Micropropagação e organogênese de lúpulo var. Chinook

Abstract

Resumo: Humulus lupulus L., popularmente conhecido como lúpulo, é uma espécie perene, dióica, trepadeira, pertencente à família Cannabaceae. De interesse econômico mundial, utilizado principalmente pela indústria cervejeira, a qual demanda a produção em larga escala. Existe necessidade de pesquisa para otimização do processo de obtenção de mudas sadias e de qualidade. O desenvolvimento de técnicas de micropropagação e organogênese para variedade Chinook, a qual demonstra potencial para cultivo no sul Brasil em resultados preliminares, a fim de gerar protocolos é o objetivo deste trabalho. A variedade Chinook foi estabelecida, com o desenvolvimento de uma assepsia específica, e multiplicada in vitro. Foram avaliados os efeitos do cultivo de explantes contendo um e dois pares de folhas em meio MS semi-sólido suplementado de citocininas (BAP e CIN) e em meio MS sob diferentes fontes luminosas (luz fluorescente branca fria e luz LED Green Power) quanto ao número de folhas geradas. Também foi avaliado o rendimento (massa final-massa inicial) dos explantes com dois pares de folhas sob imersão temporária em biorreator. Na aclimatização, microestacas de 2,5 cm provindas de lúpulo var. Chinook micropropagado foram inseridas em tubetes com dois tipos de fertilizantes (fertilizante de liberação lenta Basacote Mini 6M e NPK – uréia, superfosfato simples e cloreto de potássio) misturados em substrato Tropstrato. Os experimentos de organogênese se deram a partir de diferentes tipos de explantes (folha, segmento internodal e segmento de raiz) em meio de cultura MS semi-sólido com diferentes reguladores vegetais (TDZ, BAP, IAA e BAP+IAA). A porcentagem de formação de calos, o diâmetro dos calos formados, a porcentagem de brotação e de enraizamento foram analisados. Os resultados da multiplicação que geraram quantidade superior de folhas formadas com alongamento de calule foram observados com explantes de dois pares de folhas sob luz LED Green Power. A concentração das citocininas utilizadas (0,1 mg/L) não auxiliou na multiplicação in vitro de lúpulo. A imersão do meio de cultura 4 vezes ao dia no biorreator de imersão temporária apresentou maior média de rendimento de massa. A maior porcentagem de brotações formadas, representando a regeneração da cultura de calos foi a partir do explante segmento internodal em interação com o regulador vegetal TDZ. A aclimatização com a utilização de NPK gerou resultados superiores para a parte aérea. Os protocolos de cultivo in vitro e, com isso, o começo da formação de um banco de germoplasma de lúpulo no Setor de Ciências Agrárias da UFPR são importantes, pois além da obtenção de mudas e melhoria no cultivo, auxiliará em projetos futuros.

Abstract: Humulus lupulus L., popularly known as hop, is a perennial, dioecious, climbing species, belonging to the Cannabaceae family. Of global economic interest, mainly used by the brewing industry, this demands large-scale production. There is a necessity for research to optimize the process of obtaining healthy and quality seedlings. The development of micropropagation and organogenesis techniques for Chinook variety, which shows potential for cultivation in southern Brazil in preliminary results, to generate protocols is the objective of this work. The Chinook variety was established, with the development of a specific asepsis, and multiplied in vitro. The explants containing one and two pairs of leaves culture in MS medium supplemented with cytokinins (BAP and CIN) and in MS medium under different light sources (cold white fluorescent light and LED Green Power light) effects were evaluated for number of leaves generated. The yield (final mass-initial mass) of the explants with two pairs of leaves under temporary immersion in bioreactor was also evaluated. In acclimatization, 2.5 cm microcuttings from micropropagated hop var. Chinook were inserted in tubes with two types of fertilizers (slow release fertilizer Basacote Mini 6M and NPK - urea, single superphosphate and potassium chloride) mixed in Tropstrato substrate. The organogenesis experiments started from different types of explants (leaf, internodal segment and root segment) in semi-solid MS culture medium with different plant regulators (TDZ, BAP, IAA and BAP + IAA). The percentage of callus formation, the diameter of the calli formed, the percentage of sprouting and rooting were analyzed. The results of the multiplication that generated superior amount of leaves formed with elongation were observed with explants of two pairs of leaves under LED Green Power light. The concentration of the cytokinins used (0.1 mg / L) did not aid in in vitro multiplication of hop. Immersion of culture medium 4 times daily in the temporary immersion bioreactor had the highest mass yield. The highest percentage of buds formed, representing the regeneration of callus culture was from the internodal segment explant with TDZ. The acclimatization with the use of NPK generated superior results for the aerial part. The in vitro cultivation protocols and, with this, the beginning of hop germplasm bank formation in the Sector of Agricultural Sciences of the UFPR are important, therefore besides obtaining seedlings and improvement in the crop, will aid in future projects.