Endophytic bacteria in long-term in vitro cultivated axenic pineapple microplants revealed by PCR-DGGE

In vitro propagated plants are believed to be free of microbes. However, after 5 years of in vitro culture of pineapple plants, without evidence of microbial contamination, the use of culture-independent molecular approach [classifying heterogeneous nucleic acids amplified via universal and specific 16S rRNA gene by polymerase chain reaction (PCR)], and further analysis by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) revealed endophytic bacteria in roots, young and mature leaves of such plants. The amplification of 16S rRNA gene (Bacteria domain) with the exclusion of the plant chloroplast DNA interference, confirmed the presence of bacterial DNA, from endophytic microorganisms within microplant tissues. PCR-DGGE analysis revealed clear differences on bacterial communities depending on plant organ. Group-specific DGGE analyses also indicated differences in the structures of Actinobacteria, Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria communities in each part of plants. The results suggest the occurrence of a succession of bacterial communities colonizing actively the microplants organs. This study is the first report that brings together evidences that pineapple microplants, previously considered axenic, harbor an endophytic bacterial community encompassing members of Actinobacteria, Alphaproteobacteria and Betaproteobacteria group which is responsive to differences in organs due to plant development.

Morphological alterations in leave of micropropagated pineapple plants cv. IAC Gomo-de-mel acclimatizated in different conditions of luminosity

(Morphological alterations in leave of micropropagated pineapple plants cv. IAC Gomo-de-mel acclimatizated in different conditions of luminosity). Microprapagated plants usually show difficulties to adapt to ex vitro conditions, and many times are submitted to the rustication process to aim the reduction of all the impacts resulting from the environmental changes. Once the leaf and its annexes are important indicators of adaptability strategies of the plants to adverse environmental conditions, the objective of this work was to compare the leaf anatomy of pineapple cv. IAC Gomo-de-mel in vitro cultivated plants with microplants acclimatized in different conditions of luminosity, under mesh, with 50% of shading and directly exposed to sunlight, to verify the needed of rustication process on this cultivar. Evaluations of the leaf epidermis using light and electronic scanning microscopy showed an increase on scale density in both leaves surfaces of the ex vitro microplants, mainly related to the ones directly exposed to sunlight. Subsequent observations showed an increase on cuticle thickness, on wavy contours of epidermal cells, and on the distribution and quantity of mesophyll fibers, evidencing the light conditions interference in morphological characteristics of these microplants. These alterations had not harmed microplant development, showing that are not need of rustication stages on the acclimatization process of this cultivar.

Morfofisiologia e anatomia foliar de mudas micropropagadas e aclimatizadas de abacaxizeiro cv. Smooth Cayenne em diferentes substratos

Objetivou-se com este trabalho determinar o melhor substrato e o tempo ideal de aclimatização em plantas de abacaxizeiro cv. Smooth Cayenne e comparar anatomicamente plântulas in vitro e aclimatizadas. Gemas foram inoculadas em meio MS + 6,66 µM de BAP e, após três subcultivos, as brotações foram transferidas para meio MS, por 30 dias. Os meios foram solidificados com 0,7% de ágar e tiveram seu pH ajustado para 5,8 antes da autoclavagem (120 ºC por 20 minutos). A incubação foi em sala de crescimento (25 ± 1 ºC, irradiância de 35 μmol m-2 s-1 e fotoperíodo de 16 h). Os brotos obtidos in vitro foram transplantados para tubetes, em casa de vegetação, contendo os seguintes substratos: T1- Plantmax® + húmus, T2- Plantmax® + vermiculita e T3- Plantmax®. Cortes anatômicos foram efetuados em folhas de propágulos mantidos in vitro e em plantas com 20, 40 e 60 dias de aclimatização nos diferentes substratos. A utilização do substrato Plantmax® + húmus na aclimatização propiciou maior desenvolvimento das mudas micropropagadas. A partir de 40 dias da aclimatização, as plantas apresentaram características anatômicas que podem favorecer a sua adaptação às condições de campo.

Performance of pineapple slips inoculated with diazotrophic phosphate-solubilizing bacteria and rock phosphate

Besides fixing N2, some diazotrophic bacteria or diazotrophs, also synthesize organic acids and are able to solubilize rock phosphates, increasing the availability of P for plants. The application of these bacteria to pineapple leaf axils in combination with rock phosphate could increase N and P availability for the crop, due to the bacterial activity of biological nitrogen fixation and phosphate solubilization. The objectives of this study were: (i) to select and characterize diazotrophs able to solubilize phosphates in vitro and (ii) evaluate the initial performance of the pineapple cultivars Imperial and Pérola in response to inoculation with selected bacteria in combination with rock phosphate. The experiments were conducted at Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro, in 2009. In the treatments with bacteria the leaf contents of N, P and K were higher than those of the controls, followed by an increase in plant growth. These results indicate that the combined application of diazotrophic phosphate-solubilizing bacteria Burkholderia together with Araxá rock phosphate can be used to improve the initial performance of pineapple slips.

Deficiência de boro na cultura do abacaxi 'Pérola'

Vinte plantas de abacaxi "Pérola" foram cultivadas em vasos de plástico de 10 L, em casa de vegetação, com o objetivo de caracterizar os sintomas visuais de deficiência de B nas plantas e nos frutos. Os vasos continham areia de rio lavada cinco vezes com água comum e depois duas vezes com água desionizada. Dez plantas foram irrigadas com solução completa e, de outras dez, o B foi suprimido da solução cinco meses após o plantio. As plantas apresentaram crescimento vegetativo normal e formaram frutos normais. Após a colheita dos frutos, acompanhou-se a formação das mudas do tipo rebento e rebentão basal, onde se observou que as plantas cultivadas sem B formaram mais mudas do tipo rebento do que as plantas cultivadas com B. Na formação das mudas do tipo rebentão basal, não se observou o efeito da supressão do B. No cultivo da planta-soca e em rebentões basais, cultivados em solução nutritiva sem B, observaram-se sintomas de deficiência de B somente no período reprodutivo. Os sintomas de deficiência de B se caracterizaram por: frutos deformados e menores, com formação de excrescência cortiçosa ou secreção de goma entre os frutilhos, rachaduras entre estes preenchidas com excrescência cortiçosa. As mudas tipo filhote formadas nas plantas-soca apresentaram folhas com falhas na borda e pontas secas.

A maturação do abacaxi

In the present work it was sougth to correlate the coloration of the fruit of Ananas comosus variety Perola with the pulp quality, aiming at the orientation of the fruit grower to the correct time of harvest. Pineapple fruit was chosen in 5 stages of maturation recognized by its external characteristics, principally its color. The fruits of each stage of maturation were analysed, determining the. weight, the percentage of soluble solids, and relation of acid to soluble solids. At the same time a test was made classifying the fruits as acid, regular, good, excellent, and spoiled. A correlation was found between the external coloration of the fruit and the degree of maturation. Concluding from this that the best time to harvest the variety Perola is in the third stage in the regions closest to the market and in the second stage in the regions which are farther away. For the cannery industry the fruit should be harvest in the first stage.

Carboidratos solúveis em frutos: I. romã, manga, banana, jabuticaba, limão, abacaxi, laranja e cabeludinha

Oito tipos de frutos maduros, manga bourbon (Mangifera indica), banana nanicão (Musa cavendish), limão gatego (Citrus aurantifolia), romã (Punica granatum), laranja pera (Citrus sinensis), abacaxi amarelo (Ananas comosus), jabuticaba (Myrciaria cantiflora) e cabeludinha (Eugenia tomentosa) foram analisados quanto aos teores de carboidratos solúveis totais, glicose, frutose e sacarose. Nos diversos frutos estudados, aproximadamente 80% dos carboidratos solúveis totais foram constituídos por glicose, frutose e sacarose. A sacarose foi o açúcar predominante nos seguintes frutos: manga, jabuticaba, abacaxi, laranja e banana. O teor mais elevado em carboidratos solúveis totais (20,44% na polpa fresca) foi encontrado para banana.

Desempenho do abacaxizeiro 'Vitória' em resposta à aplicação de ácidos húmicos durante a aclimatação

A aclimatação de mudas de abacaxizeiro propagadas por cultura in vitro é um processo lento. A promoção do crescimento radicular pelo uso de ácidos húmicos pode ser útil durante esse processo. O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do abacaxizeiro 'Vitória' propagado por cultura de tecidos em resposta à aplicação de diferentes doses de ácidos húmicos isolados de vermicomposto e de torta de filtro durante o período de aclimatação em casa de vegetação. Foram avaliadas as características anatômicas da lâmina foliar, o teor de pigmentos fotossintéticos, o crescimento da parte aérea e do sistema radicular, e o conteúdo de nutrientes foliares. Os resultados mostraram incrementos no crescimento e desenvolvimento da parte aérea e do sistema radicular com a aplicação de ácidos húmicos, bem como acúmulo significativo de N, P, K, Ca e Mg e aumento na relação clorofila a/clorofila b. A promoção do crescimento das mudas durante o período de aclimatação, em resposta à aplicação de ácidos húmicos, pode melhorar a adaptação do abacaxizeiro ao ambiente ex vitro.

Sistema de recomendação de fertilizantes e corretivos para a cultura do abacaxi - fertcalc-abacaxi

A demanda nutricional do abacaxizeiro é alta em relação à de outras culturas e depende do cultivar, do peso do fruto, do destino da produção, do sistema e da densidade de plantio, e a variação desses fatores nem sempre está contemplada nas tabelas de adubação. O objetivo deste trabalho foi propor um Sistema de Recomendação de Fertilizantes e Corretivos para a Cultura do Abacaxi (FERTCALC-Abacaxi), elaborado a partir da sistematização e modelagem de informações de literatura e do conhecimento atual sobre adubação e nutrição mineral da cultura. O FERTCALC-Abacaxi baseia-se no método do balanço nutricional e está subdividido em dois subsistemas: o subsistema requerimento, que contempla a demanda pela planta, considerando a eficiência de recuperação dos nutrientes aplicados e uma dose para atender o critério de "sustentabilidade", e o subsistema suprimento, que compreende a oferta de nutrientes pela calagem, pelo solo, pela matéria orgânica e pelos resíduos orgânicos. Simulações realizadas com o FERTCALC-Abacaxi mostraram que o Sistema recomenda maiores doses para o cultivar Pérola em relação ao Smooth Cayenne, para plantios mais adensados e para obtenção de frutos mais pesados. Diferentemente das tabelas, as doses variaram de forma contínua com a produtividade esperada e com o teor de nutrientes no solo, sendo maiores no primeiro em relação ao segundo cultivo. Por contemplar na sua estrutura maior número de fatores envolvidos na resposta da cultura à adubação, a exemplo da produtividade esperada, do cultivar, do peso do fruto, do sistema e da densidade de plantio, e considerar a contribuição dos resíduos orgânicos do cultivo anterior, o FERTCALC-Abacaxi constitui-se numa alternativa mais versátil para recomendar doses de fertilizantes e corretivos para o abacaxizeiro, embora precise ser aperfeiçoado em futuras versões e ter seu desempenho avaliado em condições práticas.

Seleção de bactérias promotoras de crescimento no abacaxizeiro cultivar Vitória durante a aclimatização

A propagação in vitro do abacaxizeiro (Ananas comosus L. Merril) resulta na produção de uma grande quantidade de mudas sadias e homogêneas. Apesar dessas vantagens, a necessidade de um longo período de aclimatização onera essa prática agrícola. A aceleração do crescimento das plantas pela inoculação de bactérias diazotróficas endofíticas e epifíticas pode ser útil para diminuir esse período. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de 20 estirpes de bactérias diazotróficas em sintetizar indol, solubilizar fosfato de Ca e óxido de Zn e atuar antagonicamente ao fungo fitopatogênico Fusarium subglutinans f. sp. ananas, bem como, posteriormente, avaliar o desempenho do abacaxizeiro 'Vitória' propagado por cultura de tecidos em resposta à inoculação bacteriana durante o período de aclimatização em casa de vegetação. Foram medidas as características de crescimento da parte aérea e do sistema radicular e o conteúdo de nutrientes de folhas do abacaxizeiro. Os resultados mostraram diferenças na capacidade das bactérias de sintetizar indol, solubilizar fosfato de Ca e óxido de Zn e atuar antagonicamente ao Fusarium. Foram também constatadas diferenças na capacidade das bactérias em promover o crescimento da parte aérea e do sistema radicular e o acúmulo de N, P, K, Ca e Mg em folhas do abacaxizeiro. A inoculação das bactérias diazotróficas selecionadas pode promover o crescimento das mudas durante o período de aclimatização, melhorando a adaptação do abacaxizeiro ao ambiente ex vitro

Growth promotion of pineapple 'vitória' by humic acids and burkholderia spp. during acclimatization

In vitro propagation of pineapple produces uniform and disease-free plantlets, but requires a long period of acclimatization before transplanting to the field. Quicker adaptation to the ex vitro environment and growth acceleration of pineapple plantlets are prerequisites for the production of a greater amount of vigorous, well-rooted planting material. The combination of humic acids and endophytic bacteria could be a useful technological approach to reduce the critical period of acclimatization. The aim of this study was to evaluate the initial performance of tissue-cultured pineapple variety Vitória in response to application of humic acids isolated from vermicompost and plant growth-promoting bacteria (Burkholderia spp.) during greenhouse acclimatization. The basal leaf axils were treated with humic acids while roots were immersed in bacterial medium. Humic acids and bacteria application improved shoot growth (14 and 102 %, respectively), compared with the control; the effect of the combined treatment was most pronounced (147 %). Likewise, humic acids increased root growth by 50 %, bacteria by 81 % and the combined treatment by 105 %. Inoculation was found to significantly increase the accumulation of N (115 %), P (112 %) and K (69 %) in pineapple leaves. Pineapple growth was influenced by inoculation with Burkholderia spp., and further improved in combination with humic acids, resulting in higher shoot and root biomass as well as nutrient contents (N 132 %, P 131 %, K 80 %) than in uninoculated plantlets. The stability and increased consistency of the host plant response to bacterization in the presence of humic substances indicate a promising biotechnological tool to improve growth and adaptation of pineapple plantlets to the ex vitro environment.

Adubação N-P-K e o desenvolvimento, produtividade e qualidade dos frutos do abacaxi 'gold' (MD-2)

O abacaxi Gold (MD-2) tem atraído interesse no Brasil, visando à exportação. No entanto, há poucas informações científicas no País sobre o manejo nutricional dessa cultivar. O presente trabalho teve por objetivo determinar o efeito da adubação com N, P e K no estado nutricional da planta, no desenvolvimento, na produtividade e na qualidade dos frutos do abacaxi MD-2. Foram avaliados os efeitos de cinco doses de N, cinco de P2O5 e cinco de K 2O sobre as características de crescimento da folha D e do fruto, bem como sobre os teores de N, P e K das folhas D e as características de qualidade do fruto. Concluiu-se que as maiores produtividade e massa de fruto foram obtidas com a aplicação de 650,6 kg ha-1 de N e 735,9 kg ha-1 de K2O, correspondendo a 12,7 e 14,4 g/planta de N e K2O, respectivamente. Nesse caso, a indução floral deve ser recomendada quando a folha D apresentar comprimento > 75,5 cm. Os valores das características de qualidade do fruto diminuíram com a aplicação de N e aumentaram com a adição de P e K, sendo que as doses máximas de 205,8 kg ha-1 de P2O5 e 703,4 kg ha-1 de K2O corresponderam a 4,01 e 13,7 g/planta de N e K2O, respectivamente.

Resposta do abacaxizeiro 'Vitória' a doses de nitrogênio em solos de tabuleiros costeiros da Paraíba

Apesar de importantes, são bastante escassas as informações sobre adubação e nutrição mineral de cultivares de abacaxi resistentes à fusariose. O objetivo deste trabalho foi avaliar a resposta do abacaxizeiro 'Vitória', em termos de nutrição mineral, produção e qualidade, à aplicação de doses crescentes de N, em Espodossolo Humilúvico da região de Tabuleiros Costeiros, Estado da Paraíba. O experimento foi conduzido em delineamento experimental de blocos casualizados, com cinco tratamentos, correspondente às doses de 100, 200, 300, 500 e 600 kg ha-1 de N (ureia aos 60, 180 e 270 dias após o plantio), e três repetições. Avaliaram-se o comprimento, a matéria fresca da folha 'D' e os teores de N, P e K nas porções clorofilada e aclorofilada aos 300 e 420 dap; e peso médio, produtividade, atributos físicos (peso, comprimento e diâmetro mediano de infrutescências; peso e comprimento de coroa) e químicos (pH, sólidos solúveis - SS, acidez titulável - AT e relação SS/AT) de infrutescências na colheita. A elevação da dose de N aumentou linearmente os valores de comprimento e matéria fresca da folha 'D'. O aumento das doses promoveu também elevação dos teores de N e diminuição dos de P e K da porção clorofilada aos 300 dap, sem alterar, entretanto, os teores desses nutrientes aos 420 dap. Na porção aclorofilada, a elevação das doses de N aumentou os teores de K aos 320 dap, mas diminuiu-os aos 420 dap. Os valores de peso de infrutescências e de produtividade aumentaram com a elevação das doses de N, estimando-se valores máximos de 1,0 kg e 37,9 t ha-1, com doses de 409,0 e 439,0 kg ha-1 de N, respectivamente. As doses de N não alteraram os atributos de qualidade das infrutescências, as quais se mostraram compatíveis com as características descritas para a cultivar.

Macronutrient uptake, accumulation and export by the irrigated 'vitória' pineapple plant

The nutritional state of the pineapple plant has a large effect on plant growth, on fruit production, and fruit quality. The aim of this study was to assess the uptake, accumulation, and export of nutrients by the irrigated 'Vitória' pineapple plant during and at the end of its development. A randomized block statistical design with four replications was used. The treatments were defined by different times of plant collection: at 270, 330, 390, 450, 510, 570, 690, 750, and 810 days after planting (DAP). The collected plants were separated into the following components: leaves, stem, roots, fruit, and slips for determination of fresh and dry matter weight at 65 ºC. After drying, the plant components were ground for characterization of the composition and content of nutrients taken up and exported by the pineapple plant. The results were subjected to analysis of variance, and non-linear regression models were fitted for the significant differences identified by the F test (p<0.01). The leaves and the stem were the plant components that showed the greatest accumulation of nutrients. For production of 72 t ha-1 of fruit, the macronutrient accumulation in the 'Vitória' pineapple exhibited the following decreasing order: K > N > S > Ca > Mg > P, which corresponded to 898, 452, 134, 129, 126, and 107 kg ha-1, respectively, of total accumulation. The export of macronutrients by the pineapple fruit was in the following decreasing order: K > N > S > Ca > P > Mg, which was equivalent to 18, 17, 11, 8, 8, and 5 %, respectively, of the total accumulated by the pineapple. The 'Vitória' pineapple plant exported 78 kg ha-1 of N, 8 kg ha-1 of P, 164 kg ha-1 of K, 14 kg ha-1 of S, 10 kg ha-1 of Ca, and 6 kg ha-1 of Mg by the fruit. The nutrient content exported by the fruits represent important components of nutrient extraction from the soil, which need to be restored, while the nutrients contained in the leaves, stems and roots can be incorporated in the soil within a program of recycling of crop residues.

Uso da vinhaça no abacaxizeiro em solo de baixo potencial de produção

O trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a vinhaça como fonte de K para o abacaxizeiro (Ananas Comosus L.), em substituição ao KCl, e seus efeitos sobre as características químicas do solo. O experimento foi instalado em um LV, textura argilosa, utilizando a cv. Smooth Cayenne. Os tratamentos constaram de quatro doses de vinhaça (0 - 100 - 200 - 400 m³/ha), mais um tratamento adicional: 12 g/planta K2O (KCl). O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com três repetições. Verificou-se efeito significativo da vinhaça e do KCl sobre a produção. Com 400 m³/ha de vinhaça e 20,5 g/planta de KCl , os rendimentos tiveram um acréscimo de 70% e 73%, respectivamente, em relação à testemunha. O fornecimento de K elevou a porcentagem de acidez titulável total e sólidos solúveis totais nos frutos, porém não houve diferença significativa entre as fontes. Os teores foliares de K foram aumentados significativamente pela aplicação de vinhaça e de KCl, e os teores de Mg decresceram. A aplicação de vinhaça contribuiu para aumento, no solo, dos teores dos cátions K, Ca, Mg e para a lixiviação de K. Vinhaça e KCl elevaram a níveis adequados, para cultura, a porcentagem de K na soma de bases.