Development and application of photoautotrophic micropropagation plant system

Abstract

Research has revealed that most chlorophyllous explants/plants in vitro have the ability to grow photoautotrophically (without sugar in the culture medium), and that the low or negative net photosynthetic rate of plants in vitro is not due to poor photosynthetic ability, but to the low CO 2 concentration in the air-tight culture vessel during the photoperiod. Moreover, numerous studies have been conducted on improving the in vitro environment and investigating its effects on growth and development of cultures/plantlets on nearly 50 species since the concept of photoautotrophic micropropagation was developed more than two decades ago. These studies indicate that the photoautotrophic growth in vitro of many plant species can be significantly promoted by increasing the CO 2 concentration and light intensity in the vessel, by decreasing the relative humidity in the vessel, and by using a fibrous or porous supporting material with high air porosity instead of gelling agents such as agar. This paper reviews the development and characteristics of photoautotrophic micropropagation systems and the effects of environmental conditions on the growth and development of the plantlets. The commercial applications and the perspective of photoautotrophic micropropagation systems are discussed.

Trocas gasosas influenciam na morfogênese in vitro de duas cultivares de oliveira (Olea europaea L.)

“…Zobayed (2006) relatou que o crescimento e desenvolvimento de plantas ou explantes produzidos in vitro podem ser afetados pela composição da atmosfera gasosa dos recipientes. Ou seja, o uso de membranas porosas favorece as trocas gasosas, o que irá aumentar a concentração de CO 2 e decrescer a concentração de etileno e os níveis de umidade relativa, influenciando positivamente o crescimento das plantas (FAL et al, 1999;ZOBAYED et al, 2002;GONÇALVES et al, 2008;XIAO et al, 2011). Nepomuceno et al (2009 acrescentaram ainda que, além de favorecer o crescimento das plantas in vitro, o uso de um sistema de aeração proporciona incrementos significativos no controle da abscisão foliar.…”

“…No entanto, a propagação de plantas lenhosas por cultivo in vitro é limitada devido à interferência de contaminantes, por bactérias e fungos; pela oxidação dos explantes, principalmente por compostos fenólicos; baixa multiplicação e crescimento das plântulas; sensibilidade às trocas gasosas; e ao acúmulo de etileno dentro dos frascos de cultivo (RODRIGUES et al, 2011). causando redução da taxa de crescimento dos explantes e, assim, elevadas perdas durante a aclimatização, devido à mortalidade das plantas (NGUYEN; KOZAI, 2005;ZOBAYED, 2006;XIAO et al, 2011). Dessa forma, o ideal para a propagação in vitro seria manter as mesmas condições ambientais, como os níveis ideais de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos, a concentração de CO 2 (XIAO et al, 2011), a manutenção das trocas gasosas, entre outros.…”

“…causando redução da taxa de crescimento dos explantes e, assim, elevadas perdas durante a aclimatização, devido à mortalidade das plantas (NGUYEN; KOZAI, 2005;ZOBAYED, 2006;XIAO et al, 2011). Dessa forma, o ideal para a propagação in vitro seria manter as mesmas condições ambientais, como os níveis ideais de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos, a concentração de CO 2 (XIAO et al, 2011), a manutenção das trocas gasosas, entre outros. Para isso, vem sendo utilizadas membranas porosas permeáveis a gases, pois permite a eficiência das trocas gasosas, diminuindo o acúmulo de etileno e, assim, facilitando a aclimatização das plantas produzidas (XIAO et al, 2011).…”

“…Dessa forma, o ideal para a propagação in vitro seria manter as mesmas condições ambientais, como os níveis ideais de fluxo de fótons fotossinteticamente ativos, a concentração de CO 2 (XIAO et al, 2011), a manutenção das trocas gasosas, entre outros. Para isso, vem sendo utilizadas membranas porosas permeáveis a gases, pois permite a eficiência das trocas gasosas, diminuindo o acúmulo de etileno e, assim, facilitando a aclimatização das plantas produzidas (XIAO et al, 2011). Kozai e Kubota (2001) relataram que as mudanças no microambiente dos frascos de cultura, promovidas pelas trocas gasosas, favorecem a manutenção da concentração de CO 2 , estimulam a fotossíntese e reduzem a concentração de etileno e a umidade relativa dentro dos frascos de cultivo.…”

Flask sealing on in vitro seed germination and morphogenesis of two types of ornamental pepper explants

“…Lids that allow higher gas exchange through membranes were used to improve ventilation inside culture flasks, reducing RH and thereby increasing transpiration and effective water and nutrient Batista et al absorption in plants (KOZAI, 2010;XIAO et al, 2011). MilliSeal ® membranes have been successfully used to improve gas exchange in the culture flask in the propagation of many species, including Pfaffia glomerata (IAREMA et al, 2012;SALDANHA et al, 2013SALDANHA et al, , 2014CORRÊA et al, 2015), Azadirachta indica (RODRIGUES et al, 2011), Alha gigraecorum (ZOBAYED et al, 2006), and Eucalyptus tereticornis (SHAVALLI KHAN et al, 2002).…”