Long-term maintenance of in vitro cultures affects growth and secondary metabolism of St. John's Wort

Abstract

Hypericum perforatum is a traditional medicinal plant with wound healing and antidepressant properties. Efficiency of micropropagation is often related to the long term maintenance of tissues in culture, which may alter the secondary metabolism of plants. The objective of this study was to evaluate growth and secondary metabolism of in vitro shoots of H. perforatum on short and long term maintenance of cultures (30 and 100 days). The effect of BA and NAA supplementation was evaluated during 30 days of culture. Adventitious shoots were cultivated on MS medium supplemented with 4.4mM BA alone or in combination with 0.05mM NAA for 30 days. A hormone-free medium was used as control. Shoots cultivated for 100 days were maintained in presence of 4.4mM BA. Biomass, multiplication of shoots, contents of phenolic compounds, flavonoids and hypericin were evaluated. No difference between BA and BA+NAA was observed on growth, multiplication of shoots and levels of flavonoids at the end of 30 days of culture. Production of phenolic compounds was promoted by addition of BA+NAA to the medium, whereas hypericin was increased by the presence of BA. The time of culture (30 and 100 days) affected all the parameters analyzed, except the levels of flavonoids in the short term experiment.Hypericum perforatum é uma planta medicinal que apresenta propriedades cicatrizante e antidepressiva. Frequentemente, a eficiência da micropropagação está relacionada à manutenção dos tecidos em cultura por longos períodos, o que pode alterar o metabolismo secundário das plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar o crescimento e o metabolismo secundário de brotações adventícias de H. perforatum mantidas por diferentes tempos de cultivo (30 e 100 dias). O efeito da adição de BA e ANA foi avaliado no período de 30 dias. As brotações foram cultivadas em meio MS suplementado com 4,4mM BA como único regulador ou em combinação com 0,05mM ANA, por 30 dias. Um meio de cultivo sem adição de reguladores foi utilizado como controle. As brotações cultivadas por 100 dias foram mantidas em presença de 4,4mM BA. A biomassa, a multiplicação dos brotos, as concentrações de compostos fenólicos, flavonoides e hipericina foram os parâmetros avaliados. Nenhuma diferença entre a adição de BA ou BA+ANA foi observada quanto ao crescimento, ao número de brotos e aos níveis de flavonoides ao final de 30 dias de cultivo. Diferenças neste período foram detectadas nos níveis de compostos fenólicos e de hipericina quando os brotos foram cultivados em presença de BA+NAA e de BA, respectivamente. O tempo de cultivo (30 e 100 dias) afetou todos os parâmetros avaliados, com exceção dos níveis de flavonoides no período de 30 dias.