Multiplication and regeneration in vitro of quince, cultivars Adams and MC

Quinces (Cydonia oblonga Mill.) are good alternative for pear tree rootstock diversification, due the interest to control the plants development to obtain fast frutification, plants uniformity and higher fruit quality. Their propagation through the tissue culture allows the plant production in a large scale, with high sanitary in a short period of time. Another application of this technique is the regeneration or in vitro morphogenesis that consists in the organs induction by somatic embryogenesis or organogenesis, which is a pre-requirement for genetic transformation. The current work aimed at optimizing the multiplication and in vitro regeneration of Cydonia oblonga Mill. rootstocks, cultivars Adams and MC. For the multiplication experiments were used apicals shoots with excised tip (1,5cm), and inoculated in MS½ and MS¾ or MS medium modified (¾ of the normal concentration of NH4NO3 and KNO3 and EDTA-Ferric), containing different BAP concentrations or interaction among BAP and AG3 concentrations. The explants were maintained in growth chamber with 16h photoperiod, 48 μmol m-2 s-1 density photon flux and 25±2ºC temperature, for 40 days. The variables analyzed were shoots number per explants, shoots length, node number per shoot and percentage of hyperhydric shoots. In the regeneration experiments it was used as initial explants entire leaves or third basal leaves, young or adult leaves, with or without petiole, inoculated in MS medium, supplemented with TDZ (0, 1, 2, 3 and/or 4mg dm-3) and ANA (0,1mg dm-3), maintained in darkness for 40 days. Later, they were transferred to MS medium containing 1mg dm-3 TDZ and maintained in the light for 30 days more. After that period, the percentage of regenerate explants, the shoots number for regenerate explant and type of organogenesis formed was evaluated. Both cultivars present potential for in vitro propagation, however 'Adams' is more responsive, because it was obtained 6,3 shoots per explant, with 2,8mg dm-3 BAP, while ' MC' presents larger sensibility to this plant growth regulator and to develop the hyperhydric explants, however it demonstrated to be more efficient to the in vitro regeneration, presenting 26% of regenerating explants (with 1mg dm-3 TDZ). It was verified for both cultivars, the entire explant leaves were more responsive for the regeneration than basal thirds and that this happens mainly in the basal area of the explant, through direct and 9 indirect organogenesis. Based on the multiplication and the regeneration results, it was concluded that is possible the in vitro multiplication of these cultivars in large scale, as well as to improve the regeneration rates for future plant breeding works for characteristics of interest, through genetic transformation.Os marmeleiros (Cydonia oblonga Mill.) são excelente alternativa de diversificação de porta-enxertos para pereiras, devido ao interesse por plantas com porte reduzido, rápida frutificação, uniformidade nos pomares e boa qualidade das frutas. A sua propagação por meio da cultura de tecidos permite a produção de plantas homogêneas, em larga escala, com alta qualidade sanitária e num curto espaço de tempo. Outra aplicação desta técnica é a regeneração ou morfogênese in vitro, que consiste na formação de órgãos, seja por meio de embriogênese somática ou organogênese, sendo esta um pré-requisito para a transformação genética. O presente trabalho teve como objetivo otimizar a multiplicação e regeneração in vitro dos porta-enxertos de Cydonia oblonga Mill., cultivares Adams e MC. Para os experimentos de multiplicação foram utilizadas brotações apicais com ápice excisado (1,5cm), inoculadas em meio MS½ e MS¾ ou MS modificado (¾ da concentração normal de NH4NO3 e KNO3 e Ferro na forma de EDTA-Férrico), contendo diferentes concentrações de BAP ou interação entre BAP e AG3, mantidas em câmara de crescimento com fotoperíodo de 16 horas, 48 μmol m-2 s-1 e 25±2ºC de temperatura por 40 dias. Após, analisaram-se as variáveis: número de brotações por explante, comprimento das brotações, número de nós por brotação e percentagem de explantes com hiperidricidade. Nos experimentos de regeneração utilizou-se como explante inicial folhas inteiras ou terços basais, jovens ou adultas, com ou sem pecíolo, inoculados em meio MS, suplementados com TDZ (0, 1, 2, 3 e/ou 4mg dm-3) e ANA (0,1mg dm-3), permanecendo no escuro por 40 dias. Posteriormente, foram transferidos para meio MS contendo 1mg dm-3 de TDZ e mantidos na luz por mais 30 dias. Após esse período, avaliou-se a percentagem de explantes regenerados, o número de brotações por explante regenerante e tipo de organogênese formada. As duas cultivares estudadas apresentam potencial para a propagação in vitro, porém Adams foi mais responsivo, pois obteve-se 6,3 brotações por explante, com 2,8mg dm-3 de BAP, enquanto MC apresenta maior sensibilidade a altas concentrações deste regulador de crescimento e à vitrificação, porém demonstrou ser mais eficiente durante a regeneração in vitro, apresentando 7 valores aproximados de 26% de explantes regenerantes (utilizando 1,0mg dm-3 de TDZ). Para ambas cultivares, o explante folha inteira é mais responsivo à regeneração do que terços basais e que esta ocorre principalmente na região basal do explante, via organogênese direta ou indireta. Baseado nos resultados obtidos tanto na fase de multiplicação quanto na de regeneração, verifica-se que é possível multiplicar in vitro estas cultivares em larga escala, bem como melhorar as taxas de regeneração para futuros trabalhos de melhoramento para características de interesse, via transformação genética