Resumo O objetivo deste trabalho foi caracterizar o efeito do potencial osmótico do meio de cultura no controle da embriogênese somática direta em cafeeiro (Coffea arabica). Explantes foliares da cultivar Mundo Novo e de quatro híbridos foram submetidos à via direta na presença de polietilenoglicol 6000, nas seguintes concentrações: 0, 2,5, 5,0, 7,5, 10,0, 12,5 e 15,0%. Estruturas embriogênicas e embriões somáticos formaram-se no potencial osmótico limite de até -0,691 e -0,374 MPa, respectivamente, com redução ou inibição destas respostas nos potenciais osmóticos mais negativos.

Abstract The objective of this work was to characterize the effect of the osmotic potential of the culture medium on the control of direct somatic embryogenesis in coffee (Coffea arabica) tree. Leaf explants of the Mundo Novo cultivar and four hybrids were subjected to the direct route in the presence of polyethylene glycol 6000, at the following concentrations: 0, 2.5, 5.0, 7.5, 10.0, 12.5, and 15.0%. Embryogenic structures and somatic embryos were formed at a threshold osmotic potential of up to -0.691 and -0.374 MPa, respectively, with a reduction or inhibition in these responses under a more negative osmotic potential.

ABSTRACT The genus Coffea belongs to the Rubiaceae family and includes two species with optimum economic performances, Coffea arabica and Coffea canephora. The state of São Paulo is one of the states that produce the species C. arabica in Brazil. Arabica coffee has been of great importance to São Paulo, providing relevant contributions to the historical, political, architectural, gastronomic, touristic, artistic, agricultural, industrial and social sectors since its introduction into the state in the nineteenth century. The agricultural sector includes crops produced by both small farmers and by highly technological agricultural groups. Coffea arabica plants present six phenological phases, all sensitive to changes in temperature and rainfall. In the reproductive phases, the species requires short days, low temperatures and no rainfall, followed by the rainy season. However, the phenological phases of the coffee plants can be harmed or even inhibited by dry or rainy seasons that are too long or too short. In the state of São Paulo, the municipalities of Garça and Franca show optimal coffee productivity, whereas those of Adamantina and Registro are low, and the agricultural aptitudes of these four municipalities show strong relationships with their geographical distributions in the state. Garça and Franca are situated in areas where the predominant dry and rainy seasons favor the occurrence of the phenological phases of arabica coffee plants, whereas Adamantina and Registro are located in areas with long dry and rainy seasons, respectively, characteristics that harm the development of the reproductive phenological phases of this culture.

RESUMO: Este estudo avaliou o efeito de diferentes concentrações de 2-isopentalinadenina (2-iP) na capacidade de embriogênese somática direta da cultivar Mundo Novo de Coffea arabica. Explantes foliares foram cultivados em meio com metade da concentração de sais de MS e adição de sacarose (20gL-1) e de 2-iP (0; 2,5; 5; 7,5 e 10µM). Os tratamentos com 7,5 e 10µM de 2-iP induziram respostas mais elevadas de porcentagem de explantes com estruturas embriogênicas e de tamanho de estrutura embriogênica. Porém, os explantes tratados 10µM de 2-iP tiveram maior produção de embriões somáticos, seguido de 7,5µM, enquanto nos tratamentos controle e com 5µM, as respostas foram respectivamente de ausência e de baixa formação destes.

ABSTRACT: This study evaluated the effect of different concentrations of 2-isopentenyladenine (2-iP) on the direct somatic embryogenesis capacity of the Mundo Novo cultivar of Coffea arabica. Leaf explants were cultivated with half the MS salt concentration and the addition of sucrose (20gL-1) and 2-iP (0; 2.5; 5; 7.5 and 10µM). The 2-iP doses of 7.5 and 10µM produced the greatest responses with respect to the percentage of explants with embryogenic structures and the size of the embryogenic structures. However, the greatest production of somatic embryos occurred on the explants treated with 10µM of 2-iP, followed by 7.5µM, whereas their production was absent or reduced with 0 and 5µM, respectively.

Kohleria eriantha possui rizomas subterrâneos, caule com gemas envoltas por folhas modificadas que armazenam amido. As gemas desse rizoma podem-se desenvolver em dois padrões morfológicos: o padrão parte aérea (semelhante à planta mãe) ou um rizoma dependendo do nível de água do substrato. O desenvolvimento do padrão parte aérea foi inibido pela baixa disponibilidade de água do substrato (1 mL). Verificou-se que o etileno e o ABA estavam envolvidos com o controle do desenvolvimento do padrão rizoma na ausência ou baixa disponibilidade hídrica. Tratamentos com ethrel, PEG e ABA induziram o desenvolvimento do padrão parte aérea, enquanto os tratamentos com AVG e AgNO3 inibiram o desenvolvimento do padrão parte aérea. Observaram-se aumento de etileno e ABA sob condições que inibiram o desenvolvimento da parte aérea. Sugere-se, também, que ABA pode induzir a produção de etileno em seções do rizoma na ausência ou em baixa disponibilidade hídrica.

Kohleria eriantha has rhizomes which are underground stems with buds enclosed by modified leaves, that store starch. The buds of this rhizome can develop in two morphological patterns: an aerial shoot (similar to the mother plant) or a rhizome, depending on the water level present in the substrate. Development of the shoot was inhibited by low water availability (1 mL) in the substrate. It was verified that ethylene and ABA were involved in controlling the development of the rhizome pattern under low water availability. Treatments with ethrel, PEG and ABA induced shoot development whereas treatments with AgNO3 or AVG inhibited shoot development. Increased ethylene and ABA were observed under conditions that inhibited shoot development. Moreover, it is suggested that ABA may induce the production of ethylene in the sections of the rhizome under low water availability.

O cafeeiro pode ser micropropagado via brotação de gemas laterais, aplicando o regulador de crescimento 6-benzilaminopurina (6-BA). Entretanto, a literatura apresenta ampla variação da dose empregada, desde 0.5 a 88.8 µM L-1. Assim, este estudo visou otimizar doses para explantes nodais do cafeeiro C. arabica cv Mundo Novo. Explantes nodais, obtidos de plântulas cultivadas in vitro, foram inoculados em meio MS geleificado, com adição de diferentes concentrações de 6-BA. Foram feitos dois experimentos: no primeiro, 6-BA foi usado nas doses de 0, 5, 10, 25, 50 e 100 µM L-1 e avaliado aos 43 e 123 dias; no segundo, 10, 20 e 30 µM L-1, avaliado aos 65 e 100 dias após a inoculação dos explantes. Os tratamentos com 6-BA induziram a multibrotação dos explantes nodais, e os resultados foram mais bem caracterizados aos cem dias. Os explantes nodais tratados formaram multibrotações que também atingiram maior altura; todavia, o efeito de 6-BA nas concentrações entre 5 a 25 µM L-1 foi semelhante ao das doses mais elevadas, 50 e 100 µM L-1. As doses de 5 a 25 µM L-1 de 6-BA induziram a brotação de 2,9 a 6,0 gemas por nó, atingindo de 1,3 a 1,5 cm, enquanto os tratamentos de 50 a 100 µM L-1 formaram 3,0 a 4,9 gemas por nó e as suas brotações atingiram cerca de 0,8 cm de altura. Observou-se neste estudo que a multibrotação de explantes nodais de C. arabica cv Mundo Novo pode ser induzida por concentrações menores de 6-BA, entre 10 a 30 µM L-1, diminuindo os riscos de variação somaclonal devido às altas concentrações de hormônio.

Coffee plants can be micropropagated by nodal bud sprouting using the 6-benzylaminopurine (6-BA) hormone. However, literature reports the use of a wide range of 6-BA, from 0.5 to 88.8 µM L-1. So, this study was performed to narrow that range. Nodal explants of Coffea arabica cv Mundo Novo obtained from in vitro plantlets were inoculated on gelled-MS medium supplemented with different concentrations of 6-BA. Two assays were carried out: in the first one, 6-BA was used at concentrations of 0, 5, 25, 50, and 100 µM L-1, being evaluated at 43 and 123 days. In the second experiment, dosis of 10, 20 and 30 µM L-1, have evaluated at 65 and 100 days. Treatments with 6-BA induced multiple sprouting from the nodal explants, which were best characterized around 100 days after inoculation. The nodal explants grew taller and showed multiple shoots, whereas the effect of 6-BA at 5 to 25 µM L-1 was similar to that with higher concentrations (50 and 100 µM L-1). Nodal explants yielded from 2.9 to 6.0 buds per node, achieving height of 1.3 to 1.5 cm at 5 to 25 µM L-1 of 6-BA, whereas they yielded from 4.3 to 4.9 buds per node but the sprouting grew about 0.8 cm at 50 and 100 µM L-1 of 6-BA. This study indicated that multiple sprouting of lateral buds can be induced by lower concentrations of 6-BA, for example, from 10 to 30 µM L-1, diminishing possible risks of somaclonal variation due to high levels of hormone concentration.

Kohleria eriantha (Benth.) Hanst. pertence à família Gesneriaceae e possui órgão subterrâneo, que está associado à reprodução vegetativa. Este órgão apresenta gemas envoltas por folhas modificadas, as quais armazenam amido. Em seções do rizoma (1,5 a 2,0cm compr.) contendo seis gemas, só uma gema geralmente brota. Esta pode diferenciar-se em dois padrões morfológicos: parte aérea ou rizoma. Em seções mantidas em substrato com baixo teor de umidade (1mL de água) ou em sua ausência, houve brotação do padrão rizoma, em seções em substrato com elevado teor de umidade (12mL de água), brotação do padrão parte aérea. A temperatura de 20ºC também favoreceu a brotação do padrão rizoma, independente do volume de água do substrato. Seções também desenvolveram o padrão rizoma em substrato com adição de solução de polietilenoglicol 6000 (PEG), nas concentrações de 161,2; 235,2 e 340,0g/L, que geraram os potenciais de -3, -6 e -12 MPa, respectivamente. Seções mantidas em substrato com baixo teor de umidade (1mL de água) apresentaram redução de massa seca e elevada concentração osmótica em relação àquelas em substrato com elevado teor de umidade. Verificou-se que a formação do padrão rizoma foi influenciada pelos fatores teor de umidade e temperatura. Sugere-se que a brotação do padrão rizoma foi induzida pelo baixo potencial hídrico nas seções, quando mantidas em substrato com baixo teor de umidade. Além disto, evidenciou-se que as gemas do rizoma de Kohleria eriantha apresentam elevado grau de plasticidade.

Kohleria eriantha (Benth.) Hanst is a plant belonging to the family Gesneriaceae, with an underground organ, which is associated with vegetative reproduction. This organ is a rhizome, whose stem bears buds covered with modified leaves that store up starch. In small sections of this rhizome, containing six buds (1.5 to 2.0cm long), only one bud sprouted. The sprouted bud could be differentiated into two morphological pattern: aerial part or rhizome. Sprouting of the rhizome pattern occurred in sections kept on substrate with low water content (1mL of water), or lacking water, whereas sprouting of the aerial part pattern occurred in sections on substrate with high water content (12mL of water). Temperature at 20ºC also stimulated sprouting of the rhizome pattern, regardless of the water volume in the substrate. Sprouting of the rhizome pattern occurred still in sections on substrate to which polyethylene glycol 6000 (PEG) solution was added at the concentrations of 161.2, 235.2 and 340.0g/L, resulting in potentials of -3, -6 and -12 MPa, respectively. Sections kept on substrate with low water content (1 ml of water) showed a reduction in the dry matter content and high osmotic concentration in comparison with those on substrate with high water content. The results obtained revealed that forming of the rhizome pattern was influenced by water content and temperature. It is suggested that sprouting of the rhizome pattern was induced by the low water potential in the sections, when kept on substrate with low water content. Moreover, it was observed that the rhizome buds of Kohleria eriantha showed a high degree of plasticity.

O gênero Kohleria sp pertencente à família Gesneriaceae possui órgão subterrâneo. Este órgão é um caule envolto por folhas modificadas, imbricadas, as quais acumulam reservas e cada uma destas protege uma gema. Seções do rizoma brotam sem necessidade do órgão inteiro. Seções deste rizoma com seis folhas modificadas foram colocadas para brotar em placas de Petri e testadas quanto às temperaturas de 15, 20, 25, 30 e 35 ºC, na luz ou no escuro e ainda em relação aos teores de umidade do substrato, onde se adicionaram os volumes de 1, 12 e 20 mL de água destilada. Estes fatores influenciaram a brotação de seções do rizoma de Kohleria sp. As seções também se mostraram resistentes à falta de água, já que, nessa condição, apresentaram brotações e ainda as desenvolveram.

The Kohleria sp species belongs to the Gesneriaceae family and produce subterranean organs. This organ is a stem, and it is enclosed by modified leaves which protect their buds. These modified leaves present great amount of starch. Small section of this organ sproutted without necessity of the whole organ. Sections of this organ with six modified leaves were submitted to different treatments: temperatures of 15, 20, 25, 30 and 35 ºC, in a condition with and without light and in reduced (1 mL) or high (12 mL) water level in the substract. The sprounting of the sections was influenced by these factors and rhizome sections presented very high resistence to drought since in this condition each section developed a new plant.