Germinação, micropropagação e aclimatização de Lobelia brasiliensis A. O. S. Vieira & Shepherd (Campanulaceae), espécie ameaçada e endêmica do Distrito Federal com potencial ornamental

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2017.Lobelia brasiliensis A. O. S. Vieira & G. J. Shepherd é uma espécie de Campanulaceae rara, ameaçada, endêmica do Distrito Federal e com potencial ornamental.Objetivou-se neste trabalho descrever as características morfológicas de frutos, sementes, plântulas e da germinação de Lobelia brasiliensis. Conhecer o processo da germinação e o desenvolvimento de plântulas assim como estabelecer protocolos eficientes de desinfestação, micropropagação e aclimatização para a espécie L. brasiliensis é fundamental como estratégia de cultivo e para futura reintrodução da mesma em seu meio natural e propagação da espécie. Para a descrição defrutose sementesforam analisados o formato, cor, textura, brilho, peso, dimensões (comprimento e largura) e número de sementes. Para descrever as fases da germinação e plântulas foram selecionadas, aleatoriamente, 40 indivíduos germinados em substrato vermiculita, em casa de vegetação,irrigadas por aspersão e 40 indivíduos germinados in vitro em meio ágar-água e mantidos em sala de crescimento a 25 ºC (±2 °C), fotoperíodo de 16h e intensidade luminosa de 41 µmol.m-2.s-1. Foram analisados o tipo, forma e coloração da raiz, pilosidade, forma e coloração do hipocótilo, textura, forma, tipo de margem, ápice e base dos cotilédones e eofilos. As sementes iniciaram a germinação, aproximadamente, 5 dias após a semeadura com a protrusão radicular. As plântulas deL. brasiliensis, após 60 dias, apresentaram hipocótilo curto, cilíndrico, ereto, de coloração verde claro e glabro. A germinação foi epígea e fanerocotiledonar, formando plântulas com sistema radicial ramificado e raízes adventícias, eofilos distintos, morfologicamente, dos metafilos. A descrição do processo germinativo, juntamente com a morfologia de plântulas, constitui importante elemento de reconhecimento da espécie. Para a germinação e estabelecimento de plântulas de L. brasiliensis foram testados 5 diferentes substratos (areia lavada, Bioplant® , terra do Cerrado, vermiculita e ágar-água). Os experimentos foram avaliados aos 30, 45 e 60 dias de cultivo e foram avaliadas as porcentagens de germinação, sobrevivência e contaminação (cultivo in vitro), tamanho do hipocótilo e distância entre o ápice dos cotilédones (DAC). Com 60 dias, foram retirados indivíduos dos substratos e mensurados o tamanho e a quantidade total de raízes. As plântulas germinadas in vitro obtiveram as maiores médias e as germinadas na areia apresentaram as menores médias de germinação. Todos os tratamentos de desinfestação foram eficientes. Algumas pequenas diferenças morfológicas entre as plântulas foram observadas entre os tratamentos de germinação. Sementes de L. brasiliensis apresentaram altas taxas de germinação em todos os substrato avaliados, porém a sobrevivência e o estabelecimento da plântula foram diretamente relacionados a capacidade do substrato de reter água. Para estabelecer um protocolo de desinfestação, micropropagação e aclimatização, sementes de L. brasiliensis foram desinfestadas e 2 inoculadas em meio ágar-água para o estabelecimento das culturas, dessas foi obtido 85,19% de germinação e 100% de descontaminação. Em seguida, plântulas in vitro, foram excisadas e inoculadas em 4 diferentes concentrações de BAP: 0,0; 0,01; 0,1; 1,0 mg.L-1 combinadas com 2 concentrações de AIB: 0,0 e 0,01 mg.L-1, totalizando 8 tratamentos. Verificou-se que nos tratamentos com as maiores concentrações de reguladores de crescimento, foi obtido o maior número de brotos, entretanto esses brotos não se alongaram e não desenvolveram raízes. Já o tratamento controle e os tratamentos com as menores concentrações de BAP apresentaram maior número de raízes. O regulador de crescimento AIB não influenciou no desenvolvimento radicular das plântulas. As plantas foram aclimatizadas em substrato de vermiculita e Bioplant® (1:2) mantidas a temperatura ambiente e, após 15 dias foram transferidas para uma casa de vegetação. Após 30 dias, a taxa de sobrevivência foi de 0% para o menor percentual de sobrevivência e de 50% para a maior porcentagem. Novos experimentos com diferentes substratos são necessários para aperfeiçoar esta fase. Este estudo é o primeiro a explorar a morfologia da sementes, frutos e plântulas de L. brasiliensis, assim como o primeiro a descrever o processo de germinação da espécie e testar a influência de alguns substratos nesse processo. Da mesma maneira, este é o primeiro estudo na cultura de tecido para a espécie, onde foram estabelecidos eficientes protocolos de micropropagação para a L. brasiliensis. A totalidade deste estudo pode contribuir para estratégias de conservação da espécie, ampliar as possibilidades no cultivo de plantas ornamentais e servir como etapa inicial para estudos fitoquímicos da espécie.Lobelia brasiliensis A. O. S. Vieira & G. J. Shepherd is a rare species, endangered Campanulaceae endemic to the Federal District and with ornamental potential.The objective of this work was to describe the morphological characteristics of fruits, seeds, seedlings and the germination of Lobelia brasiliensis.To know the process of germination and seedling development as well as to establish efficient protocols for disinfestation, micropropagation and acclimatization for the species L. brasiliensis is fundamental as a strategy for cultivation and for future reintroduction of the same in its natural environment and propagation of the species.For the description of fruits and seeds were analyzed the shape, color, texture, gloss, weight, dimensions (length and width) and number of seeds. In order to describe the germination and seedling phases, 40 individuals germinated in a vermiculite substrate in a greenhouse were irrigated by spraying and 40 individuals germinated in vitro in agarwater medium and kept in a growth room at 25 ºC (± 2 ° C), photoperiod of 16h and light intensity of 41 µmol.m-2.s-1.The type, shape and color of the root, hairiness, shape and color of the hypocotyl, texture, shape, type of margin, apex and base of the cotyledons and eofilos were analyzed.The seeds started germination approximately 5 days after sowing with root protrusion.The L. brasiliensis seedlings, after 60 days, presented short, cylindrical, erect hypocotyl, light green and glabrous.The germination was epigeous and phaneroconuclear, forming seedlings with a branched root system and adventitious roots, and the morphologically distinct phylum metaphyls.The description of the germination process, together with the seedling morphology, constitutes an important element of species recognition.For the germination and establishment of L. brasiliensis seedlings, 5 different substrates (washed sand, Bioplant®, Cerrado soil, vermiculite and agar-water) were tested.The experiments were evaluated at 30, 45 and 60 days of cultivation and the percentages of germination, survival and contamination (in vitro culture), hypocotyl size and distance between the apex of the cotyledons (DAC) were evaluated.At 60 days, individuals were removed from the substrates and the size and total amount of roots measured.The germinated seedlings in vitro obtained the highest averages and the germinated in the sand showed the lowest averages of germination.All disinfestation treatments were efficient. Some small morphological differences between seedlings were observed among the germination treatments.Seeds of L. brasiliensis presented high germination rates in all substrate evaluated, but survival and establishment of the seedling were directly related to the ability of the substrate to retain water.In order to establish a protocol for disinfestation, micropropagation and acclimatization, seeds of L. brasiliensis were disinfested and inoculated in agar-water medium for the establishment of the crops, of which 85.19% germination and 100% decontamination were obtained.Then, in vitro seedlings were excised and inoculated at 4 different concentrations of BAP: 0,0; 0.01; 0.1; 1.0 mg.L-1 combined with 2 concentrations of AIB: 0.0 and 0.01 mg.L-1, totaling 8 treatments.It was verified that in the treatments with the highest concentrations of growth regulators, the highest number of shoots was obtained, however these shoots did not elongate and did not develop roots.The control treatments and the treatments with the lowest concentrations of BAP showed a higher number of roots.The AIB growth regulator did not influence the root development of 4 the seedlings.The plants were acclimatized on vermiculite and Bioplant® substrate (1: 2) maintained at room temperature and after 15 days were transferred to a greenhouse.After 30 days, the survival rate was 0% for the lowest survival percentage and 50% for the highest percentage.New experiments with different substrates are needed to perfect this phase.This study is the first to explore the morphology of seeds, fruits and seedlings of L. brasiliensis, as well as the first to describe the germination process of the species and to test the influence of some substrates in this process.In the same way, this is the first study in tissue culture for the species, where efficient micropropagation protocols for L. brasiliensis were established.The totality of this study can contribute to the conservation strategies of the species, expand the possibilities in the cultivation of ornamental plants and serve as an initial stage for phytochemical studies of the species