Propagação in vitro cana-de-açucar

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A micropropagação surge neste contexto, como uma alternativa ao processo convencional de propagação vegetativa por meio de colmos. Altas taxas de multiplicação de cana-de-açúcar podem ser alcançadas por esse método, com inúmeras vantagens em relação à multiplicação em campo (MALHOTRA, 1995), reduzindo o tempo necessário para a produção de mudas de boa qualidade e livres de doenças (LEE, 1984).

A tecnica de cultivo in vitro é realizada com rigorosa assepsia, principalmente devido ao fato de que, uma parte dos microorganismos, ao entrar em contato com o meio de cultura, encontrará as condições necessárias para se desenvolver, inviabilizando a cultura. O alto grau de contaminação e a localização sistêmica de microorganismos são responsáveis em alguns casos, pelo insucesso da implantação de culturas in vitro. Existem três fontes básicas de contaminação por microrganismos; o meio de cultura, o explante e o ambiente (PASQUAL, 2001). FERREIRA et al. ( 2010) descrevem que em trabalho com segmentos de caule de cana-de-açucar submetidos a dois tipos diferentes de assepsia, caracterizando dois tratamentos: hipoclorito de sódio (NaClO) 2,5% por 15 minutos e hipoclorito de cálcio (Ca(ClO)2) 1,5% por 20 minutos, relatam que em síntese o tratamento com hipoclorito de sódio apresentou como melhor descontaminante, por apresentar menor contaminação e maior índice de formação de calos mesmo no que se refere ao agente oxidante, onde foi observada uma maior oxidação do material submetido ao NaClO do que ao Ca(ClO)2, ainda que os dois agentes desinfestantes estivessem na mesma concentração. As etapas seguintes dependem do sucesso da etapa de desinfestação, em seguida o material desisfestado será multiplicado em meio asséptico. Nessa etapa estuda-se o método que melhor se adapta a espécie a ser propagada. CIDADE et al.( 2006) estudando sistemas de multiplicação com três métodos de cultivo onde foram avaliados: cultura em meio semi-sólido, cultura líquida estacionária e cultura líquida sob agitação de plantas na propagação de cana-de-açúcar in vitro avaliando sua utilização, como material inicial, para a indução de regeneração a partir de ápices caulinares.

Demonstram que a utilização de explantes de plantas de cana-de-açúcar, em trabalhos experimentais de cultura de tecidos e de transformação genética, apresenta vantagens em relação ao material de campo, como a constante disponibilidade de material e a uniformidade fisiológica, em virtude do cultivo sob condições controladas. Além disso, a oxidação dos explantes é reduzida e não há necessidade de desinfestação do material vegetal, realizada com a utilização de procedimentos agressivos aos tecidos e potencialmente prejudiciais à regeneração in vitro. Concluiram que o cultivo de brotos de cana-de-açúcar em meio líquido sob agitação possibilitou aumento de 100% na produção de plantas, em comparação com o cultivo em meio semi-sólido.

Ápices caulinares excisados das plantas obtidas em meio líquido sob agitação apresentam regeneração eficiente, com a formação de calos morfogênicos ou a regeneração direta de brotos, com taxa de multiplicação elevada. A manutenção de plantas in vitro proporciona constante disponibilidade de material uniforme e axênico, que pode ser utilizado em experimentos de cultura de tecidos e de transformação genética (CIDADE et al., 2006).

Uso de biorreguladores

Nesse contexto a busca pelo constante aprimoramento de técnicas e busca de novas soluções que possam otimizar e diminuir o tempo gasto para obtenção de novas plantas é um dos grandes objetivos do setor.

A utilização de substâncias sintéticas que possuem o mesmo efeito dos fithormônios presentes naturalmente no reino vegetal e ocasionam a regulação de todo um organismo fotossinteticamente autotrófico, desde pequenas plantas até grandes árvores é fundamental nesse processo.

VIEIRA et al. (2009) estudaram dentre nove diferentes associações de concentrações das citocininas BAP e KIN no cultivo in vitro de meristemas apicais da variedade RB867515n e nas brotações da variedade RB855156 de cana-de-açúcar. Verificou-se que os meios que continham 0,1 mg L-1 de BAP e 0,1 mg L-1 de KIN e 0,2 mg L-1 de BAP e 0,1 mg L-1 de KIN foram os mais adequados para a cultura de meristemas apicais de cana-de-açúcar da variedade RB857515, proporcionando melhor desenvolvimento. Para o ganho de massa fresca de brotações da variedade RB855156, a adição de BAP, seja de 0,1 ou 0,2 mg L-1, no meio de cultura possibilitou maiores índices de ganho de massa fresca quando comparados ao meio sem adição de BAP. Os meios 5 (0,1 mg L-1 de BAP e 0,1 mgL-1 de KIN) e 6 (0,2 mg L-1 de BAP e 0,1 mg L-1de KIN) foram os mais adequados para a cultura de meristemas apicais de cana-de-açúcar da variedade RB857515. Para o ganho de massa fresca em brotações da variedade RB855156, a adição de BAP, seja de 0,1 ou 0,2 mg L-1, no meio de cultura possibilitou maiores índices de ganho de massa fresca quando comparados ao meio sem adição de BAP.

Além da adição de fitoreguladores, a suplementação do meio de cultivo com nutrientes importantes no metabolismo da planta também vem sendo bastante estudado nos últimos anos. No caso da cana-de-açúcar o nitrogênio constitui um dos nutrientes exigidos em maior demanda pela planta, é encontrado em muitos compostos orgânicos incluindo todos os ácidos nucléicos e aminoácidos e considerado o elemento mineral mais abundante nas plantas, sendo componente essencial de biomoléculas e inúmeras enzimas (EPSTEIN, 2006).

DONATO et al. (2004) avaliou a eficiência no processo de assimilação do nitrogênio na busca por parâmetros indicativos do potencial de fixação biológica em variedades de cana-de-açúcar cultivadas in vitro e constatou que a redução nos níveis de nitrogênio não afeta significativamente o conteúdo das clorofilas a e b das variedades, além disso algumas variedades como RB 842021 e RB 882980 são mais eficientes no processo de assimilação do nitrogênio.

O mesmo autor em 2003 estudou o efeito de diversas concentrações de nitrogênio sobre variedades de cana-de-açúcar (RB 732577, RB 83102, RB 75126, CB 45-3, Caiana e Co 997) cultivadas in vitro em meio nutritivo básico MS nas seguintes diferentes concentrações de N (9,83 mM, 7,37 mM, 4,92 mM, 2,46 mM, 0,49 mM e 0,0 mM), tendo como objetivo a avaliação da eficiência no processo de assimilação desse elemento. Após 45 dias de cultivo, foram determinados os ganhos de biomassa e os teores de amônio, aminoácidos e açúcares solúveis.

A variedade Co 997 apresentou maior ganho de biomassa