dos indivíduos. A estrutura anatômica das folhas, no entanto, não sofreu modificações significativas, com exceção da espessura e área foliar da epiderme adaxial. A análise de componentes principais realizada para algumas variáveis morfo-anatômicas demonstrou que, apesar da análise estatística não ter apontado diferenças significativas, existe uma tendência em agrupar os genótipos diploides e tetraploides, diferenciando-os principalmente em relação às características estomáticas, espessura foliar, área do mesofilo, parênquimas paliçádico e lacunoso e espaço intercelular. Os resultados obtidos neste trabalho instigam a continuidade do estudo em diversas possibilidades de abordagens, como o estudo do desenvolvimento das mudas em condições de campos, anatomia da madeira e avaliação do comportamento meiótico. / The induced polyploidy is a valuable tool for genetic improvement of plants, resulting in genotypes with superior characteristics to their corresponding diploid. Considering the Eucalyptus culture importance to the forest sector and Brazilian economy, the aim of this study was establish an in vitro polyploidy protocol for eucalyptus, using the species Eucalyptus urophylla ST Blake. Nodal segments containing lateral buds developed from in vitro seedlings were used as explants for induction tests. The treatments tested consisted of soak and shake the explants in colchicine solutions at the concentrations: 0; 0.125% and 0.250% in soaking by periods of 12 or 24 hours and subsequent in vitro inoculation in culture medium for multiplication. After 60 days, the emitted shoots were classified by flow cytometry in levels of ploidy (diploid, tetraploid and mixoploids) and were subsequently micropropagated to obtain clonal seedlings at the end of the process. The clonal seedlings were evaluated using morphological and anatomical analysis to check the possible changes resulting from the in vitro polyploidy. The treatments promoted the induction of sixteen polyploids, being eleven mixoploids, four tetraploid and one octaploid. The maximum induction efficiency was obtained in 28% of polyploidy in the treatment with 0.125% of colchicine by soaking period of 12 hours, having obtained both mixoploids and pure tetraploids. The general protocol of micropropagation used, although presenting some losses during the steps, guaranted the inducing of high percentages of enterelly tetraploid, proving the efficiency of micropropagation in the isolation of polyploid sectors. The morpho-anatomical analysis of the poliploidy seedlings showed significant differences in relation to stomatal characteristics, indicating this type of analysis as polyploidy indicator in the preliminary separation of individuals. The anatomical structure of the leaves, however, did not change significantly, except for the thickness and leaf area of the adaxial epidermis. The principal component analysis (PCA) performed for some morphological and anatomical variables demonstrated that despite the statistical analysis did not have pointed out significant differences, there is a tendency to group the diploid and tetraploid genotypes, differentiating them mainly in relation to stomatal characteristics, leaf thickness, mesophyll area, palisade and spongy parenchyma areas and intercellular space. The results of this work instigate to continue the study in several possibilities of approaches, such as the study of the development of seedlings in fields conditions, wood anatomy and study of meiotic behavior.

M.Sc. / The family lridaceae includes genera such as Sparaxis, Freesia and Babiana which are popular flowering plants. The purpose of this study was the propagation in tissue culture of Sparaxis plants. After the applicable techniques have been formulated, the aim was to test the efficiency of the techniques on the other genera. The techniques can then be extended to endangered genera. Apical meristems as well as axillary meristems were dissected aseptically and grown on the medium of Heinz and Mee (1969). It is difficult to acquire aseptic explant material of Sparaxis because of the net-like fibres surrounding the corm. Growth of aseptic meristem explants occurred within a week under 16h light and 25 ± 1 °C. Proliferation of meristems occurred and gave rise to more than one plant from the same explant. The study was extended to seeds as an explant source, as well as the influences of various factors such as pH, carbon source and gelling agents, on the growth and proliferation of the plants. Rooting of the plants was investigated and hardening done for transfer of the plants to the greenhouse.

Orientador: Claudia Regina Baptista Haddad / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-26T21:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chone_RosanaMarySartor_M.pdf: 46520912 bytes, checksum: 140ac9102b951f96df903dee18f16c8a (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O cultivo do cafeeiro é de grande importância econômica mundial. O consumo crescente de café arábica tem levado os pesquisadores a buscar variedades que produzam bebidas de melhor qualidade e com baixos teores de cafeína. Os programas de melhoramento genético concentram esforços na busca destas características com destaque para cultivares da espécie Coffea arabica, a mais cultivada no mundo. A embriogênese somática é importante para manter características selecionadas em programas de melhoramento genético e produzir os indivíduos selecionados em grande escala, além de contribuir para estudos fisiológicos e moleculares. A embriogênese somática direta apresenta vantagens pela redução de insumos e mão de obra, devido à eliminação da fase calogênica, porém, apresenta baixa eficiência, quando comparada com a via indireta, para a espécie C. arabica. Apesar da importância da embriogênese somática direta, nada se sabe sobre os fatores que controlam a sua ocorrência em genótipos de C. arabica e tampouco há estudos com utilização de brassinosteróides na fase de indução desse tipo de embriogênese in vitro. O brassinosteróide, 24-epibrassinolídeo, foi utilizado isoladamente e em conjunto com uma citocinina, N6-(2-isopentenyl) adenina (2-iP), para avaliar seus efeitos sobre a embriogênese somática direta e verificar possíveis alterações endógenas no metabolismo desses hormônios durante a indução da embriogênese em explantes foliares da cultivar Mundo Novo de Coffea arabica. Os explantes foram cultivados em meio de cultura MS modificado, adicionado de 2-iP a 10 µM, acrescido ou não de 24-epibrassinolídeo. Foram utilizadas as seguintes concentrações do brassinosteróide: 0,01 µM, 0,10 µM e 1 µM, em dois experimentos realizados em diferentes épocas do ano. Análises de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura foram realizadas para compreensão dos eventos anatômicos e morfológicos da via de embriogênese relacionada às diferentes combinações hormonais praticadas. Avaliações de variáveis qualitativas e quantitativas dos explantes foliares dos dois experimentos foram realizadas in vitro durante 130 e 240 dias. Na tentativa de compreender melhor a participação dos brassinosteróides na via de embriogênese somática, explantes foliares induzidos apenas com a citocinina, 2-iP, foram submetidos a análises de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os embriões somáticos obtidos tanto no tratamento com uso exclusivo de citocinina, como no tratamento com citocinina associada ao 24-epibrassinolídeo foram cultivados em meio de cultura para germinação e desenvolveram-se em plântulas. A aplicação do brassinosteróide levou à iniciação do processo de embriogênese somática direta, promovendo a formação de estruturas embriogênicas. Sua aplicação conjunta com citocinina aumentou o número de embriões, o número de explantes com embriões, levou à formação de embriões em condição na qual apenas a aplicação de citocinina foi insuficiente e acelerou a via embriogênica. Promoveu o desenvolvimento de embriões mais bem definidos, com características meristemáticas típicas. O aumento de picos na região do espectro de RMN, característico de moléculas esteroidais, coincidente com o período em que ocorre a embriogênese somática direta, pode ser indicativo da participação de brassinosteróides endógenos durante esse processo. Este trabalho abre perspectivas para a utilização de brassinosteróides em embriogênese somática direta em processos produtivos de C. arabica / Abstract: Coffee cultivation is of worldwide economic importance. The increasing consumption of coffee has led to search for varieties that produce better quality beverages with lower caffeine contents. Genetic improvement have concentrated their efforts on the search for these characteristics with emphasis on cultivars of the species Coffea arabica, the most cultivated in the world. Somatic embryogenesis is important to maintain selected characteristics in genetic improvement and produce selected individuals on a large scale, as well as contributing to physiological and molecular studies. Direct somatic embryogenesis shows the advantages of reduced consumables and less manual labor, due to elimination of the callus phase, but is inefficient with the species C. arabica when compared with the indirect pathway. Despite the importance of direct somatic embryogenesis, nothing is known about factors controlling its occurrence in C. arabica genotypes, nor are there any studies on use of brassinosteroids in the in vitro induction of this type of embryogenesis. The brassinosteroid 24-epibrassinolide was used alone and together with cytokinin N6-(2-isopentenyl) adenine (2-iP) to evaluate its effects on direct somatic embryogenesis and verify endogenous alterations in metabolism of these hormones during induction of embryogenesis in foliar explants of cultivar Mundo Novo of species Coffea Arabica. The explants were cultivated in modified MS culture medium with the addition of 10 µM 2-iP, with or without 24-epibrassinolide. The following concentrations of brassinosteroid were used: 0.01 µM, 0.10 µM and 1 µM, in two experiments carried out at different times of the year. Light microscopy and scanning electronic microscopy analyses were carried out in order to understand anatomic and morphologic events of embryogenic pathway as related to different hormone combinations applied. The qualitative and quantitative variables of the foliar explants were evaluated in the two experiments at points in time from 130 and 240 days. In an attempt to better understand the participation of the brassinosteroids in the somatic embryogenesis pathway, foliar explants induced only by the cytokinin 2-iP were submitted to nuclear magnetic resonance (RMN) analyses. The somatic embryos obtained both using the treatment with the exclusive use of cytokinin and in treatment with cytokinin associated with 24-epibrassinolide were cultivated in a culture medium for germination and developed into plant embryos. The application of brassinosteroid led to initiation of direct somatic embryogenesis process, promoting the formation of embryogenic structures. Its application together with cytokinin increased number of embryos, the number of explants with embryos, led to formation of embryos in a condition in which only application of cytokinin was insufficient and accelerated embryogenic pathway. It also promoted development of much better defined embryos with typically meristematic characteristics. The increase in peaks in the region of the RMN spectrum, characteristic of steroidal molecules, coinciding with the period in which direct somatic embryogenesis occurred, could be an indication of participation of endogenous brassinosteroids during the process. This work widens the perspectives for the use of brassinosteroids in direct somatic embryogenesis for productive processes with C. arabica / Mestrado / Biologia Vegetal / Mestra em Biologia Vegetal

Catasetum fimbriatum (Morren) Lindl. é uma orquídea estudada no Laboratório de Fisiologia Vegetal do IBUSP desde 1990. As plantas deste gênero, quando incubadas in vitro no escuro, apresentam crescimento contínuo do caule na ausência de qualquer regulador de crescimento. Quando as gemas laterais dos caules estiolados são isoladas e incubadas na presença de luz, originam novas plantas, constituindo-se, desta forma, uma técnica relativamente simples e geneticamente segura de clonagem de plantas. Baseando-se no conhecimento consolidado com esta planta, procurou-se por um lado aprofundar conhecimentos básicos a respeito dos processos envolvidos na indução do crescimento caulinar em C. fimbriatum, e por outro, tomando-a como parâmetro de referência, estendê-los às plantas de Cymbidium e Cattleya labiata tratadas com etileno, giberelina (GA) e óxido nítrico (NO). Foram utilizadas plantas micropropagadas de C. fimbriatum e Cymbidium, enquanto as de Cattleya foram obtidas por meio de germinação assimbiótica. Após 120 dias de incubação, as plantas foram transferidas para o escuro e tratadas com diferentes concentrações de GA, paclobutrazol (PA), um inibidor de biossíntese de GA, etileno, 1-metilciclopropeno (1-MCP), um inibidor da ação do etileno, e NO. No 30º e 60º dia de incubação no escuro, foram mensurados o número de nós formados e de gemas laterais liberadas, bem como o tamanho e as massas fresca e seca dos estolões. Análises dos teores de etileno e CO2 acumulados nos frascos foram determinadas por meio de cromatografia gasosa. Os três gêneros estudados apresentaram respostas diferentes quanto ao estiolamento. Nitidamente, sob as condições utilizadas, as plantas de Cattleya labiata mostraram-se recalcitrantes à formação de estolões e à quebra da dominância apical, mantendo inalterado o crescimento foliar ao longo de todo o período de tratamento. Não obstante os caules de C. fimbriatum e Cymbidium tenham estiolado conspicuamente, na primeira planta eles se formaram na base do pseudobulbo, enquanto na segunda houve a retomada da atividade meristemática apical já nos primeiros 30 dias de incubação. Os tratamentos com GA promoveram significativamente o alongamento caulinar em C. fimbriatum, enquanto que nas plantas de Cymbidium a concentração mais elevada inibiu esse processo. Os tratamentos com PA e 1-MCP reduziram o alongamento caulinar em ambos os gêneros. O etileno aumentou a liberação de gemas laterais e a ramificação das mesmas em C. fimbriatum e promoveu incremento no tamanho do caule principal e no número de segmentos nodais em Cymbidium. Os efeitos mais marcantes da aplicação de NO ocorreram após 30 dias de tratamento, refletindo positivamente sobre o alongamento caulinar e o número de segmentos nodais em C. fimbriatum. Nas plantas de Cymbidium, contudo, a presença de NO inibiu esse processo. No que se refere à emissão de etileno e CO2, observou-se uma variação acentuada entre os gêneros e os tratamentos realizados. Quanto ao etileno, a liberação mais elevada deu-se nos tratamentos com etileno nas três plantas estudadas. A liberação deste hormônio foi mais proeminente nas plantas de C. fimbriatum do que nas de Cymbidium, o que, em princípio, poderia ser relacionado à rápida retomada da atividade meristemática nestas últimas e a manutenção da dominância apical, tendo aparentemente o oposto ocorrido com plantas de C. fimbriatum. Embora ambas originem estolões, os meristemas envolvidos comportam-se de forma distintas, podendo ser separados em três grupos. Nos primeiros dois se enquadrariam os gêneros Catasetum e Cymbidium, com inibição do crescimento foliar e formação de estolões a partir apenas da atividade do MAC (Cymbidium), ou a partir da liberação de gemas laterais (Catasetum), enquanto no terceiro grupo se enquadraria o gênero Cattleya, com manutenção do crescimento foliar e não formação de caules estiolados. / Catasetum fimbriatum (Morren) Lindl. is an epiphytic orchid that has been studied since 1990 in our Laboratory. Plants of this genus have the peculiarity of being easily propagated, using the lateral buds of its etiolated shoot. This is possible because the shoot apical meristem shows a sustained activity when kept in darkness, resulting in an expressive shoot elongation. When the etiolated nodal segments are incubated under light, they rapidly form new plants. This micropropagation process dismisses the application of any plant growth regulators, representing an efficient in vitro multiplication method. The aim of this study was to apply the existing knowledge about the physiology of dark-grown C. fimbriatum plants, to other two genera, Cymbidium and Cattleya, intending to characterize the role of ethylene, gibberellin and nitric oxide in the signaling of shoot elongation process of these plants. C. fimbriatum and Cymbidium plants were obtained by micropropagation technique, using etiolated nodal segments, whereas Cattleya plants were obtained by assimbiotic germination. After 3 months, these plants were incubated in the dark under different levels of concentration of gibberellin (GA), ethylene, nitric oxid (NO), paclobutrazol (PA, inhibitor of gibberellin biosynthesis) and 1-methylcyclopropene (1-MCP, inhibitor of ethylene perception),. After 30 and 60 days, the treatments effects were measured through the number of nodal segments of the stolons, shoot size, and wet and dry mass. Ethylene and CO2 contents were determined using gas chromatography. The three studied genera showed different responses to dark incubation and treatments. Cattleya was not able to recover shoot apical meristem (SAM) activity and its phenotype remained unaltered, maintaining foliar growth until the end of the treatment. C. fimbriatum originated stolons from the base of the pseudobulb, forming etiolated shoots. On the other hand, Cymbidium showed a different meristematic activity, giving rise to an elongated stem from the apical end of the pseudobulb within the first 30 days of the experiment. GA promoted a significant increase in stem elongation in C. fimbriatum whereas in Cymbidium plants this parameter was inhibited at the highest level of hormone. PA and 1-MCP reduced stem elongation in both C. fimbriatum and Cymbidium plants. Ethylene treatment increased the development of lateral buds and their branching in C. fimbriatum and increased the size of Cymbidium etiolated stem and the number of node segments. The most conspicuous effects of the application of NO occurred after 30 days of treatment, increasing shoot elongation and number of node segments in C. fimbriatum and reducing these parameters in Cymbidium plants. With regard to ethylene and CO2 emission the different genera presented different responses. C. fimbriatum, Cattleya and Cymbidium showed increasing hormone liberation within the ethylene treatments. Furthermore, C. fimbriatum showed conspicuously higher ethylene and CO2 emission than Cymbidium plants. When incubated in the absence of light, the three orchid genera showed distinct behavior, separated into three groups: (1) etiolated stem formation only from SAM activity, and development of reduced leaves (Cymbidium) (2) etiolated stem formation from lateral buds and development of reduced leaves (C. fimbriatum), (3) absence of etiolated stems, with maintenance of foliar growth (Cattleya).

Thesis (MTech (Horticulture))--Cape Peninsula University of Technology, 2018. / Drosanthemum micans and Drosanthemum hallii are endangered succulent shrubs of horticultural and medicinal value. They are restricted to the Succulent Karroo, which is one of the world’s biodiversity hotspots. The species risk extinction from illegal over-harvesting for water-wise gardens, erosion by occasional flush floods from ephemeral rivers, competition from alien invasive species, overgrazing and clearing of land for agriculture and human settlement. Although seeds and cuttings may be used in propagating these species, they often require seasonal collection and planting and cuttings struggle to establish, hence the need for in-vitro propagation as an alternative solution. Thus, the main objective of the study was to develop a method for rapid in-vitro shoot and root multiplication and acclimatization of D. micans and D. hallii. To initiate shoot formation, disinfected leaf and stem nodal explants were cultured in Murashige and Skoog (1962) media supplemented with different rates (0, 10, 20 or 30μM) of 2-isopentyladenine, 6-Benzyladenine and kinetin for D. hallii or 2-isopentyladenine, 6-Benzyladenine and Thiadiazuron for D. micans. Shoots from explants were rooted in varying rates (0, 10, 20 or 30μM) of IAA for root initiation. Three media, which were used in previous studies, were tested for acclimatization of rooted explants in i) vermiculite, ii) sand (50%): vermiculite (50%) or iii) sand (75%): perlite (25%). For quantitative evaluation of plant stress, chlorophyll fluorescence index (Fv/Fm) was measured as a proxy for plant stressf stress. It emerged that stem nodal explants of D. hallii tend to produce multiple shoots whilst leaf explants tended to produce callus when cultured in full-strength Murashige and Skoog (1962). Shoot multiplication was optimal in both D. hallii and D. micans at 10 μM of kinetin. Root formation in both D. hallii and D. micans only occurred when shoots were transferred to a full-strength Murashige and Skoog (1962) media without any phytohormones added. The intensity of tissue browning increased at higher levels of cytokinins, suggesting an interaction of plant growth regulators with exudates from explants. Different acclimatization media tested showed no significant differences in the level of stress (Fv/Fm). It is recommended that Murashige and Skoog (1962) media with10 μM kinetin be used for shoot development and multiplication, followed by transfer of the shoots to fresh full-strength Murashige and Skoog (1962) media without hormones for root development. Acclimatization of the rooted explants was possible in one of the following media: i) vermiculite, ii) sand (50%): vermiculite (50%) or iii) sand (75%): perlite (25%) and in a misted greenhouse (ca. 60% RH), with gradual weekly reductions in humidity by 10% over 2 weeks.

Dierama is a genus of plants with a potential to be developed as ornamental plants. It falls under the Iridaceae family and comprises of 44 species. Dierama erectum Hilliard, an attractive species with horticultural potential is mainly found in rough wet grasslands. Its corms are used for enemas and treating stomach ailments in southern African traditional medicine. Due to its habitat transformation by afforestation and the exploitation of its underground parts (corms) in traditional medicine, this plant is among the most vulnerable and rare species within its genus. Seed parasitism by Urodon lilli also hampers its conventional propagation. The increase in demand for ornamental and medicinal plants increases pressure on wild plant populations. Micropropagation is a useful tool for clonal propagation of plants as it does not only help in alleviating pressure on wild plants but an effective micropropagation protocol could also provide a foundation for plant genetic transformation, which could result in the development and introduction of new ornamental varieties into commercial markets. This research was aimed at developing a micropropagation protocol for D. erectum to ensure readily available source material for medicinal and horticultural use as well as serving as an alternative for its conservation. Seed decontamination and germination were successful when 0.2% HgCl2 or 2.5% NaOCl + 1% Benlate® were used. However, for safety reasons, 2.5% NaOCl + 1% Benlate® was used in all subsequent experiments. The shoot regenerative capacity of leaf, hypocotyl and root explants obtained from in vitro germinated seedlings was evaluated by culturing them individually on MS medium supplemented with various concentrations of BA. Only hypocotyl explants produced adventitious shoots. Since no shoots or callus was produced from leaf and root explants, hypocotyl explants were used in the development of a micropropagation protocol. Different types and concentrations of cytokinins (BA, mT, KIN and Z) with or without NAA were evaluated for their effect on adventitious shoot production. Maximum shoot number per explant (4.20 ±0.51) was obtained in MS medium supplemented with 1.0 ìM Z after 8 weeks. This was followed by a combination of KIN (2.0 ìM) and NAA (0.5 ìM) resulting in a production of 3.67 ± 0.81 shoots per explant. For BA treatments, the highest shoot multiplication (3.20 ± 0.22 shoots per explant) was achieved when 2.0 ìM was combined with 1.0 ìM NAA. mT gave maximum shoot production (3.09 ± 0.99 shoots per explant) when 2.0 ìM mT was combined with 2.0 ìM NAA. The effects of photoperiod and light intensity were investigated for the purpose of optimizing shoot multiplication. An average of 12.73 ± 1.03 shoots per explant were obtained after 8 weeks from shoots grown in 16 h light at a 100 ìmol m-2 s-1 light intensity. The 24 h light treatments and a light intensity lower than 100 ìmol m-2 s-1 negatively affected growth and regeneration of D. erectum. These results highlighted the need for evaluating environmental conditions when developing micropropagation protocols. Corm induction experiments were done with the intention of facilitating acclimatization of D. erectum ex vitro. Various concentrations of ancymidol, activated charcoal and sucrose did not promote in vitro corm formation, thus auxins (IAA, IBA and NAA) were tested for their efficiency in rooting. Plants rooted successfully after 8 weeks on MS medium supplemented with 1.0 ìM IBA, yielded the longest roots (4.63 ± 0.70 cm) and an average root number of 2.73 ± 0.40. All NAA treatments resulted in stunted roots. Plants grown in vitro were potted in trays containing a 1:1 ratio of soil: vermiculite and placed in the mist house for 2 weeks. They were then transferred to the greenhouse for further acclimatization. After 2 months, plants had formed corms. The largest corms (0.45 ± 0.026 cm in diameter) were found in plants pre-treated with 0.5 ìM IBA. Maximum plant survival percentage (73%) was also associated with this treatment. A successful micropropagation system for Dierama erectum was therefore developed. The utilisation of this protocol can yield about 15137 plants from one explant in a year. This will expand our existing knowledge about micropropagation of plants in the genus Dierama and will be useful in the conservation of this species. / Thesis (M.Sc.)-University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, 2009.