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COMUNICACIÓN CORTA

Biotecnología Vegetal Vol. 12, No. 1: 59 -62 , enero - marzo, 2012
ISSN 2074-8647, RNPS: 2154 (Versión electrónica)
ISSN 1609-1841, RNPS: 0397 (Versión impresa)

 

Efecto del sulfato de adenina en la regeneración y elongación de brotes de frijol común

 

Effect of adenine sulphate in the regeneration and elongation of common bean shoots

 

 

Lourdes R. García*, Idalmis Bermúdez-Caraballoso, Novisel Veitía, Raúl Collado, Damaris Torres, Carlos Romero.

Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas

  

RESUMEN

La regeneración de brotes, el crecimiento y elongación de las plantas son etapas críticas del cultivo de tejidos en Phaseolus vulgaris. Este trabajo muestra el efecto del sulfato de adenina incluido en los medios de cultivo sobre la regeneración y elongación de brotes en el cultivar `CIAP 7247F'. Los resultados mostraron que el sulfato de adenina influyó tanto en la regeneración de brotes como en la elongación. Se incrementaron los valores del número de brotes regenerados y la altura de la planta cuando fue añadido en los medios de cultivo.

Palabras clave: cultivo in vitro, medio de cultivo, Phaseolus vulgaris.

ABSTRACT

Plant regeneration and its further development of these are critical steps in tissue culture of Phaseolus vulgaris. The paper shows the effect of adenine sulfate included in the culture media on regeneration and elongation of shoots in the cultivar `CIAP 7247F'. The results showed that adenine sulfate affect plant regeneration and its elongation. The values of regenerated shoots and the plant height were increased.

Keywords: in vitro culture, culture medium, Phaseolus vulgaris.

 

El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es un cultivo económicamente importante y una de las leguminosas más consumidas por el hombre en América Latina, África y Asia (Delgado- Sánchez et al., 2006).

Debido a la creciente demanda de nuevas variedades, los programas de mejoramiento genético buscan tecnologías que aceleren el desarrollo de estas, en el menor tiempo posible. Por esta razón el cultivo de tejidos en esta especie se ha potenciado en los últimos años y se han desarrollado protocolos de regeneración in vitro para algunos cultivares (Kwapata et al., 2010).

Por la condición genotipo dependiente de la especie, estos protocolos no pueden ser extrapolados a otras. Es por ello, que resulta necesario desarrollar uno especifico en cada cultivar, que permita una eficiente diferenciación, regeneración de brotes y desarrollo de plantas completas (Veltcheva et al., 2005; Gatica et al., 2010).

En el Instituto de Biotecnología de las Plantas se ha desarrollado un protocolo para la regeneración in vitro de plantas vía organogénesis directa (García et al., 2008). No obstante, es indispensable optimizarlo, para aumentar el crecimiento y vigor de las plantas in vitro antes de ser llevadas a condiciones de casa de cultivo.

En Phaseolus vulgaris para mejorar las características de las plantas regeneradas in vitro se han utilizado diferentes medios de cultivo y sustancias que estimulan su desarrollo. Por ejemplo se ha demostrado que la adenina y la adenosina tienen actividad citoquinina, y se aañaden al medio de cultivo con el fin de mejorar el crecimiento o reforzar la respuesta que normalmente se atribuyen a la acción de la citoquinina.

En este sentido, la adenina estimula la embriogénesis somática, la formación de callos e induce la proliferación de brotes (van Staden et al., 2008). En P. vulgaris el sulfato de adenina ha sido empleado en la formación de brotes. Sin embargo, Delgado-Sánchez et al. (2006) no encontraron resultados relevantes en cuanto al número de yemas formadas en dos cultivares mexicanos de frijol. Por el contrario, Gatica et al. (2010) encontaron que 6-bencilaminopurina, (BAP) y el sulfato de adenina (SA) jugaron un importante rol en la inducción de estructuras organogénicas en cinco cultivares de P. vulgaris de Costa Rica.

Teniendo en cuenta la problemática anteriormente planteada, la presente investigación tuvo como objetivo determinar el efecto del sulfato de adenina adicionado a los medios de cultivo sobre la regeneración y elongación de brotes de Phaseolus vulgaris cv.. `CIAP 7247F'.

En el desarrollo de los experimentos se utilizó el protocolo de regeneración de plantas vía organogénesis directa propuesto por García et al. (2008). Como material vegetal se emplearon yemas múltiples (YM) inducidas a partir de nudos cotiledonales de semillas maduras germinadas in vitro del cultivar `CIAP 7247F'.

Se colocaron cinco explantes por frasco de cultivo de 250 ml de capacidad, que contenían 30 ml del medio de cultivo.

Tanto en el medio de cultivo de regeneración de brotes como en el de elongación se añadieron 20 mg l-1 de sulfato de adenina (SA).

Los controles utilizados fueron: medio de cultivo para la inducción de brotes (García et al., 2008) y medio de cultivo para la elongación de brotes (García et al., 2009).

Los subcultivos se realizaron cada 15 días al medio de cultivo de regeneración de brotes donde se mantuvieron por un período de 30 días. Luego los brotes regenerados fueron separados y se colocaron en el medio de cultivo de elongación. Los cultivos in vitro se mantuvieron en cámaras de crecimiento a 27 ± 2ºC en condiciones de luz solar.

Las evaluaciones se realizaron a los 30 días de cultivo. Las variables evaluadas fueron: el número de brotes regenerados por explante, el número de brotes necrosados, la altura de las plantas formadas (cm) y su coloración.

Para los análisis estadísticos se utilizó el paquete estadístico SPSS (Statistical Package for Social Science) versión PASW Statistic 18 para la comparación de las medias se empleó la prueba de Mann Whitney. Las diferencias se constataron para p<0.05.

Con la adición del sulfato de adenina al medio de cultivo se logró un aumento en el número de brotes regenerados y su elongación con diferencias significativas con el control (Tabla 1).

El porcentaje de mortalidad de los explantes asociado a la oxidación fenólica en ambos tratamientos fue similar, se observaron valores de 26.5% para los explantes que se encontraban en el medio de cultivo sin SA y 22.3% para los que se encontraban en el medio de cultivo con 20 mg l-1 de SA.

Similares resultados fueron descritos por Gatica et al. (2010) cuando evaluaron la respuesta de cinco cultivares de Phaseolus vulgaris de Costa Rica en los medios de cultivo con 5 mg l-1 de BAP y con concentraciones de 20 y 40 mg l-1 de SA. Estos autores observaron que el BAP y el sulfato de adenina aumentaron el número de brotes en todos los genotipos estudiados. Los mayores valores fueron observados en la variedad `Brunca' en la cual se obtuvo una media de 2.4 brotes. En el presente trabajo se logró un valor medio de 5.57 brotes por explante para el medio de cultivo que contenía SA.

Gatica et al. (2010) refirieron que la regeneración de brotes fue afectada por la oxidación fenólica. Ellos encontraron diferencias en esta variable para los cultivares estudiados cuando no utilizaron sulfato de adenina. Independientemente del cultivar, no encontraron oxidación fenólica cuando fue añadido este compuesto en los medios de cultivo. En el presente trabajo no se encontraron diferencias en cuanto a la oxidación fenólica entre los explantes que se colocaron en los dos medios de cultivo estudiados.

La composición de los medios de cultivo es importante en el proceso de regeneración de brotes por organogénesis (Santalla et al., 1998). En este estudio el sulfato de adenina jugó un rol importante en la regeneración de brotes. Según van Staden et al. (2008) la adenina estimula los procesos de embriogénesis somática y callogénesis, incrementa el crecimiento de ápices
meristemáticos, induce la proliferación de brotes axilares y promueve la formación de yemas adventicias formadas indirectamente desde callos o directamente desde el explante.

Los beneficios de la adenina se han descrito solo cuando está asociada al nitrato de amonio o citoquininas derivadas de ella como: Bencil adenina, Kinetina o Zeatina (van Staden et al., 2008).

Los resultados de este trabajo sugieren que el sulfato de adenina en explantes provenientes de medios de cultivo con thidiazuron (TDZ, una fenilurea) también mejora el proceso de organogénesis.

Esta respuesta pudiera ser atribuida a que la adenina actúa como precursor para la síntesis de citoquininas naturales como Zeatina o incrementa la biosíntesis de estas y los compuestos producidos pudieran ser más efectivos en la respuesta fisiológica. Otra posibilidad pudiera ser que la adenina actúa sinérgicamente junto de las citoquininas durante el cultivo in vitro (Gatica et al., 2010).

Según Deshpande et al. (1998) el sulfato de adenina combinado con otras citoquininas a bajas concentraciones, favorecieron la inducción de brotes múltiples en Ficus religiosa.

Con el empleo del SA se ha logrado, además, la multiplicación in vitro de Musa (Schmildt et al., 2007), Carica papaya (Saha et al., 2004; Schmildt et al., 2007), Cychorium intybus (Nandagopal y Kumari, 2006) y Phaseolus vulgaris (Gatica et al., 2010).

En el presente trabajo la adenina estimuló la regeneración de brotes y su elongación. En contraste con estos resultados Delgado- Sánchez et al. (2006) refirieron que el empleo del SA en diferentes concentraciones adicionado a los medios de cultivo no produjo un incremento relevante en la formación de yemas múltiples ni en la regeneración de brotes en dos variedades mexicanas de Phaseolus vulgaris.

En las plantas provenientes de los medios de cultivo con SA se observó que predominaba una coloración verde más intenso que las plantas que se cultivaron en el medio de cultivo libre de esta sustancia (Figura 1).

En el medio de cultivo el uso del nitrato exige una mayor demanda energética para la asimilación del nitrógeno por lo que algunos explantes crecen mejor si se les suministra nitrógeno reducido (Krikorian, 1991). La adenina es una fuente alternativa de nitrógeno reducido que puede ser aprovechada por el explante en su crecimiento y desarrollo. Por ejemplo, en Brassica campestris se encontró que las plantas cultivadas en medios de cultivo con SA presentaron mayor masa fresca y la coloración de las hojas fue de un verde oscuro (Paek et al., 1987).

Con la presente investigación se logró demostrar el efecto positivo que ejerce el sulfato de adenina adicionado a los medios de cultivo sobre la regeneración y elongación de brotes de Phaseolua vulgaris cv. `CIAP 7247F'.


REFERENCIAS

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Deshpande SR, Josekutty PC, Prathapasenan G (1998) Plant regeneration from axillary buds of a mature tree of Ficus religiosa. Plant Cell Report 17 (6-7):571-573

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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: 29-9-2011
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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