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O Repositório Institucional da Universidade Federal Rural da Amazônia (RIUFRA) é um dispositivo de armazenamento e disseminação das obras intelectuais da UFRA, produzidas no âmbito das atividades de pesquisa, ensino e extensão da instituição. É composto de documentos em formato digital, provenientes das atividades desenvolvidas pelo corpo docente, discente e técnico-administrativo da UFRA e por obras elaboradas a partir de convênio ou colaboração entre a instituição e outros órgãos publicados em autoria e/ou coautoria.


  1. Repositório Institucional da Universidade Federal Rural da Amazônia - RIUFRA
  2. BDTD
  3. PPGAGRO
  4. Teses - Agronomia
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/riufra/2810
Título: Comportamento morfofisiológico e bioquímico de cultivares de pimenteira do reino (Piper nigrum L) submetidas ao cultivo in vitro com filtrado de cultura de Fusarium solani f. sp. piperis Alb.
Orientador: PINHEIRO, Hugo Alves
Autor(es): MORAES, Fabrícia Kelly Cabral
Palavras-chave: Pimenteira-do-reino - Cultivo
Pimenteira-do-reino - Morfofisiologia
Filtrado fúngico
Piper nigrum
Black pepper plant - cultivation
Black pepper - morphophysiology
Fungal filtrate
Fitotoxina
Morfologia
Growth
Phytotoxin
Amido
Frutose
Glicose
Seleção in vitro
Fusariose em Pimenteira-do-Reino
Starch
Fructose
Glucose
Selection in vitro
Fusarium in black pepper
Data do documento: 2026-02-03
Editor: UFRA - Campus Belém
Citação: MORAES, Fabrícia Kelly Cabral. Comportamento morfofisiológico e bioquímico de cultivares de pimenteira do reino (Piper nigrum L) submetidas ao cultivo in vitro com filtrado de cultura de Fusarium solani f. sp. piperis Alb. Orientador: Prof. Dr. Hugo Alves Pinheiro. 2015. 90 f. Tese (Doutorado em Agronomia) - Universidade Federal Rural da Amazônia, Belém, 202. Disponível em: https://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/riufra/2810 . Acesso em: .
Resumo: A cultura da pimenteira-do-reino (Piper nigrum L) tem grande expressão econômica para o Brasil e particularmente para o Estado do Pará, pois é um produto tipicamente de exportação, mas apresenta grande oscilação de preço no mercado internacional. Entretanto, o fungo Fusarium solani f. sp. piperis provoca à doença fusariose o que tem ocasionado sérios prejuízos na produção e ciclo econômico no Brasil. O objetivo deste trabalho foi averiguar o comportamento das cultivares de pimenteira-do-reino in vitro submetidas a cultivo em meio de cultura MS com adição de filtrado da cultura de F. solani f. sp. piperis, quanto às alterações no crescimento, na morfofisiologia e na bioquímica das plantas. Para tanto, ftutos das cultivares Guajarina, Kottanadan, Balankotta e Cingapura foram coletados e as sementes germinadas in vitro para produção de plantas. Inicialmente os frutos no estádio maduro de coloração amarela e vermelha, foram coletados e submetidos à pré-assepsia a qual constatou de: despolpamento das sementes, lavagem em água corrente com detergente líquido, imersão em solução de hipoclorito de sódio (NaCIO) a 1,5% durante a noite em estufa a 37ºC. Das plantas vigorosas e mais desenvolvidas, explantes (segmento apical e nodal) foram retirados e introduzidos em meio de cultura de multiplicação de brotos durante cinco subcultivos em meio básico MS, 3% de sacarose e 0,2% de phytagel, suplementado com 0,5 mg.L' de 6-benzilaminopurina (BAP) e 0,2 mg.L” de ácido indolacético (ATA). O pH do meio foi ajustado para 5,8 e submetido à autoclavagem por 20 minutos sob pressão de 1,5 atm e 120 ºC. Os brotos multiplicados após cinco subcultivos foram enraizadas em meio de cultivo com a metade dos sais de MS (% MS), vitaminas, 3% de sacarose e 0,2% de phytagel, suplementado com 0,05 mg.L' de Ácido Naftalenoacético, em 4 semanas. Para a determinação da concentração do filtrado em meio de cultura visando avaliar o comportamento das cultivares, brotos enraizados in vitro da cultivar Guajarina foram cultivados em meio de multiplicação de brotos com a adição de filtrado fúngico nas doses O, 20, 30,40 e 50% (v/v). Após 45 dias foram avaliados os aspectos morfofisiológicos. Foram observadas alterações morfológicas e redução no crescimento da cultivar Guajarina a partir da dose 20% de filtrado fúngico. As alterações provocadas foram no comprimento radicular, número de raízes, número de folhas e área foliar, proporcionalmente reduzidos à medida que se aumentou a concentração de filtrado fúngico. Então, brotos enraizados das quatro cultivares de P. nigrum (Cingapura, Balankotta, Kottanadan e Guajarina) em meio de cultivo MS (14 MS), vitaminas, 3% de sacarose e 0,2% de phytagel,suplementado com 0,05 mg.L” de Ácido Naftalenoacético (ANA) em 4 semanas foram transferidos para tubos de ensaio contendo meio de cultivo % MS e filtrado fúngico nas doses O e 35% (v/v), e mantidas em sala de crescimento sob condições controladas com fotoperíodo de 16 horas com intensidade luminosa de 3000 lux e temperatura de 25 + 2ºC, e avaliados quanto as alterações na morfologia, bioquímica e crescimento. Foram observadas alterações morfológicas e redução no crescimento das cultivares quando submetidas a ação do filtrado fúngico. O filtrado de cultura fúngica provocou alterações morfofisiológicas principalmente no sistema radicular. O filtrado fáúngico acarretou diminuição na produção de biomassa total e na taxa de crescimento relativo das plantas de P. nigrum, com exceção da cultivar Kottanadan. Ocorreu redução na concentração de proteínas nas cultivares de pimenteira-do-reino. Observou-se ainda alterações nos conteúdos de glicose, frutose e amido para as cultivares Guajarina e Kottanadan. Desta forma, as cultivares de P. nigrum apresentam respostas morfofisiológicas, bioquímicas e de crescimento distintas quando sob a ação do filtrado fúngico, sendo a cultivar Cingapura a mais susceptível ao filtrado fúngico e a menos susceptível a cultivar Kottanadan.
A pimenta-do-reino é a mais importante especiaria comercializada mundialmente e de grande importância econômica para o Brasil e para o estado do Pará. No entanto, a produtividade do Estado sofre muitas oscilações provocadas por vários fatores, com destaque para os problemas fitossanitários. O filtrado do fungo Fusarium solani f. sp. piperis tem sido usado para avaliar a sensibilidade de plantas in vitro. À doença fusariose provoca vários sintomas até a morte da planta. Neste trabalho, objetivou-se determinar a partir das alterações na morfologia e no crescimento, a magnitude destas alterações em plantas da cultivar Guajarina in vitro sob o efeito do filtrado de cultura de Fusarium solani £ Sp. piperis em meio de cultura. Para tal, sementes foram germinadas in vitro e as plantas obtidas usadas como fontes de explantes para o processo de micropropagação. Os brotos multiplicados após cinco subcultivos foram enraizadas em meio de cultivo MS, 0,2% de vitaminas, 3% de sacarose e 0,2% de phytagel e suplementado com 0,05 mg.L” de Ácido Naftalenoacético. O pH do meio foi ajustado para 5,8 e submetido à autoclavagem por 20 min sob pressão de 1,5 atm e 120 ºC, mantidos nestas condições por 4 semanas. As plantas foram mantidas em sala de crescimento sob condições controladas de temperatura, fotoperíodo e intensidade de luminosa. Após este período foram transferidos para tubos de ensaio contendo meio de cultivo 4 MS e filtrado fúngico nas doses O, 20, 30, 40 e 50% (v/v). As plantas foram mantidas em sala de crescimento por 45 dias, e avaliadas quanto as alterações na morfologia (número de folhas, número de raízes e comprimento da maior raiz) e crescimento (massa fresca e seca de raízes e folhas). Foram observadas alterações morfológicas e redução no crescimento da cultivar Guajarina a partir da dose 20% de filtrado fúngico. As alterações provocadas foram no comprimento radicular, número de raízes, número de folhas e área foliar, proporcionalmente reduzidos à medida que aumentou-se a concentração de filtrado fúngico. Assim, o filtrado fúngico em meio de cultura em quaisquer concentração provoca alterações no crescimento in vitro de plantas da cultivar Guajarina de pimenteira-do-reino Redução no crescimento é significativo a partir da dose 30%. O nitrogênio total no caule e folhas das plantas de P. nigrum na presença do filtrado fúngico foi reduzido, provavelmente devido a clorose e senescência foliar. O carbono total nas partes das plantas de P. nigrum na presença de filtrado fúngico foi aumentado. Dose igual ou superior a 30% foi considerada eficiente para utilização em outro experimento.
É grande a expressão econômica e social da cultura da pimenteira-do-reino para o Brasil e particularmente para o Estado do Pará. Os problemas fitossanitários estão entre os fatores que afetam a produtividade do Estado. Destaca-se a doença fusariose, que provoca a morte da planta. O filtrado do agente causal dessa doença, o fungo Fusarium solani f. sp. piperis, tem sido usado para avaliar a suscetibilidade de plantas in vitro. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a sensibilidade de quatro cultivares de P. nigrum (Cingapura, Balankotta, Kottanadan e Guajarina) ao filtrado da cultura de F. solani f. sp. piperis cultivadas in vitro por meio da magnitude das alterações morfofisiológicas relacionadas ao desenvolvimento das plantas visando testar a hipótese de que há comportamento diferente dentre os materiais genéticos quanto às respostas às toxinas presentes no filtrado fúngico sob os parâmetros morfofisiológicos e de crescimento. Para tal, sementes foram germinadas in vitro em meio de cultivo MS (14 MS), com 3% de sacarose, vitaminas, 0,17 gL' NaHsPO, (Fosfato de sódio monobásico), 0,2% de phytagel, pH ajustado para 5,8 antes da autoclavagem a 121 ºC por 20 minutos e condições de cultivo, temperatura 25 + 3 ºC e fotoperíodo de 16 h de luz. As plantas foram usadas como fontes de explantes (ápices caulinares e segmentos nodais) para o processo de micropropagação. Durante os cinco subcultivos os brotos foram multiplicados em meio básico de cultura de MS contendo 3% de sacarose,vitaminas e 0,2% de phytagel, suplementado com 0,5 mg.L” de 6-benzilaminopurina (BAP) e 0,2 mg.L de ácido indolacético (ATA) e pH ajustado para 5,8 antes da autoclavagem por 20 minutos. Os brotos multiplicados após cinco subcultivos foram enraizadas em meio de cultivo MS (4 MS), vitaminas, 3% de sacarose e 0,2% de phytagel, suplementado com 0,05 mg.L de Ácido Naftalenoacético (ANA) por 4 semanas, e transferidos para tubos de ensaio contendo meio de cultivo 4 MS e filtrado fúngico nas doses O e 35% (v/v). As plantas foram mantidas em sala de crescimento sob condições controladas, fotoperíodo de 16 horas com intensidade luminosa de 3000 lux e temperatura de 25 + 3ºC, que foram avaliadas quanto as alterações na morfologia e crescimento. Ocorreram alterações morfológicas e redução no crescimento das cultivares quando submetidas à ação do filtrado fúngico, principalmente no sistema radicular. O filtrado fúngico acarretou diminuição na produção de biomassa total e na taxa de crescimento relativo das plantas de P. nigrum, com exceção da cultivar Kottanadan, e também redução na concentração de proteínas, além de alterações nos conteúdos de glicose, frutose e amido para as cultivares Guajarina e Kottanadan. Desta forma, as cultivares de P. nigrum apresentam respostas morfofisiológicas, bioquímicas e de crescimento distintas quando sob a ação do filtrado fúngico, sendo a cultivar Cingapura a mais susceptível ao filtrado fúngico e a a cultivar Kottanadan menos susceptível.
Abstract: The plantation of Black pepper (Piper nigrum L) is very expressive in Brazil and, particularly in the state of Pará, since it is mostly grown for exportation and its price has a remarkable variation in the international market. However, one factor which seriously affects its production is the occurrence of fusarium, caused by the fungi Fusarium solani f. sp. piperis, which occurs at epidemic levels in crop areas. This paper aimed to find possible differences among the cultivars of black pepper in vitro when submitted to filtrates obtained from the culture of F. solani f. sp. piperis, as well as to check the magnitude of the changes in growth, morphophysiology and biochemical features of P. nigrum. In order to do so, black pepper fruits, from Guajarina, Kottanadan, Balankotta and Singapore cultivars were collected and at Western Amazon Embrapa- Belém/Pará laboratory, seeds were inserted in vitro to grow the plants. At first, the mellow fruits with yellow and red colors, were collected and submitted to pre-sterilization, which comprised: seeds pulping, washing in running water and immersion in sodium hypochlorite (NaCIO) at 1.5% during the night in a greenhouse at 37ºC. The seeds were grown in vitro in medium with MS (14 MS), with 3% of saccharose, vitamins, 0.17 elL' NaH,PO; (monobasic sodium phosphate), 0.2% of phytagel. The plants which showed better formation were selected and multiplied by five sub-crops in basic medium of MS culture containing 3% of saccharose, 0.2% of vitamins and 0,2% of phytagel and supplemented with 0.5% mg.L” of 6-benzilaminopurina and 0.2 mg.L”' of indoleacetic acid. The medium pH was adjusted to 5.8 and submitted to autoclaving for 20 minutes under a pressure of 1.5 atm and at 120 ºC. The sprouts multiplied after five sub-crops were fixed onto a medium with 4 MS, 0.2% of vitamins, 3% of saccharose and 0.2% of phytagel and supplemented with 0.05 meg.L' of Naphthaleneacetic acid, and kept under such conditions for four weeks. Plants from the Guajarina cultivar were used for an initial experiment, since this cultivar is the one most grown in the state, and fungal filtrate in doses 0, 20, 30, 40 and 50% (v/v). The pH of the medium was adjusted to 5.8 and submitted to autoclaving for 20 min under pressure of 1.5 atm and 120 ºC. After 45 days from the beginning of the procedure, the morphophysiological aspects were then assessed. Morphological changes and growth decrease were observed on the Guajarina cultivar from the dose with 20% of fungal filtrate. The alterations observed were in the root length, number of roots, numbers of leaves and leaf area, proportionally reduced as long as the concentration of fungal filtrate increased. Thus, the fungal filtrate in medium in any concentration causes alteration on the in vitro growth of plants from the Guajarina cultivar. Doses with 30% or more were considered efficient to be used in other experiment. Another experiment with black pepper from four cultivars of P. nigrum (Singapore, Balankotta, Kottanadan and Guajarina), cultivated in vitro and submitted to a filtrate obtained from a culture of F. solani f. sp. piperis was done. Plants rooted onto a medium with MS (74 MS), 0.2% if vitamins, 3% of saccharose and 0,2% of phytagel and supplemented with 0.05 me.L Naphthaleneacetic acid for four weeks were transferred to test tubes containing medium of 4 MS and fungal filtrate in doses 0% and 35% (v/v), kept in growth rooms under controlled conditions with photoperiod of 16 hours with luminous intensity of 3000 lux and temperature of 25 + 2ºC, and evaluated after this period in relation to alterations in growth, biochemical and morphological features. Growth decrease and morphological changes were observed on the cultivars when submitted to the action of the fungal filtrate. The filtrate of fungal culture caused morphophysiological changes mainly in the root systems of the cultivars of black peppers in vitro. The fungal filtrate caused decreases in the total biomass production and in the relative growth rate of P. nigrum plants, except the cultivar Kottanadan. We also observed that the fungal filtrate decreases the concentration of proteins in the black pepper cultivars. Changes in the contents of glucose, fructose and starch were also noticed on the cultivars of Guajarina and Kottanadan. Therefore, the cultivars of P. nigrum present distinct morphophysiological, biochemical and growth-related responses once under action of the fungal filtrate, so that the Singapore cultivar is the most susceptible to the fungal filtrate and the least susceptible is the Kottanadan cultivar.
Black pepper is the most important spice in nowadays world trade and has a great economical importance for Brazil and for the state of Pará. However. The state productivity has a remarkable oscillation due to many factors, mainly the phytosanitary ones. The filtrate of the fungi Fusarium solani f. sp. piperis has been used to evaluate the sensibility of plants in vitro. The Fusarium disease causes several symptoms, even the plant death. This paper aimed to determine, from the changes in morphophysiology and in growth, the magnitude of such changes in plants of Guajarina cultivar in vitro under effect of a filtrate of Fusarium solani f. sp. piperis in medium. In order to do this, the seeds were grown in vitro and the resulting plants were used as sources of explants for the micropropagation process. The sprouts multiplied after five sub-crops were fixed in amedium with 42 MS, 0.2% of vitamins, 3% of saccharose and 0.2% of pPhytagel and supplemented with 0.05 mg.L of Naphthaleneacetic acid. The medium pH was adjusted to 5.8 and submitted to autoclaving for 20 minutes under pressure of 1.5 atm at 120ºC, and kept under such condition for four weeks. The plants were kept in growth room under controlled temperature, photoperiod and luminous intensity conditions. After this period, they were transferred to test tubes containing medium with 4 MS and fungal filtrate in doses O, 20, 30, 40 and 50% (vv). The plants were kept in growth-room for 45 days and then had their changes in morphology (number of leaves, number of roots and roots length) and growth (fresh and dry mass of roots and leaves) assessed. Morphological changes on plants from the cultivar Guajarina were noticed from doses with 20% of fungal filtrate. The changes noticed were in the root length, number of roots, number of leaves and leaf area, proportionaliy reduced as long as the concentration of fungal filtrate increased. Thus, the fungal filtrate in medium at any concentration causes changes on in vitro growth of plants from black pepper Guajarina cultivar. Reductions on growth are remarkable from doses with 30%. Total nitrogen in the stalk and leaves of P. nigrum was reduced once in the presence of the fungal filtrate, probably due to chlorosis and to leaf senescence. Total carbon in the plants parts with presence of fungal filtrate also increased. Doses equal or above 30% were considered efficient to be used in another experiment.
Remarkable is the economical and social expression of the black pepper cultivation in Brazil and particularly in the state of Pará. The phytosanitary problems are among the main jeopardizing factors for the state productivity. The fusarium disease stands out, since it may bring the plant to death. The filtrate of the causative agent of this disease, the fungi Fusarium solani f. sp. piperis, has been used to evaluate the susceptibility of in vitro plants. This paper aimed to assess the sensibility of four cultivars of nigrum (Simgapore, Balankotta, Kottanadan e Guajarina) grown in vitro to F. solani f. sp. piperis culture filtrates by evaluating the magnitude of morphophysiological changes related to the plants development aiming to test the hypothesis that there are different behaviors among the genetic material comprising responses to the toxins from the fungal filtrate over the physiological and growth-related parameters. To do this, seeds were grown in vitro in medium with MS (14 MS), with 3% of saccharose, vitamins, 0.17 g.L”" NaH,PO, (monobasic sodium phosphate), 0.2% of phytagel, pH adjusted to 5.8 before autoclaving at 121ºC for 20 minutes and cultivation conditions as 25 + 3 ºC and photoperiod of 16 h of light. The plants were used as sources of explants (stalk apex and nodal segments) for micropropagation. During the five sub-cultivations, the sprouts were multiplied in a basic medium with MS culture containing 3% of saccharose, vitamins and 0.2% of phytagel and supplemented with 0.05 mg.L of 6- benzilaminopurina and 0.2 mg.L” of indoleacetic acid and had the pH adjusted to 5.8 before being autoclaved for 20 minutes. The sprouts multiplied after the five sub-cultivations were fixed in a medium with 4 MS, 0.2% of vitamins, 3% of saccharose and 0.2% of phytagel and supplemented with 0.05 mg.L' of Naphthaleneacetic acid for four weeks and then transferred to test tubes containing medium with 14 MS and fungal filtrate in doses of O and 35% (v/v). The plants were kept in growth-room under controlled conditions, photoperiod of 16 hours and luminous intensity of 3000 lux and temperature of 25 + 3ºC, and then evaluated in relation to changes in morphology and growth. Morphological changes and growth decreases were noticed on the cultivars once submitted to the action of the fugal filtrate, mainly on their root systems. The fugal filtrate caused decreases on the total biomass production and on the relative growth rate of P. nigrum plants, except the cultivar Kottanadan, and also caused decrease on the proteins concentration, besides changes on the glucose, fructose and starch contents of the cultivars Guajarina e Kottanadan. Therefore, the cultivars of P. nigrum show different morphophysiological, biochemical and growth-related responses when under action of the fungal filtrate, so that the Singapore cultivar was the most susceptible to the filtrate and the Kottanadan was the least susceptible one.
URI: https://repositorio.ufra.edu.br/jspui/handle/riufra/2810
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