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ARTÍCULO CIENTÍFICO

Biotecnología Vegetal Vol. 12, No. 1: 49 -52 , enero - marzo, 2012
ISSN 2074-8647, RNPS: 2154 (Versión electrónica)
ISSN 1609-1841, RNPS: 0397 (Versión impresa)

Regeneración de plantas de cinco cultivares de Phaseolus vulgaris L. vía organogénesis directa

 

Plant regeneration of five cultivars of Phaseolus vulgaris L. via direct organogenesis

 

 

Lourdes R. García1, Idalmis Bermúdez-Caraballoso1, Novisel Veitía1, Raúl Collado1, Damaris Torres1, Carlos Romero1, Amanda Martirena2.

1Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.
2Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas.

 

 

RESUMEN

Por su contenido proteico el frijol en Cuba constituye una importante fuente para la alimentación humana. Por ello, la búsqueda de cultivares con mayores potencialidades es un reto eminente en esta especie. El cultivo de tejidos en Phaseolus vulgaris L., resulta muy difícil causado entre otros factores por su condición variedad dependiente. El objetivo de la presente investigación fue regenerar plantas vía organogénesis directa en cinco cultivares de P. vulgaris. Las variedades estudiados fueron: `ICA Pijao', `BAT 93', `BAT 482', `BAT 304' y `CIAP7247F'. Se observó que `BAT 304' e `ICA Pijao' tuvieron los mayores valores de número de explantes con inducción de yemas múltiples. Los mayores valores en el número de yemas múltiples por explante se obtuvieron en los cultivares `CIAP7247F' y `BAT 482'. En la `BAT 93' la formación de yemas múltiples fue muy profusa lo que atentó contra el número de explantes con brotes inducidos. La variedad `CIAP7247F' fue la que presentó el mayor número de brotes por explante mientras que las variedades que mostraron los menores valores fueron `BAT 304' y `BAT 93'. Se constató el efecto de la variedad en esta especie durante todo el proceso del cultivo de tejidos.

Palabras clave: callus formations, cultivo in vitro, frijol, yemas múltiples.

ABSTRACT

The beans are an important source for human consumption in Cuba due their protein content. For this reason; the search for cultivars with greater potential is a prominent challenge in this specie. Tissue culture in Phaseolus vulgaris L. is very difficult, among other things, due to its genotype-dependent condition. The aim of this study was to evaluate the regeneration of plants via direct organogenesis in five genotypes of P. vulgaris. The genotypes studied were `ICA Pijao', `BAT 93', `BAT 482', `BAT 304' and `CIAP7247F'. The investigation showed that genotypes `BAT 304' and `Pijao ICA' had the highest values of explants with multiple buds induction. In the variable number of multiple buds per explant, the highest values were obtained in `CIAP7247F' and `BAT 482' genotypes. In `BAT 93' callus formation was so profuse that reduced the number of explants with buds induced. Plant regeneration was another variable that differed in the genotypes studied. `CIAP7247F' showed the greater number of shoots per explant while genotypes that showed the lowest values were `BAT 304' and `BAT 93'. The effect of the variety in this species was shown during the tissues culture process.

Keywords: beans, in vitro culture, multiple buds.

 

 

INTRODUCCIÓN

El frijol común es un alimento básico y una de las principales fuentes proteicas en la alimentación de la población de Latinoamérica y África (Cruz de Carvahlo et al., 2000; Delgado-Sánchez et al., 2006; Varisai-Mohamed et al., 2006).

La biotecnología, conjuntamente con los programas de mejoramiento genético convencionales pudieran facilitar el mejoramiento
genético del frijol para resistencia o tolerancia a factores bióticos y abióticos, así como el incremento en la calidad de las semillas (Veltcheva et al., 2005; CIAT, 2008; Gatica et al., 2010).

La regeneración de plantas de frijol común a partir del cultivo de tejidos se ha descrito con cierto grado de éxito en los últimos años. No obstante, la regeneración in vitro es todavía un proceso difícil y de baja eficiencia (Gatica et al., 2010). Asimismo, los efectos del genotipo en la capacidad regenerativa, así como en la reproducibilidad han sido factores limitantes (Delgado-Sánchez et al., 2006, Kwapata et al. 2010, Quintero-Jiménez et al., 2010).

El presente trabajo tuvo como objetivo regenerar plantas vía organogénesis directa en cinco cultivares de P. vulgaris.

 

MATERIALES Y METODOS

Se utilizó el protocolo de regeneración de plantas vía organogénesis directa propuesto por García et al. (2008). Los cultivares estudiados poseen diferencias genealógicas y de color de la semilla. Estas fueron: `ICA Pijao', `BAT 93', `BAT 482', `BAT 304' y `CIAP7247F'.

Como material vegetal se emplearon semillas maduras obtenidas en condiciones semicontroladas de casa de cultivo. Estas semillas fueron desinfectadas según el protocolo propuesto por Dillen et al. (1997), para su introducción in vitro.

Como explante inicial se utilizó el nudo cotiledonal, el cual fue colocado en un medio de cultivo para la inducción de yemas múltiples (YM). Los subcultivos se realizaron cada 15 días en el mismo medio de cultivo y luego los explantes fueron transferidos a un medio de cultivo para la regeneración de plantas. Los cultivos se colocaron a 27 ± 2ºC en las cámaras de crecimiento en condiciones de luz solar.

Las evaluaciones se realizaron a los 30 días de cultivo. Las variables evaluadas fueron: el número de explantes con inducción de yemas múltiples (YM), el número de yemas formadas por explante y el número de brotes regenerados por explante.

Para los análisis estadísticos se realizaron análisis de varianza de clasificación simple. Para determinar los grupos homogéneos y/o significativamente diferentes, a un nivel de 5.0%, se utilizó la prueba de rangos múltiples de Tukey o Dunnett's C, esta última cuando no se cumplieron los supuestos de homogeneidad de varianza.

RESULTADO Y DISCUSIÓN

Se observaron diferencias en la formación de YM entre los cultivares estudiados (Figura 1 A, B). `BAT 304' e `ICA Pijao' presentaron los mayores valores de explantes con inducción de YM (Tabla 1). En los cultivares se encontraron porcentajes de inducción de YM menores de 65.0%. Este resultado estuvo estrechamente relacionado con la fenolización de algunos explantes en el medio de cultivo lo que influyó negativamente en el número de ellos que formaron YM. Quintero-Jiménez et al. (2010) encontraron valores mayores al 50.0% de muerte de los explantes por oxidación fenólica en todos los cultivares estudiados de Phaseolus vulgaris cuando emplearon el medio de cultivo MS.

Además de lo anteriormente expuesto, en el cv. `BAT 93' la formación de yemas múltiples fue muy profusa lo que atentó contra el número de explantes con brotes inducidos (Figura 1 A). Similares resultados obtuvieron Kwapata et al. (2010) cuando evaluaron la respuesta de diez cultivares de Phaseolus vulgaris al cultivo de tejidos y encontraron que los cultivares que presentaron mejores resultados fueron los que se recuperaron más rápido de las heridas causadas en el momento de la escisión del nudo cotiledonal y los que produjeron menos callos en la zona de la escisión. Estos autores concluyeron que los dos aspectos relacionados anteriormente están entre las causas que hace que esta especie sea recalcitrante a la regeneración in vitro. La influencia de estos dos factores en el desarrollo de los tejidos cultivados in vitro fue descrita también por Ozyigit (2008).

En los cultivares `ICA Pijao' y `BAT 304' se obtuvieron un 62.0% y 70.0% de explantes que formaron YM en ambos lados del nudo cotiledonal. En la variable número de YM por explante los mayores valores se obtuvieron en los cultivares `CIAP7247F' y `BAT 482' (Tabla 1).

Similares resultados fueron informados por Delgado-Sánchez et al. (2006) cuando establecieron un procedimiento para la regeneración de plantas en dos variedades comerciales de P. vulgaris a través de organogénesis directa a partir de ejes embrionarios de semillas maduras. Igualmente, Gatica et al. (2010) encontraron que independientemente del medio de cultivo, el número de YM difirió significativamente en dependencia del cultivar evaluado.

Aunque se utilizó el mismo explante, medio y condiciones de cultivo, la capacidad regenerativa varió entre los cinco cultivares. En `BAT 93', `BAT 482' y `BAT 304' se obtuvieron los menores porcentajes de regeneración con 44.7%, 63.2% y 74.1%, respectivamente. Los cultivares de mejores resultados fueron `CIAP7247F' (89.8%) e I 'CA Pijao' (91.5%). Arellano et al. (2009) solo alcanzaron porcentajes de regeneración de 50.0%, vía organogénesis indirecta. Por su parte Quintero-Jiménez et al. (2010) obtuvieron eficiencias de regeneración de un 83.0%. Gatica et al. (2010) encontraron diferencias significativas entre los cultivares de Phaseolus vulgaris estudiados para el número de brotes regenerados, resultados
similares a los obtenidos en el presente trabajo.

`CIAP7247F' fue el cv. que mayor valor presentó en el número de brotes regenerados por explante con 3.73 como promedio (Figura 1C). Los menores valores fueron encontrados en `BAT 304' y `BAT 93' (Figura 2). En este último cultivar no se desarrollaron brotes mayores de 1.0 cm de longitud a los 30 días de cultivo.

Los resultados confirmaron observaciones previas sobre la influencia del cultivar en la regeneración de plantas por organogénesis en el frijol común (Rubluo y Kartha, 1985; Santalla et al., 1998; Veltcheva et al., 2005; Delgado-Sanchez et al., 2006; Varisai-Mohamed et al., 2006).


CONCLUSIONES

Se constató la condición cultivar dependiente de Phaseolus vulgaris. Los cinco cultivares estudiados mostraron una respuesta diferencial al ser cultivadas in vitro. El protocolo propuesto por García et al. (2008) fue aplicado a los cv. estudiados por lo que se demostró su reproducibilidad.

 

REFERENCIAS

Arellano, J, Fuentes SI, Castillo-España P, Hernández G (2009) Regeneration of different cultivars of common bean (Phaseolus vulgaris L.) via indirect organogenesis. Plant Cell Tissue and Organ Culture 96: 1-11

CIAT (2008) Improved beans for the developing world. Annual Report 2008. pp. 302 Cali

Cruz de Carvalho, MH, Van Le B, Zuily-Fodil Y, Pham Thi AT, Tran Thanh Van K (2000) Efficient whole plant regeneration of common bean (Phaseolus vulgaris L.) using thin-cell-layer culture and silver nitrate. Plant Sci 159: 223_232

Delgado-Sánchez, P, Saucedo-Ruiz M, Guzmán-Maldonado SH, Villordo-Pineda E, González Chavira M, Fraire- Velázquez S, Acosta-Gallegos JA, Mora-Aviles A (2006) An organogenic plant regeneration system for common bean (Phaseolus vulgaris L). Plant Science170:822_827

Dillen, W, De Clercq J, Goossens A, Van Montagu M, Angenon G (1997) Agrobacterium mediated transformation of Phaseolus acutifolius A. gray. Theor Appl Genet 94:151_158

García, L, Collado R, Bermúdez I, Veitía N, Torres D, Romero C (2008) Regeneración de plantas vía organogénesis directa en Phaseolus vulgaris L. Biotecnología Vegetal 8 (2): 109_114

Gatica, Arias AM, Muños Valverde J, Ramírez Fonseca P, Valdez Melara M (2010) In vitro plant regeneration system for common bean (Phaseolus vulgaris): effect of N6-benzylaminopurine and adenine sulphate. Electronic Journal of Biotechnology 13:1-8

Kwapata, K, Sabzikar R, Sticklen MB, Kelly JD (2010) In vitro regeneration and morphogenesis studies in common bean. Plant Cell Tiss Organ Cult 100: 97_105

Ozyigit II (2008) Phenolic changes during in vitro organogenesis of cotton (Gossypium hirsutum L.) shoot tip. Afr J Biotechnology 7 (8):1145-1150

Quintero-Jiménez, A, Espinosa-Huerta E, Acosta-Gallegos JA, Guzmán-Maldonado HS, Mora-Avilés MA (2010) An improved method for in vitro regeneration of common bean (Phaseolus vulgaris L.). Agrociencia 44: 57_64

Rubluo, A, Kartha, K (1985) In vitro culture of shoot apical meristems of various Phaseolus species and cultivars. Plant Physiol. 119: 425-433

Santalla, M, Power JB, Bavey MR (1998) Efficient in vitro shoot regeneration responses of Phaseolus vulgaris and P. coccineus. Euphytica 102 (2): 195-202

Varisai-Mohamed, S, Sung JM, Jeng TL, Wang CS (2006) Organogenesis of Phaseolus angularis L.: high efficiency of adventitious shoot regeneration from etiolated seedlings in the presence of N6-benzylaminopurine and thidiazuron. Plant Cell Tissue and Organ Culture 86 (2): 187-199

Veltcheva, M, Svetleva D, Petkova SP, Perl A (2005) In vitro regeneration and genetic transformation of common bean (Phaseolus vulgaris L.)-Problems and progress. Scientia Horticulturae 107: 2_10

  

Recibido: 8-11-2011
Aceptado: 20-12-2011

 

 

Lourdes R. García .Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: lourdes@ibp.co.cu

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