Propagation and preservation ex situ of Melocactus sergipensis (Cactaceae), endemic and critically threatened extinction species

The Cactaceae family is monophyletic, botanically distributed in 127 genera, approximately 1500 species and subdivided into four subfamilies: Maihuenoideae, Pereskeoideae, Opuntioideae and Cactoideae. Typical of the American continent and occur in climate, soil and diverse ecosystems. The genus Melocactus, known as head-of-monkey, is composed of 38 species, distributed from Central America, the Caribbean, Andes, Amazonia, Roraima, Espirito Santos, Minas Gerais, Rio de Janeiro and Northeast Brazil. The Caatinga biome presents the highest population density of this genus, a feature that makes Brazil the world center of diversity. The Melocactus sergipensis discovered in 2014 in the state of Sergipe is currently the only endemic species of Cactaceae in the state and is critically endangered (CR). The objective of this research was to establish a protocol for seed germination, micropropagation, acclimatization and ex situ conservation of M. sergipensis. Seed germination experiments were performed in a completely randomized design (DIC), with three treatments (control, seeds soaked for six hours and seeds soaked for six hours in water solution + 2 mg L -1 of gibberellin), 25 replicates with two seeds per experimental unit in vitro, already in greenhouse the experiment was composed of five replicates with 10 seeds per experimental unit. Four treatments were used (Caatinga soil, Franco siltoso soil, vegetal soil, washed sand + 1:1 vegetal soil), five replications, with five plants per experimental unit. The evaluated variables were percentage of germination, germination speed index, survival percentage, stem height, stem diameter, fresh matter weight and radicle length. Already, the micropropagation experiment was installed in a completely randomized design, composed of four treatments, 10 replicates and the experimental unit was composed by one explant. The nutrient medium was ½ MS supplemented with 30 g L-1 of sucrose and 7 g L-1 of agar and concentrations of phormons: BAP (0,0; 1,5; 3,0 and 6,0 mg L-1), ANA (0,0; 1,5; 3,0 and 6,0 mg L-1) and combining BAP/ ANA (0,0; 1,0/0,5; 2,0/1,0 and 4,0/2,0 mg L-1). The data were submitted to analysis of variance and the means were compared by the Tukey test, 5% of significance. Soaking for six hours with and without gibberellin at 2 mg L-1 significantly increased in vitro germination. In greenhouse did not differentiate significantly and presented germination above 80% in all treatments. In the acclimatization phase of the plants obtained through seed germination, the survival index varied from 88% (vegetal soil + sand washed 1:1) to 100% (Caatinga soil), the soil substrate Franco siltoso in general presented the best results. Balanced supplementation of BAP/ANA in the nutrient medium at the ratio of 1,0/0,5 mg L-1 provided a higher number of budding during the multiplication phase. In the acclimatization of M. sergipensis shoots obtained in the micropropagation 70% of the post-transplant shoots survived for the substrate. Field conservation presented a survival rate of only 20%. A família Cactaceae é monofilética, botanicamente distribuída em 127 gêneros, aproximadamente 1500 espécies e subdividida em quatro Subfamílias: Maihuenoideae, Pereskeoideae, Opuntioideae e Cactoideae. Típicas do continente americano e ocorrem em clima, solo e ecossistemas diversos. O gênero Melocactus conhecido por cabeça-de-frade é composto por 38 espécies, distribuição desde a América Central, Caribe, Andes, Amazônia, Roraima, Espirito Santos, Minas Gerais, Rio de Janeiro e Nordeste do Brasil. O bioma de Caatinga apresenta a maior densidade populacional deste gênero, particularidade que faz do Brasil o centro mundial de diversidade. O Melocactus sergipensis descoberto em 2014 no estado de Sergipe é atualmente a única espécie de Cactaceae endêmica do estado e encontra-se criticamente ameaçada de extinção (CR). O objetivo desta pesquisa foi estabelecer um protocolo para germinação de sementes, micropropagação, aclimatização e conservação ex situ de M. sergipensis. Os experimentos de germinação de sementes foram instalados em Delineamento Inteiramente Casualizado (DIC), com três tratamento (controle, sementes embebidas por seis horas e sementes embebidas por seis horas em solução de água + 2 mg L-1 de giberelina), 25 repetições com duas sementes por unidade experimental in vitro, já em casa de vegetação o experimento foi composto por cinco repetições com 10 sementes por unidade experimental. Na aclimatização foram utilizados quatro tratamentos (solo de Caatinga; solo Franco siltoso; terra vegetal; areia lavada + terra vegetal na proporção 1:1), cinco repetições, com cinco plantas por unidade experimental. As variáveis avaliadas foram porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, percentual de sobrevivência, altura do caule, diâmetro do caule, peso da matéria fresca e comprimento da radícula. Já, o experimento de micropropagação foi instalado em Delineamento Inteiramente Casualizado, composto por quatro tratamentos, 10 repetições e a unidade experimental foi composta por um explante. O meio nutritivo foi ½ MS suplementado com 30 g L-1 de sacarose e 7 g L-1 de ágar e concentrações de fitormônios: BAP (0,0; 1,5; 3,0 e 6,0 mg L-1), ANA (0,0; 1,5; 3,0 e 6,0 mg L- 1) e combinando BAP/ANA (0,0; 1,0/0,5; 2,0/1,0 e 4,0/2,0 mg L-1). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey, 5% de significância. A embebição por seis horas com e sem giberelina a 2 mg L-1 incrementou significativamente a germinação in vitro. Em casa de vegetação não diferenciou significativamente e apresentou germinação acima de 80% em todos os tratamentos. Na fase de aclimatização, plantas obtidas através da germinação de sementes, o índice de sobrevivência variou de 88% (terra vegetal + areia lavada 1:1) para 100% (solo de Caatinga), o substrato solo Franco siltoso no geral apresentou as maiores médias. A suplementação balanceada de BAP/ANA no meio de nutritivo na proporção de 1,0/0,5 mg L-1 proporcionou maior número de brotação durante a fase de multiplicação. Na aclimatização de brotos de M. sergipensis obtidos na micropropagação sobreviveram 70% dos brotos pós-transplantação para o substrato. A conservação em campo apresentou índice de sobrevivência de apenas 20%. São Cristóvão, SE