Aspectos fisiológicos da cana-de-açúcar sob o cultivo in vitro em diferentes microambientes

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento in vitro e a resposta antioxidativa da cana-de-açúcar, micropropagada em diferentes condições de troca gasosa, sacarose e luminosidade. As plantas foram cultivadas em meio de multiplicação e enraizamento, compostos por: Sais e vitaminas MS, acrescido de 30 g.L-1 de sacarose, 100 g.L-1 de inositol, 8 g.L-1 de agar e 0,3mg/L-1 de Kinetin, 0,2 mg/L-1 de BAP (multiplicação) ou 1 mg.L-1 de ANA (enraizamento). Para avaliar o efeito da troca gasosa, utilizou-se 4 diferentes tampas as quais permitiam diferentes regimes de troca gasosa (0,0787 ml.d-1; 0,3446 ml.d-1; 0,7330 ml.d-1; 1,1970 ml.d-1), em sala de crescimento à temperatura de 27 ± 2 °C, com fotoperíodo de 16 horas sob uma intensidade luminosa de 47,6 μmol m-2 s-1. No experimento que avaliou o efeito da interação entre a troca gasosa e a concentração de sacarose no meio de cultura, foram utilizados 3 concentrações de sacarose (0, 30 e 15 g.L-1) e três regimes de troca gasosa (0,0787 ml.d-1; 0,3446 ml.d-1 e 0,7330 ml.d-1). Já no experimento que avaliou a interação entre troca gasosa, sacarose e intensidade luminosa, as plantas foram cultivadas à temperatura de 30 ± 1 °C, com fotoperíodo de 16 horas em 3 diferentes intensidades luminosas (55,2 μmol m-2 s-1 ; 100,8 μmol m-2 s-1 ; 147,9 μmol m-2 s-1), 2 concentrações de sacarose (30 e 15 g.L-1) e dois regimes de troca gasosa (0, 11 e 0,59 ml.d-1). Foram avaliados os parâmetros biométricos e a atividade das enzimas antioxidativas Peroxidase, Catalase, polifenoloxidase e peroxidase do ascorbato, no final da fase de multiplicação e enraizamento. Com relação ao efeito das trocas gasosa, as plantas apresentaram alta mortalidade em regimes de troca gasosa de 1,1970 ml.d-1. Contudo, as condições de troca gasosa de 0,3446 ml.d-1 a 0,7330 ml.d-1 apresentou os maiores valores de matéria fresca e numero de folhas bem como promoveu a redução na atividade das enzimas antioxidativas, quando comparadas com o tratamento controle (0,0787 ml.d-1). Os experimentos que avaliaram a interação entre a troca gasosa e as concentrações de sacarose mostraram que a redução da sacarose de 30 g.L-1 para 15 g.L-1 promoveu uma redução da biomassa seca e a ausência de açúcar no meio de cultura provocou a morte de todas as plantas no final da fase de multiplicação. Houve um aumento na biomassa seca e numero de folhas com ao aumento das trocas gasosas. E na fase de enraizamento o aumento da troca gasosa estimulou a produção de raízes. Com relação a atividade enzimática, na fase de enraizamento, todas as enzimas mostraram diferenças significativas no fator troca gasosa e sacarose. O que se observou é que os tratamentos com 0,3446 ml.d-1 de troca gasosa (com 15 e 30g.L-1 de sacarose) em todas as enzimas analisadas, apresentou significativamente menores médias de atividade enzimática. Com relação ao efeito da interação entre troca gasosa, sacarose e intensidade luminosa os melhores resultados de crescimento e redução de atividade das enzimas foram observados nos tratamentos com 30g.L-1 de sacarose, 100,8 μmol m-2 s-1 de luz e troca gasosa de 0,59 ml.d-1. Os resultados sugerem uma redução no estresse oxidativo e melhor desenvolvimento das plantas em condições que promovem maior intensidade luminosa e troca gasosa, quando comparadas com o sistema de cultivo em frascos vedados e com baixa luminosidade.The objective of this study was to evaluate the in vitro development and antioxidative response of cane sugar, micropropagated in different conditions of gas exchange, sucrose and light. Plants were grown in multiplication and rooting medium, composed of: MS salts and vitamins, supplemented with 30 g L-1 sucrose, 100 g L-1 of inositol, 8 g L-1 of agar and 0.3 of mg L-1 kinetin, 0.2 mg.L-1 BAP (multiplication) or 1 mg.L-1 NAA (rooting). To evaluate the effect of gas exchange, we used 4 different caps, which allow different schemes of gas exchange (0.0787 ml d-1; 0.3446 ml d-1; 0.7330 ml d-1; 1.1970 ml d-1) in a growth room at 27 ± 2 °C with 16 hours photoperiod under a light intensity of 47.6 μmol m-2 s-1. In the experiment that evaluated the interaction effect between gas exchange and sucrose concentration in the culture medium, we used three concentrations of sucrose (0, 30 and 15 g L-1) and three regimes of gas exchange (0.0787 ml d-1, 0.3446 ml d-1 and 0.7330 ml d-1). In the experiment that evaluated the interaction between gas exchange, sucrose and light intensity, plants were grown at a temperature of 30 ± 1 ° C with a photoperiod of 16 hours in three different light intensities (55.2 μmol m-2 s-1, 100.8 μmol m-2 s-1, 147.9 μmol m-2 s-1), two concentrations of sucrose (30 to 15 g L-1) and two gas exchange systems (0.11 and 0.59 ml.d-1). Biometric parameters and the antioxidant enzymes activity of peroxidase, catalase, ascorbate peroxidase and polyphenol oxidase were evaluated in the late phase of multiplication and rooting. In the experiment that evaluated the four regimes of gas exchange, the plants showed high mortality in 1.1970 ml.d-1 gas exchange. However, the conditions of 0.3446 ml d-1 until 0.7330 ml d-1 gas exchange, showed the highest values of fresh weight and leaves number, promoting a decrease in activity of antioxidant enzymes when compared with the control treatment (0.0787 ml.d-1). In the experiments evaluating that evaluated the interaction between the gas exchange and sucrose showed that the reduction in sucrose of 30 to 15 g.L-1 promoting a reduction in dry weight, and the absence of sugar in the culture medium led to the death all plants at the end of the multiplication phase. There was an increase in biomass and number of leaves with the increase in gas exchange. In the rooting phase the increasing of gas exchange stimulated the production of roots. The enzyme activity in the rooting phase, for all enzymes showed significant differences in gas exchange and sucrose factor. What was observed is that the treatments with 0.3446 ml d-1 (with 15 and 30g L-1 sucrose) in all the enzymes analyzed, showed significantly lower mean of enzymatic activity. The effect of the interaction between gas exchange, sucrose and light intensity showed better growth and reduction of enzyme activity with 30g L-1 sucrose, 100.8 μmol m-2 s-1 light and evaporation rate of 0.59 ml d-1 treatments. The results suggested a reduction in oxidative stress and improved development of the plants under conditions that increased light intensity and gas exchange as compared to the cultivation system with sealed caps and low light