Biotecnología Vegetal

Regeneración de plantas de Lavandula angustifolia L. a partir de callos formados de explantes de hojas in vitro como estrategia de conservación

ABSTRACT Lavandula angustifolia L. is an aromatic and medicinal herb with multiple industrial applications. Nevertheless, the over exploitation of wild plantation attempts against to its conservation as natural resource. The aim of this paper was to regenerate plants of L. angustifolia from in vitro leaf explants by indirect organogenesis as conservation strategy. Leaves sections from in vitro plants were cultured in MS with 6-Bencylamino purine (BAP) combined with Naphthaleneacetic acid (NAA) or 2,4-Diclophenoxic acetic acid (2,4-D) to induce callus formation. The callus growth was categorized into three types according to the explant area covered by callus and the fresh and dry weigh (mg) per callus were determined. Then, callus were subcultured on MS with BAP and Kinetin combined with NAA or 2,4-D for shoots regeneration. Shoots were cultured in MS with BAP 8.88 µM, indole butyric acid (IBA) 4.92 µM and 2.68µM NAA for rooting. Plantlets were acclimatized and after 50 days of hardening the plants were transferred to the soil. Explants in all treatments formed calli. The higher percentage of callus formation with abundant growth was achieved in MS with 8.88 µM BAP + 5.36 µM NAA (92%). In MS with 4.44 µM BAP + 4.64 µM Kn+ 2.68 µM NAA, 93% of calli regenerating shoots and25-30 multiple shoots were obtained after 63 days of subculture. Shoots developed roots and plants were successfully acclimatized with 93 percentage of surviving. In vitro leaf of L. angustifolia is a suitable explant for plants regeneration.

RESUMEN Lavandula angustifolia L. es una hierba aromática y medicinal con múltiples aplicaciones industriales. Sin embargo, la sobreexplotación de las plantaciones silvestres atenta contra su conservación como recurso natural. El objetivo de este trabajo fue regenerar plantas de L. angustifolia a partir de explantes foliares in vitro mediante organogénesis indirecta como estrategia de conservación. Se cultivaron secciones de hojas de plantas in vitro en MS con 6-bencilamino purina (BAP) combinada con ácido naftalen acético (ANA) o ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) para inducir la formación de callos. El crecimiento de los callos se clasificó en tres tipos de acuerdo con el área de explante cubierta por el callo y se determinó la masa fresca y seca (mg) por callo. Luego, se subcultivaron los callos en MS con BAP y Kinetina (Kn) combinados con ANA o 2,4-D para la regeneración de los brotes. Los brotes se cultivaron en MS con 8.88 µM de BAP, 4.92 µM de ácido indol butírico (AIB) y 2.68 µM de ANA para su enraizamiento. Las plántulas se aclimatizaron y después de 50 días de endurecimiento se transfirieron a suelo. Los explantes en todos los tratamientos formaron callos. El mayor porcentaje de formación de callos con crecimiento abundante se logró en MS con 8.88 µM de BAP + 5.36 µM de ANA (92%). En MS con 4.44 µM de BAP + 4.64 µM de Kn + 2.68 µM de ANA, el 93% de los callos regeneraron brotes y se obtuvieron de 25-30 brotes múltiples después de 63 días de subcultivo. Los brotes desarrollaron raíces y las plantas se aclimatizaron con éxito con un alto porcentaje de supervivencia 93% La hoja in vitro de L. angustifolia es un explante adecuado para la regeneración de plantas.

Respuesta agronómica de plantas de banano cultivar ‘FHIA-17’ (Musa AAAA) obtenidas por cultivo de tejidos y por propagación agámica

RESUMEN La producción de banano (Musa spp.) se ha incrementado a nivel mundial y demanda de muchos insumos, por lo que se requiere introducir cultivares productivos y tolerantes a enfermedades. Se realizó una investigación con el objetivo evaluar la respuesta agronómica de plantas de banano ‘FHIA-17’ (Musa AAAA) obtenidas por cultivo de tejidos y por propagación agámica. Se evaluaron en campo en condiciones de producción plantas de ‘FHIA-17’ provenientes de micropropagación y propagación agámica. Se incluyeron como referencia plantas del cv. ‘Grande naine’ (Musa AAA) obtenidas por micropropagación. Se compararon los materiales vegetales en cuanto a la duración del ciclo de cultivo plantación-floración y plantación-cosecha. A la floración se evaluó la altura de la planta (cm), circunferencia del pseudotallo (cm), número de hojas totales y funcionales y respuesta a la Sigatoka negra. Como indicadores del rendimiento se determinó el peso neto del racimo, número de manos y frutos por racimo. Las plantas de ‘FHIA-17’ mostraron las características fenotípicas de acuerdo con los descriptores del cultivar y las micropropagadas fueron superiores a las procedentes de propagación agámica en todos los indicadores evaluados, excepto en el número de hojas que fue similar. Tanto las plantas procedentes de micropropagación como las de propagación agámica tuvieron una respuesta superior con respecto al cultivar ‘Grande naine’ y podría ser una alternativa para la producción de banano en Cuba.

ABSTRACT The production of bananas (Musa spp.) has increased worldwide and demand for many inputs, so it is necessary to introduce productive and disease-tolerant cultivars. An investigation was carried out with the objective of evaluating the agronomic response of banana plants cultivar 'FHIA-17' (Musa AAAA) obtained by tissue culture and agamic propagation. 'FHIA-17' plants from micropropagation and agamic propagation were evaluated in the field under production conditions. Plants of cv. 'Grande naine' (Musa AAA) obtained by micropropagation were use as reference. Plant materials were compared in terms of the duration of the planting-flowering and planting-harvest cycle. At flowering, plant height (cm), pseudostem circumference (cm), number of total and functional leaves, and response to black Sigatoka were evaluated. As yield indicators, the net weight of the bunch, number of hands and fruits per bunch were determined. The 'FHIA-17' plants showed the phenotypic characteristics according to the descriptors of the cultivar and the micropropagated plants were superior to those from agamic propagation in all the indicators evaluated, except in the number of leaves, which was similar. Both the plants from micropropagation and those from agamic propagation had a superior response compared to the cultivar 'Grande naine' and could be an alternative for banana production in Cuba.

Propagación in vitro de Peperomia albovittata y Peperomia galioides por organogénesis

ABSTRACT Peperomia albovittata and P. galioides are two herbaceous species, belonging to the Piperaceae family, collected in the Andean district of Kañaris (1128 to 1550 m above sea level), in Lambayeque region, Perú. These species are recalcitrant to propagation by conventional vegetative methods, whereby the present study aims to in vitro propagate of Peperomia albovittata and P. galioides through by organogenesis. Single nodes with axillar buds, stem segments (internodes), leaves and petioles were cultured on gellified basal culture medium and was added IAA-GA3, NAA-GA3 and NAA-BAP at different concentrations. Only in the NAA-GA3 combination clonal propagation from nodal segments and direct organogenesis in internodes were observed. Callus induction and proliferation was observed in some interactions of NAA-BAP, although all explants from leaves turned dark brown and died. On the other hand, shoot regeneration was observed only in P. galioides. Both species, especially P. albovittata, showed a high degree of recalcitrance to the induction of in vitro morphogenic processes.

RESUMEN Peperomia albovittata and P. galioides son dos especies herbáceas, pertenecientes a la familia Piperaceae, colectadas en el distrito andino de Kañaris (1128 a 1150 msnm, en la región Lambayeque, Perú. Estas especies son recalcitrantes a la propagación por métodos vegetativos convencionales, por lo que el objetivo de este trabajo de investigación fue propagar Peperomia albovittata y P. galioides, mediante organogénesis. Nudos con yemas axilares, segmentos de tallos (entrenudos), hojas y peciolos fueron cultivados en medio de cultivo semisólido y complementado con diferentes concentraciones de AIA-AG3, ANA-AG3 y ANA-AG3 y ANA-BAP. Solamente en la combinación ANA-AG3, fue observada la propagación clonal, a partir de segmentos nodales, y la organogénesis directa en entrenudos. La inducción y proliferación de callos fue observada en algunas interacciones de ANA-BAP, aunque todos los explantes de hojas tomaban un color marrón oscuro y morían. Por otro lado, la regeneración de brotes fue observada solamente en P. galioides. Ambas especies, especialmente P. albovittata, mostraron un alto grado de recalcitrancia a la inducción de procesos morfogénicos in vitro.

Influencia del sistema radical de plantas de Coffea arabica L. cv. Caturra rojo J-884, obtenidas por embriogénesis somática, durante la fase de conversión

RESUMEN El manejo del sistema radical de las plantas obtenidas por embriogénesis somática aumenta la eficiencia de su adaptación en condiciones de vivero. Este trabajo tuvo como objetivo determinar la influencia de las características del sistema radical de plantas de cafeto obtenidas por embriogénesis somática en la supervivencia y adaptación ex vitro de las plantas en vivero. Se utilizaron plantas de Coffea arabica L. cv. Caturra rojo J-884. Se conformaron dos tratamientos de manejo: plantas con poda total de la raíz y plantas con poda parcial de la raíz a una longitud de 1.5 cm. A los 180 días de cultivo se evaluaron diferentes variables morfo-fisiológicas. Se encontró que la presencia o no del sistema radical influyó en el desarrollo morfológico de plantas durante la fase de conversión en vivero. La supervivencia fue mayor en las plantas con poda parcial de sus raíces (91.8%) con respecto a las plantas con una poda total del sistema radical (76.8%). De igual forma, los valores en las variables morfológicas y fisiológicas evaluadas fueron mayores significativamente. Este manejo permite que no se desechen plantas obtenidas durante la fase de germinación que presenten alguna deformación provocada por el efecto físico del frasco de cultivo.

ABSTRACT The management of the root system of the plants obtained by somatic embryogenesis increases the efficiency of their adaptation under nursery conditions. This work aimed to determine the influence of the characteristics of the root system of coffee plants obtained by somatic embryogenesis on the survival and ex vitro adaptation of plants in the nursery. Plants of Coffea arabica L. cv. Caturra Rojo J-884 were used. Two management treatments were established: plants with total root pruning and plants with partial root pruning to a length of 1.5 cm. At 180 days of culture, different morpho-physiological variables were evaluated. It was found that the presence or not of the root system influenced the morphological development of plants during the conversion phase in the nursery. Survival was higher in plants with partial pruning of their roots (91.8%) compared to plants with a total pruning of the root system (76.8%). Similarly, the values in the morphological and physiological variables evaluated were significantly higher. This management allows that plants obtained during the germination phase that show some deformation caused by the physical effect of the culture bottle are not discarded.

Caracterización química y bioactividad de metabolitos secundarios del tallo de Melochia villosa (Sterculiaceae)

RESUMEN Melochia villosa (Mill.) Fawc. & Rendle es una de las especies pertenecientes a la familia Sterculiaceae que fitoquímicamente ha sido muy poco estudiada. El objetivo de la investigación fue identificar metabolitos secundarios presentes en el tallo de M. villosa con propiedades de aplicación como posibles fármacos y contribuir con la quimiotaxonomía de la especie. Para la elucidación estructural se utilizaron técnicas como la espectroscopia infrarroja, resonancia magnética nuclear, y cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas. En el fraccionamiento cromatográfico del extracto alcohólico se obtuvieron nueve fracciones, de las cuales se realizaron ensayos con las fracciones 3, 5, 8 y 9. Las fracciones 3 y 9 mostraron actividad antifúngica contra Fusarium vercillioides y F. poae. Las fracciones 5 y 8 produjeron letalidad en nauplios de Artemia salina. Del fraccionamiento del extracto etéreo se obtuvieron ocho fracciones, en su mayoría con presencia de esteroles insaturados, donde las fracciones II, VII y VIII con actividad letal. Se evidenció la presencia del grupo carbonilo y el enlace éster, así como el éster diisoctilico del ácido 1,2-bencenodicarboxílico. También se observó la presencia del ácido hexadecanoico, éster mono (2-etilhexílico) del ácido 1,2-bencenodicarboxílico, éster undecílico del ácido undecanoico, así como colestan-3-ona y la spinasterona, ambos compuestos derivados de esteroles insaturados.

ABSTRACT Melochia villosa (Mill.) Fawc. & Rendle is one of the species belonging to the Sterculiaceae family that has been little studied phytochemically. The objective of the research was to perform phytochemical analysis and characterization of the alcoholic and ethereal extracts of the stem of this species, in order to identify secondary metabolites present in this botanical part with properties of application as possible drugs, as well as contributing to the chemotaxonomy of the species. For structural elucidation, techniques such as infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance, and gas chromatography coupled to mass spectrometry were used. In the chromatographic fractionation of the alcoholic extract, nine fractions were obtained, of which only fractions 3, 5, 8 and 9 could be tested, with antifungal activity against Fusarium vercillioides, and F. poae for fractions 3 and 9 respectively. Fractions 5 and 8 produced lethality on nauplios of Artemia salina. Eight fractions were obtained from the fractionation of the ethereal extract, mostly with the presence of unsaturated sterols, where fractions II, VII and VIII lethal activity. The presence of the carbonyl group and the ester bond was evidenced, as well as the diisoctylic ester of 1,2-benzenedicarboxylic acid. The presence of hexadecanoic acid, mono-(2-ethylhexyl) ester of 1,2-benzenedicarboxylic acid, undecyl ester of undecanoic acid, as well as cholestan-3-one and spinasterone, both compounds derived from unsaturated sterols, were also observed.

Protocolo para la macropropagación de Kalanchoe blossfeldiana Poelln

RESUMEN Dentro del género Kalanchoe Adans, la especie K. blossfeldiana Poelln es la más popular por la belleza de su floración. Esta constituye una de las plantas ornamentales de macetas más conocidas en el mundo y ocupa una de las tasas de venta más alta en subastas holandesas. La propagación en esta especie se realiza a través de vías tradicionales (semillas y esquejes) y cultivo de tejidos. En la macropropagación por esquejes se recomienda utilizar esquejes apicales. No obstante, para satisfacer la alta demanda de esta planta en el mercado se hace necesario un sistema de macropropagación que permita utilizar varios tipos de esquejes al unísono para así incrementar el número de explantes a utilizar en cada ciclo de propagación. En el presente trabajo se desarrolló un protocolo para la macropropagación de esta especie a partir de esquejes.

ABSTRACT Within the genus Kalanchoe Adans, the K. blossfeldiana Poelln species is the most popular for the beauty of its flowering. This constitutes one of the best known ornamental pot plants in the world, occupying one of the highest sales rates in Dutch auctions. Propagation in this species is carried out through traditional routes (seeds and cuttings) and tissue culture. In cut macropropagation it is recommended to use apical cuttings. However, to satisfy the high demand for this plant on the market, a macropropagation system is necessary that allows the use of various types of cuttings in unison in order to increase the number of explants to be used in each propagation cycle. In the present work, a protocol for the macropropagation of this species was developed from cuttings.

Callogénesis in vitro para la inducción de embriogénesis somática y producción de antioxidantes en Eugenia uniflora

ABSTRACT Eugenia uniflora is an American tree species with ecological, agronomical and medicinal importance. However, just few studies have focused on the in vitro propagation and production of secondary metabolites. This study investigated the explant sources and culture conditions for the in vitro callogenesis in E. uniflora towards induction of somatic embryogenesis and production of antioxidant compounds. Nodal segments, leaf sections and root segments from in vitro germinated seeds were used as explants and eight different combinations of auxins (2,4-D or NAA) and cytokinins (BAP or TDZ) were tested for the callus induction. The best callogenic response was observed in nodal segments, followed by leaf sections. Root segments presented comparatively poorer callogenic performance. Calli from nodal segments cultivated in MS medium with NAA (10 µM) + TDZ (5 µM) originated putative pro-embryogenic structures, while the culture in liquid medium using MS supplemented with NAA (10 µM) + TDZ (5 µM) revealed significantly higher content of phenols and flavonoids, as well as higher reducing capacity than the tested treatments and the control (fresh leaves). In summary, the calli obtained from nodal segments revealed competence for somatic embryogenesis induction and development as well as the production of secondary metabolites with pharmaceutical potential.

RESUMEN Eugenia uniflora es una especie arbórea americana de importancia ecológica, agronómica y medicinal. Sin embargo, pocos estudios se han centrado en la propagación y producción in vitro de metabolitos secundarios. Este estudio investigó las fuentes de explantes y las condiciones de cultivo para la callogénesis in vitro en E. uniflora para la inducción de embriogénesis somática y la producción de compuestos antioxidantes. Se utilizaron segmentos nodales, secciones de hojas y segmentos de raíz de semillas germinadas in vitro como explantes y se probaron ocho combinaciones diferentes de auxinas (2,4-D o ANA) y citoquininas (BAP o TDZ) para la formación de callos. La mejor respuesta callogénica se observó en segmentos nodales, seguidos de secciones foliares. Los segmentos de raíz presentaron un rendimiento callogénico comparativamente menor. Los callos de segmentos nodales cultivados en medio de cultivo MS con NAA (10 µM) + TDZ (5 µM) originaron estructuras proembriogénicas putativas, mientras que el cultivo en MS medio líquido con ANA (10 µM) + TDZ (5 µM) reveló un contenido significativamente mayor de fenoles y flavonoides, así como una mayor capacidad reductora que los tratamientos probados y el control (hojas frescas). En resumen, los callos obtenidos de segmentos nodales revelaron competencia para la inducción y el desarrollo de embriogénesis somática, así como para la producción de metabolitos secundarios con potencial farmacéutico.

Organogénesis in vitro en Sophora toromiro a partir de segmentos nodales

RESUMEN Sophora toromiro es un arbusto endémico de Chile y extinto en su estado natural, esta especie tiene problemas para su conservación debido a su difícil propagación. El presente trabajo tuvo como objetivo determinar la respuesta organogénica de explantes nodales de Sophora toromiro bajo condiciones in vitro usando diferentes medios de cultivo y reguladores de crecimiento vegetal. Se utilizaron segmentos nodales como explantes, los cuales, respondieron satisfactoriamente a la inducción de brotes cuando se cultivaron en medio MS o WPM solo o con la adición 6-N-Bencilaminopurina (BAP), ácido α-naftalenacético (ANA), ácido indol-3-butírico (AIB) o ácido indol-3-acético (AIA). El mayor número de brotes (3.5 brotes/explante) se logró cuando los explantes crecieron en medio WPM + 0.1 mg l-1 de AIB. Para la inducción de raíces, los explantes fueron transferidos a un nuevo medio de cultivo, donde el mayor porcentaje de enraizamiento (42.1%) fue conseguido al cultivar los explantes en medio MS con 0.5 mg l-1 de ANA. Este estudio proporciona nuevos antecedentes para la propagación y conservación de S. toromiro.

ABSTRACT Sophora toromiro is an arboreal endemic to Chile and extinct in its natural state, this specie has problem for its conservation due to its difficult propagation. The present study aimed to determine the organogenic response of Sophora toromiro nodal explants under in vitro conditions using different culture media and plant growth regulators. Nodal segments were used as explants, and responded satisfactorily to shoots induction when they were grown in MS or WPM medium with addition of 6-benzyl amino purine (BAP), α-naphthaleneacetic acid (NAA), indole 3-butyric acid (IBA) or indole-3-acetic acid (IAA). The highest shoots number (3.5 shoots / explant) was achieved when the explants grew in WPM medium + 0.1 mg l-1 IBA. For roots induction, the explants were transferred to new culture medium, where the highest rooting percentage (42.1%) was achieved by explants cultivating in MS medium + 0.5 mg l-1 NAA. This study provides new information for S. toromiro propagation and conservation.