Leaf anatomy micromorphometry plasticity and histochemistry of Azadirachta indica during acclimatization

• Published in: Rodriguésia 2020, Vol.71
• Main Authors: Rodrigues, Marcelo, Rocha, Diego Ismael, Mendonça, Ane Marcela das Chagas, Silva, Luzimar Campos da, Festucci-Buselli, Reginaldo Alves, Otoni, Wagner Campos
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: idioblasts; leaf structure; neem; tannins; terpenoids
• ISSN: 0370-6583; 2175-7860
• DOI: 10.1590/2175-7860202071019

Abstract Environmental conditions of grow can modify leaf structure and metabolite production. Neem plants produce a high amount of medicinal metabolites and contain biopesticide terpenoids with low toxicity. However, the high genetic variation and the low material quality, besides the environmental modifications warn to the need of biotechnological techniques to ensure the production of high quality metabolites. The aim was to investigate leaf structural and histochemical characteristics of Azadirachta indica grown in vitro, in vivo and acclimatized condition. It was found anatomical differences among the environments, with higher leaf thickness associated to in vivo conditions, as well as were more evenly distributed stomata. Those modifications did not qualitatively affect the production of medicinal metabolites and biopesticides. Terpenes and tannins were observed in specialized cells called idioblasts, located in the mesophyll and in the midrib region, respectively. Thus, in a qualitative approach, we can affirm that the different environments do not modify metabolites production. Increased production of these bioactive compounds could be achieved by isolation and in vitro culture of idioblasts as a new source of research in plant biotechnology. Resumo Condições ambientais de crescimento podem modificar a estrutura foliar e a produção de metabólitos. Plantas de nim produzem uma quantidade elevada de metabólitos medicinais e contém terpenóides biopesticidas com baixa toxicidade. Entretanto, a alta variação genética e a baixa qualidade do material, além das modificações do ambiente alertam para a necessidade de técnicas de biotecnologia para certificar a produção de metabólitos de elevada qualidade. O objetivo foi investigar a estrutura foliar e características histoquímicas de Azadirachta indica cultivadas in vitro, in vivo e em condições de aclimatização. Foram encontradas diferenças anatômicas entre os ambientes, com maior espessura foliar e estômatos mais uniformemente distribuídos associados a condições in vivo. Essas modificações não afetaram a produção de metabólitos e biopesticidas. Terpenos e taninos foram sintetizados em células especializadas chamadas de idioblastos, localizadas no mesofilo e na região da nervura central, respectivamente. Assim, em uma abordagem qualitativa, pode-se afirmar que os diferentes ambientes não modificaram a produção de metabólitos. O aumento da produção destes compostos poderia ser relizada por meio do isolamento