Analysis of exogenous auxin and cytokinin action in overcoming root restriction in green and variegated Ficus Benjamina

Abstract

Greenand variegated Benjamin fig (Ficus benjamina) often suffer from rootrestriction when grown in pots. While exogenous cytokinin applications haveproven effective in reversing this stress, the possibility that exogenousauxins, either alone or in combination with cytokinin, may also be helpful hasreceived little attention. In this work, we analyse the response of green andvariegated Ficus benjamina rooted cuttings growing in small pots to exogenoussupply of auxin and cytokinin at different concentrations, either in single orcombined applications. Our results show that both benzyl aminopurine (BAP) andindole acetic acid (IAA), at the highest concentration tested (100 mg L-1 )increased leaf development and plant biomass accumulation in green andvariegated Ficus genotypes. However, exogenous IAA and BAP appeared to elicitdifferential plant morpho-physiological responses. While BAP tended to enhanceleaf appearance more than IAA did, the latter promoted leaf expansion in asteadier manner than BAP, thus resulting in plants with less, but larger,leaves than those treated with cytokinin. Despite these differences in plantarchitecture, regression analysis suggests that hormonal-induced growthpromotion was solely attributable to enhanced carbon assimilation. Ratherunexpectedly, IAA promoted net assimilation and photosynthesis rates at leastas effectively as cytokinin. Possible mechanisms involved in growth anddevelopment promotion by exogenous application of both hormones are discussed. Auxintreatment may help overcome root restriction in Ficus as effectively ascytokinin in terms of growth promotion, although differences in plantarchitecture may arise as compared with plants sprayed with the latter hormone.

Ficus Benjamina (Ficus benjamina) verde e variegado geralmente sofre de restrição no crescimento das raízes quando cultivado em vasos. Embora as aplicações de citocinina exógena tenham se mostrado eficazes na reversão desse estresse, a possibilidade de que auxinas exógenas, sozinhas ou em combinação com citocinina, também possam ser benéficas tem recebido pouca atenção. Neste trabalho, foi analisada a resposta de estacas enraizadas de Ficus benjamina verdes e variegadas cultivadas em pequenos vasos, em relação ao fornecimento exógeno de auxina e citocinina em diferentes concentrações, em aplicações únicas ou combinadas. Nossos resultados mostram que tanto a benzilaminopurina (BAP) quanto o ácido indol-acético (IAA), na maior concentração testada (100 mg L-1), aumentaram o desenvolvimento foliar e o acúmulo de biomassa vegetal nos genótipos de Ficus verde e variegado. No entanto, AIA e BAP exógenos parecem provocar respostas morfofisiológicas diferenciadas nas plantas. O uso de BAP teve a tendência de melhorar a aparência das folhas mais do que AIA, sendo que este promoveu a expansão foliar de maneira mais estável do que o BAP, resultando em plantas com menos folhas, porém maiores, do que as tratadas com citocinina. Apesar dessas diferenças na arquitetura da planta, a análise de regressão sugere que a promoção do crescimento induzida por hormônios foi atribuída exclusivamente ao aumento da assimilação de carbono. De forma bastante inesperada, o AIA promoveu assimilação líquida e taxas de fotossíntese pelo menos tão efetivamente quanto a citocinina. Possíveis mecanismos envolvidos na promoção do crescimento e desenvolvimento pela aplicação exógena de ambos os hormônios são discutidos. O tratamento com auxina pode ajudar a superar a restrição radicular em Ficus de forma tão eficaz quanto a citocinina em termos de promoção de crescimento, embora possam surgir diferenças na arquitetura da planta em comparação com plantas pulverizadas com o último hormônio.