Preculture sugarcane tissue in sucrose-supplemented culture medium to induce desiccation tolerance

• Published in: Crop breeding and applied biotechnology 2011-12, Vol.11 (4), p.320-329
• Main Authors: Melo, Cristiane Gamarano, Barbosa, Márcio Henrique Pereira, Motoike, Sérgio Yoshimitsu, Sabino, Marcone Vieira, Ventrella, Marília Contin, Peternelli, Luiz Alexandre, Oliveira, Márcio Antônio Rocha
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: AGRONOMY; BIOTECHNOLOGY & APPLIED MICROBIOLOGY; Desiccation; Drying; electrolytic leakage; shoot tips; Sucrose; Sugar; Sugarcane; Tissue culture
• ISSN: 1984-7033; 1518-7853; 1984-7033
• DOI: 10.1590/S1984-70332011000400005

Cryopreservation is a promising technique for long term conservation of sugarcane's genetic resources which could be used in breeding programs. Preculture is a key step for success this technique. The purpose of this study was to evaluate the effect of sucrose concentrations and preculture period on dessication tolerance of sugarcane tissue dehydrated to 30, 20 and 10 % moisture. Sugarcane shoot tips were encapsulated in sodium alginate and precultured in a liquid culture medium with 0.3, 0.5, and 0.75 M sucrose. Preculturing in 0.3 M sucrose was ideal to induce desiccation tolerance in tissue. This sucrose concentration reduced the percentage of electrolytic leakage. Shoot tips were sensitive to a sucrose concentration of 0.75 M, resulting in low survival rates after desiccation. Preculturing in 0.5 M sucrose resulted in a higher survival rate after drying for 5.7 and 7.45 h. The percentage of electrolytic leakage was high when shoot tips were desiccated after preculturing in 0.5 and 0.75 M sucrose. A criopreservação é uma técnica promissora para a conservação em longo prazo dos recursos genéticos da cana-de-açúcar que poderão ser utilizados nos programas de melhoramento. O pré-cultivo é uma etapa chave para se obter sucesso nesta técnica. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de concentrações de sacarose e tempo de pré-cultivo na resistência dos tecidos de cana-de-açúcar quando desidratados para 30, 20 e 10 % de umidade. Ápices caulinares de cana-de-açúcar foram encapsulados em alginato de sódio e pré-cultivados em meio de cultura líquido contendo 0,3, 0,5 e 0,75 M de sacarose. O pré-cultivo em 0,3 M de sacarose foi ideal para induzir a tolerância dos tecidos à secagem. Esta concentração resultou em baixa porcentagem de vazamento eletrolítico. Os ápices foram sensíveis à concentração de 0,75 M de sacarose resultando em baixo índice de sobrevivência dos explantes quando submetidos ou não à secagem. O pré-cultivo em 0,5 M de sacarose resultou em maior índice de sobrevivência dos ápices quando expostos à secagem por 5.7 e 7.45 horas. O pré-cultivo ou não em 0,5 e 0,75 M de sacarose resultou em alta porcentagem de vazamento eletrolítico dos ápices expostos à secagem.