Efeito do pH e da fonte de Azoto na cultura in vitro de medronheiro (Arbutus unedo L.)

Abstract

O medronheiro (Arbutus unedo L.) é um arbusto, ou pequena árvore, comum nas florestas portuguesas. Pertence à família Ericaceae, a mesma que incluí outras espécies interessantes como os mirtilos ou as azáleas. Mede normalmente 3 a 5 metros de altura podendo, em condições excecionais, atingir os 12 metros. Tolera diferentes condições climatéricas, desde a seca às baixas temperaturas (até -12ºC), e pode ser encontrado tanto em solos calcários (básicos) como siliciosos (ácidos). Encontra-se largamente distribuído ao longo da bacia do Mediterrâneo. Apesar de ser tradicionalmente uma espécie NUC (Neglected or Underutilized Crop) é uma planta multifuncional, sendo utilizada para diversos fins. Dos frutos produzem-se compotas ou, por fermentação, é produzida a afamada aguardente de medronho. É atualmente reconhecida como sendo uma espécie com grande potencial, cada vez mais procurada por agricultores que buscam novas formas de rendimento ou que foram afetados pela elevada taxa de incêndios florestais, que ocorrem anualmente em todo o território nacional. O presente trabalho insere-se num projeto alargado de melhoramento do medronheiro e é um contributo para a otimização das técnicas de micropropagação. Foram estudados os efeitos do pH e da fonte de azoto em diferentes etapas da propagação in vitro: i) embriogénese somática, ii) proliferação de meristemas em meio sólido e meio líquido e iii) enraizamento. As ericáceas estão geralmente adaptadas a uma nutrição baseada em amónio e a pH ácido no solo. No entanto neste estudo foi revelada uma preferência por pH próximo da neutralidade (5,7-6,5) na proliferação de meristemas e em relação à fonte de azoto notou-se uma preferência pela combinação de NH4+ e NO3-. Contudo, a proliferação em meio líquido revelou que diferentes genótipos têm diferentes preferências por valores de pH no meio de cultura, indicando que este parâmetro deve ser otimizado para cada clone. A embriogénese somática revelou melhores resultados em pH próximo da neutralidade, em 2 dos 3 clones testados, embora a indução tenha ocorrido de forma heterogénea e com o aparecimento de algumas anomalias em relação aos embriões formados bem como ao tecido caloso. Apesar de interessante para a micropropagação desta espécie, esta técnica tem deser ainda alvo de um intenso melhoramento de forma a otimizar a resposta dos explantes ao meio de indução para que esta ocorra com o mínimo de anomalias. O enraizamento é uma etapa fundamental para o sucesso da micropropagação. O número de raízes formadas aumenta em pH 5,7-6,5. A modificação do meio de Knop com a adição de NH4Cl no lugar de KNO3 resultou em melhores resultados no número de raízes laterais formadas. Para além disso, o uso destas duas fontes de azoto em simultâneo resulta numa maior taxa de formação de raízes secundárias, aumentando portanto a área de absorção radicular, sendo interessante nas primeiras fases de aclimatação das plantas. Os resultados obtidos neste trabalho são uma contribuição para a compreensão do comportamento do medronheiro face a diferentes valores de pH e fontes de azoto, com vista à otimização de protocolos para a propagação de plantas em larga escala.

The strawberry tree (Arbutus unedo L.) is a shrub or small tree, common in Portuguese forests. It belongs to the Ericaceae family, which includes also other interesting species such as the blueberries and azaleas. The plant reaches about 3 to 5 m high, but individuals reaching 12 m have been reported. Strawberry tree supports a wide range of weather conditions from drought to low temperatures (up to -12ºC), being found in both siliceous (acid pH) and calcareous (basic pH) soils. It could be found widely distributed throughout the Mediterranean basin. Despite being traditionally a NUC species (Neglected or Underutilized Crop) it is a multifunctional plant being used for various purposes. The fruits are used to produce jams or, by fermentation, a Portuguese renowned brandy. It is now recognized as a specie with great potential, being sought by farmers seeking new forms of income or who were affected by the high rate of forest fires that occur annually in all territory, burning large areas of pines and eucalyptus monocultures. This work is part of an extensive improvement project on the strawberry tree and is a contribution to optimize the micropropagation techniques. Thus, the effects of pH and nitrogen source were studied on different steps of in vitro propagation: i) somatic embryogenesis, ii) axillary shoot proliferation in solid or liquid media and iii) rooting. The Ericaceous are usually adapted to a nutrition based on ammonium and to an acidic pH in the soil. However this study revealed a preference for near neutral pH on shoot proliferation and a combination of NH4+ and NO3- as the most suitable for shoot formation and development. The culture in a liquid medium showed that different genotypes have preferences for different pH values of the culture medium indicating that this parameter must be optimized for each clone. Somatic embryogenesis showed better results in pH 5,7 to 6,5, in 2 of the 3 tested clones, although the induction occurred in a heterogeneously and with the appearance of some abnormalities in relation to embryos formed as well as the callus tissue formed. Although interesting for micropropagation of this species, the technique has yet to be subject to an intense improvement to optimize the response of the explants to the induction medium in order to minimize the defects observed.Rooting is a critical step to the success of micropropagation. The number of roots formed increases when pH increased from 5,7 to 6,5. The modification of Knop basal medium, with the addition of NH4Cl instead of KNO3, gave better results when the number of lateral roots formed was the parameter recorded. However, the use of these two nitrogen sources simultaneously resulted in a higher rate of formation of secondary roots, thereby increasing the area of root absorption. This result is interesting in the early stages of acclimatization of the plants. The results obtained in this work are a contribution to the understanding of strawberry tree propagation under different pH and nitrogen conditions, in order to optimize large-scale plant production.