Development of a plant culture medium composed with vinasse originated from Haematococcus pluvialis culture

Orientador : Prof. Dr. Carlos Ricardo SoccolDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia. Defesa: Curitiba, 30/01/2015Inclui referênciasÁrea de concentração: Agroindústria e biocombustíveisResumo: Os nutrientes minerais presentes na vinhaça são utilizados por algas e plantas para o seu crescimento. A cultura de alga produz alguns compostos orgânicos e inorgânicos que ficam solúveis no meio da cultura líquida. Estas substâncias podem ser úteis para a formulação de um meio de cultura para plantas, ja que os meios de cultura convencionais são constituídos por componentes dessa natureza. Portanto, o objetivo deste estudo foi desenvolver um meio de cultura para plantas utilizando a vinhaça usada para o cultivo de Haematococcus pluvialis; investigar possíveis efeitos benéficos desses biocompostos presentes no filtrado algal sobre a micropropagação de Nidularium procerum (Bromeliaceae) no acúmulo de quercetina e avaliar a citotoxicidade desta vinhaça por meio do bioensaio com Artemia salina. A vinhaça proveniente da cultura do H. pluvialis pode ser utilizada para formular meios de cultura de tecidos de plantas. Usando uma concentração de 3%, seus nutrientes minerais podem suportar o crescimento in vitro das plantas, mas alguns nutrientes precisam ser suplementados para otimização. Um protocolo eficiente para a micropropagação de N. procerum foi desenvolvido. As plantas regeneradas foram transferidas satisfatoriamente para casa-de-vegetação (aclimatizadas). O desenvolvimento deste meio de cultura representa a possibilidade de reutilização da vinhaça, além de ser uma alternativa racional para o descarte desse resíduo industrial, agregando valor ao que é atualmente considerado um remanescente indesejado. Além disso, este processo pode reduzir os custos de produção de mudas clonais e/ou compostos bioativos em biofábricas. Não foi observado nenhum efeito bioestimulante do filtrado de algas na morfogênese in vitro, por outro lado, este filtrado algal aumenta a produção de quercetina. A cultura do H. pluvialis em vinhaça diminuiu a citotoxicidade e os compostos fenólicos, evitando a necrose nos tecidos dos explantes. Palavras-chave: toxicidade, Artemia salina, resíduo industrial, Bromeliaceae, quercetina, Nidularium procerum.Abstract: The mineral nutrients presents in vinasse support algae and plant growth. The algal culture produces some organic and inorganic compounds to the liquid culture medium. These substances can be useful to formulate a plant tissue culture medium, whereas tissue culture medium is constituted of organic and inorganic components. Therefore, the aim of this study was to develop a plant culture medium using the vinasse used for Haematococcus pluvialis culture, to investigate possible beneficial effects of biocompounds presents in algal filtrate on micropropagation of Nidularium procerum (Bromeliaceae), quercetin accumulation and to evaluate the citotoxicity of this vinasse by bioassay with Artemia salina. The vinasse originated from H. pluvialis culture can be used to formulate plant tissue culture using 3% concentration and Its mineral nutrients can support in vitro growth of the plants, but some nutrients must be supplemented. An efficient protocol for micropropagation was developed for N. procerum. The micropropagated plants were suitable transferred to the greenhouse (acclimatized). This culture medium represents a reuse of this waste water and a rational alternative to vinasse disposal, adding value to what is currently considered an undesired residue. Moreover, this process can reduce the production costs of clonal seedlings and/or bioactive compounds in biofactories. There was not a biostimulant effect of the algal filtrate on the morphogenesis, on the other hand, this algal filtrate increase the quercetin production. The culture of H. pluvialis in the vinasse decreases the citotoxicity and phenolic compounds content, avoiding the explant tissue necrosis. Keywords: toxicity, Artemia salina, industrial residue, Bromeliaceae, quercetin, Nidularium proceru