Organização estrutural e degradação de tecidos in vitro em cultivares de Pennisetum purpureum Schum. (Poaceae)

Abstract

Resumo: Os ruminantes utilizam os nutrientes disponíveis nas forragens através de um complexo processo de fermentação. Este fenômeno é produzido pela biota presente no rúmen-retículo, os quais são compartimentos que fazem parte do aparelho digestivo dos ruminantes. A qualidade das forragens afeta diretamente a expressão do máximo desempenho produtivo dos ruminantes. Fatores genéticos e ambientais são determinantes na qualidade das forragens. Estes efeitos podem ser observados na composição química e na organização dos tecidos vegetais. O acompanhamento das principais modificações químicas na composição dos vegetais e sua relação com o processo de digestão ruminal é tarefa rotineira nos laboratórios de nutrição de ruminantes. Constitui-se entretanto, tarefa desafiadora, estabelecer estas relações associando às modificações anatômicas do vegetal. Dessa maneira constituiu-se objetivo do presente trabalho registrar as principais alterações anatômicas ocorridas em três cultivares de capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum cultivar Roxo, cultivar EMPASC 307 Testo e cultivar EMPASC 309 Areia) em três estágios de maturação fisiológica (4, 8 e 16 semanas após o rebrote). As características anatômicas das amostras estudadas foram relacionadas com os possíveis efeitos nos processos de digestão ruminai após 6, 24 e 48 horas de incubação em líquido ruminai de bovinos. Ao se abordar alguns aspectos morfológicos, observou-se que o cultivar Roxo apresentou porte mais elevado perante os demais, além de lâminas e bainhas foliares mais longas. Em termos gerais, os três cultivares apresentaram estruturas anatômicas semelhantes. Como característica peculiar, constatou-se a presença do aerênquima na bainha foliar a partir da segunda coleta (8 semanas), em todos os cultivares. Este tecido foi relacionado como um importante fator que pode favorecer a degradação, mesmo em tecidos maduros. Entretanto, determinou-se que a proporção de tecidos lignificados aumentou com a maturidade do vegetal e que afetou negativamente a degradação. O cultivar EMPASC 307 Testo apresentou características de lignificação e estrutura dos tecidos que sugerem ser o cultivar com o menor potencial de degradação ruminai. Esta tendência foi confirmada após análise dos tecidos submetidos à degradação. Constatou-se que a presença de estômatos contribui no aumento da degradação do mesofilo, pois facilita o acesso dos microorganismos às camadas de tecidos mais internos.

Abstract: Ruminants take up nutrients from forage through a complex fermentation process and this fermentation process is carried out by the biota present in the rumen-reticule. The forage quality affects directly the maximum productive performance in ruminants. These effects can be observed on chemical composition and vegetal tissues organization. The accompaniment of the main changes in the chemical composition at plant tissues submitted to ruminal digestion is routinely performed in laboratories working on ruminant nutrition. However, it constitutes a defiant job to establish these relationships with plant anatomy. The objective of this work was to investigate the anatomical changes occurred in three cultivars of elephant-grass (Pennisetum purpureum Schum. cultivar Roxo, cultivar EMPASC 307 Testo and cultivar EMPASC 309 Areia) at three stages of physiological maturity (4, 8 and 16 weeks after sprouting). The studied anatomical features were related to the possible effects at the ruminal digestion 6, 24 and 48 hours after incubation in the cattle ruminal fluid. Analysis of the external morphology showed that the cultivar Roxo was taller and presented both, leaf blades and sheaths longer when compared to the other cultivars. In general, the three cultivars presented similar anatomy. A unique feature, the presence of aerenchyma, was found in the leaf sheath of all three cultivars, at the second harvest (8 weeks). The presence of this aerenchyma can make the tissue degradation easier, especially in old tissues. The amount of lignified tissues increased with plant maturity, which affected negatively the tissue degradation. The cultivar EMPASC 307 Testo presented lignification and tissue organization that suggests lower potential for tissue degradation. This trend was confirmed by the analysis of tissue subjected to degradation. A positive relationship was found between the presence of stoma and mesophyll degradation, suggesting that the presence of the stoma facilitate microorganism access to the inner tissue layers.