Como os fatores ambientais afetam a cultura do tecido?

INTRODUÇÃO

A técnica de cultura de tecidos tem sido popular no espaço comercial para multiplicação em grande escala de plantas de variedades superiores de elite. O sucesso da obtenção de plantas de cultura de tecidos com alta produtividade e produção depende de vários fatores, incluindo físicos, fisiológico, e fatores ambientais.

O início da cultura depende do genótipo da fonte do explante, idade do explante, e o tipo de explante e fonte de explante. De forma similar, o microambiente in vitro de plantas cultivadas afeta a qualidade de seu crescimento e desenvolvimento.

Este artigo cobre tudo sobre o papel dos fatores ambientais na decisão do desenvolvimento in vitro das plantas.

Fatores que afetam a propagação in vitro

1. Luz

O comprimento de onda, densidade de fluxo, e fotoperíodo são as três características da luz que influenciam o desenvolvimento da planta na cultura de tecidos. Eles afetam principalmente as características de crescimento, como alongamento da haste, tamanho da folha, e anatomia vegetal de plantas cultivadas.

A luz fluorescente branca é a principal fonte de luz para micropropagação. Seu espectro de comprimento de onda fica entre 400-700 nm que corresponde aos requisitos de culturas in vitro.

Além de luzes fluorescentes brancas, diodos emissores de luz (LED) com um único comprimento de onda, tem sido a melhor alternativa entre os culturistas.

Alguns cientistas observaram que uma mistura de LEDs azuis (450-480 nm) e vermelhos (640-660 nm) permitem um melhor crescimento da planta do que a luz fluorescente. Mas, a proporção dessas luzes depende da espécie e do cultivo das plantas. Por exemplo, a cultivar de morango ‘Akihime’ prefere uma combinação de 30% azul + 70% luzes vermelhas para seu crescimento saudável.

Cientistas observaram que o aumento da intensidade da luz com o enriquecimento de CO2 do ambiente de cultivo promove o acúmulo de compostos fotossintéticos e estimula o crescimento fotoautotrófico dos tecidos clorofílicos.

O aumento da intensidade da luz influencia uma mudança positiva na morfologia do tecido da planta, incluindo aumento da espessura das folhas, paliçada maior, parênquima esponjoso, e estômatos funcionais, rendimento de biomassa, e enzimas envolvidas na produção de metabólitos secundários.

A qualidade da luz é outro fator que afeta o crescimento, características fisio-morfológicas, e produção de metabólitos secundários em tecidos vegetais in vitro. E, em algumas plantas, também tem um papel na embriogênese. Por exemplo em Cydonia oblonga , vermelho distante, ou exposição vermelho-vermelho-distante, luz vermelha aumenta embriões somáticos quatro vezes, em comparação com a escuridão.

1. Humidade relativa

A umidade relativa típica dentro de um recipiente de cultura hermeticamente fechado varia de 95% a 100%, que tem um papel essencial na germinação de embriões somáticos in vitro. Mas, devido à alta umidade relativa dentro do recipiente de cultura, os planetas formam camadas de cera epicuticular mal desenvolvidas e estômatos com mau funcionamento.

Essas anormalidades levam à morte das plantas devido à perda excessiva de água quando transferidas para quando são expostas à umidade ambiente ex vitro.

A umidade relativa em plantas cultivadas pode ser controlada por:

• Umidade relativa moderadamente reduzida (75% -85%).
• Abertura dos recipientes de cultura alguns dias antes da aclimatação.
• O uso de fechos especiais facilita a perda de água ou o resfriamento do fundo dos contêineres, aumentando a condensação do vapor de água na superfície do gel.

Pode melhorar o crescimento da planta, deposição de cera epicuticular, função estomática, e reduz a hiperidricidade, e, conseqüentemente, resulta em melhor sobrevivência ex vitro e resistência à dessecação.

Mas, para tecidos não hiperídricos, a umidade relativa reduzida pode causar fotossíntese líquida ligeiramente reduzida, causando menor área foliar, redução da abertura estomática levando à redução da difusão do mesofilo de CO2 intercelular, e diminuição do rendimento quântico e eficiência.

1. Troca gasosa

A troca gasosa adequada entre as plantas cultivadas é fundamental para evitar o acúmulo de etileno, alta umidade, e esgotamento de CO2 que afeta negativamente as plantas cultivadas.

As plantas in vitro são cultivadas em um recipiente de cultura fechado. E para permitir a troca gasosa entre a planta e o meio ambiente, ou os selos são afrouxados ou uma passagem é fornecida na tampa do recipiente cultivado.

Quando você usa um recipiente bem fechado, a troca gasosa é reduzida, que afeta negativamente o crescimento e desenvolvimento normal das plantas durante o cultivo in vitro. Enquanto que, o uso de fechos com filtros ou vasos ventilados, que permitem a troca gasosa, aumenta a capacidade fotossintética, a taxa de multiplicação, e a sobrevivência das plantas após transferência para condições ex vitro.

Um aumento na concentração de CO2 dentro do recipiente de cultura promove a fotossíntese e o crescimento autotrófico, acompanhada por elevada intensidade de luz. Uma faixa normal de concentração de CO2 em plantas cultivadas em tecidos varia entre 0,1-0,3%.

A troca gasosa pode ser aumentada aumentando a ventilação passiva em recipientes de cultura ou integrando um sistema de ventilação forçada.

A ventilação forçada tornou-se uma ferramenta essencial na manutenção da troca gasosa eficiente para o crescimento fotoautotrófico em grandes recipientes de cultura, como biorreatores.

1. Temperatura

A temperatura é um dos principais fatores que influenciam os processos fisiológicos das plantas, incluindo respiração e fotossíntese. A temperatura de cultivo mais comumente preferida é entre 20 ℃ - 27 ℃. Mas, também varia dependendo do genótipo das plantas.

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