Artículo Científico                                                                              Biotecnología Vegetal Vol. 11, No. 1: 27 - 31, enero - marzo, 2011
ISSN 1609-1841 (Versión impresa)
ISSN 2074-8647 (Versión electrónica)

 

Multiplicación in vitro de ‘FHIA-25’ (Musa spp., AAB) en Sistemas de Inmersión Temporal

Milagros Basail Pérez*, Victor Medero Vega, Eneida Otero Gálvez, Marlenys Torres Delgado, Manuel Cabrera Jova, Jorge López Torres, Arletys Santos Pino, Aymé Rayas Cabrera, Maricel Bauta Toledo, Eriker Páz Chávez, Yoel Beovidez García, Alexis Ortega Ortiz, José Enrique Pérez Martínez *Autor para correspondencia.

Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT). Apdo. 6, Santo Domingo, CP. 53 000, Villa Clara, Cuba.

RESUMEN

La necesidad de producir material vegetal de plantación de alta calidad, ha requerido de la búsqueda de alternativas que garanticen el incremento de la eficiencia en los métodos de propagación in vitro y su automatización, como el uso del Sistema de Inmersión Temporal (SIT). El presente trabajo fue desarrollado con el objetivo de multiplicar en SIT cultivar híbrido ‘FHIA-25’ (Musa spp., AAB). Se determinó el efecto de diferentes volúmenes de medio de cultivo por explante y densidades de material vegetal por frasco de cultivo a una misma frecuencia de inmersión. Se comprobó que estos dos factores tuvieron influencia sobre las variables evaluadas. Se seleccionaron 40 ml de volumen de medio de cultivo por explante y una densidad de 80 explantes/frasco para multiplicar este cultivar en SIT. Estos resultados permitieron incrementar la producción de plantas in vitro de mayor calidad para la fase de enraizamiento.

Palabras clave: coeficiente de multiplicación, frasco de cultivo, medio de cultivo líquido

ABSTRACT

Necessity to produce high quality planting material has required searching new alternatives to increase the efficiency of in vitro propagation methods and their automation, as in Temporary Immersion Systems (TIS). This work was aimed to multiply the hybrid ‘FHIA-25’ (Musa spp. AAB) in TIS. The effect of different culture medium volumes per explant and densities of planting materials per culture flask at the same immersion frequency was determined. These two factors showed influence on the evaluated variables. A volume of 40 ml of culture medium per explant and densities of 80 explants per flask were selected to multiply this cultivar in TIS. These results permitted to increase in vitro production of high-quality plants for rooting stage.

Key words: multiplication coefficient, culture flasks, liquid culture medium

INTRODUCCIÓN

La necesidad de producir material vegetal de plantación de alta calidad, ha requerido de la búsqueda de alternativas que garanticen el incremento de la eficiencia en los métodos de propagación in vitro y su automatización, como el uso del Sistema de Inmersión Temporal. Simontol y Robacker (1991) y Aitcken-Christie et al. (1995), desarrollaron investigaciones sobre la automatización en la propagación de plantas, que incluyen el diseño de nuevos sistemas para la micropropagación, ya que reducen el costo por explantes, permiten una mayor optimización biológica por los altos coeficientes de multiplicación que se obtienen y un mejor comportamiento de las plantas ex

vitro por mayor metabolismo autotrófico durante la fase in vitro.

Los Sistemas de Inmersión Temporal (SIT) además de solucionar las dificultades de los cultivos en medios de cultivo líquidos estáticos, abren la posibilidad de semiautomatizar algunas etapas del cultivo in vitro (Alvard et al., 1993), permiten mayor facilidad de escalado y aumentan la eficiencia biológica y productiva del material vegetal propagado (Jiménez et al., 1999; Castro, 2001). Al mismo tiempo la morfología y el comportamiento fisiológico de los cultivos en los SIT son muy semejantes a los que presentan las plantas en condiciones ex vitro, lo que permite una mayor tasa de supervivencia (Escalona et al., 1999).

En varios cultivos se ha demostrado que la inmersión temporal de los explantes en el medio de cultivo estimula la multiplicación de los brotes (Escalona et al., 2003). Los SIT se han empleado en la propagación de diferentes cultivares de Musa (Alvard et al., 1993; Daquinta et al., 2000; Matsumoto y Brandao, 2002; Escalona et al., 2003), sin embargo, no se encontraron referencias de su uso para la propagación del cultivar híbrido de banano ‘FHIA-25’.

El cultivar ‘FHIA-25’ (Musa acuminata x balbisiana, grupo AAB), obtenido por la Fundación Hondureña de Investigaciones Agrícolas (FHIA), es un banano de cocción, cuya planta es de bajo porte y de crecimiento vigoroso que produce grandes racimos de frutas. Es altamente resistente a la enfermedad Sigatoka hoja, que es la más destructiva y costosa de la mayoría de los bananos y plátanos a nivel mundial. Tiene excelentes cualidades de cocción como fruta verde. Esta combinación de las características de las plantas y de la fruta lo convierte en un candidato para el cultivo como un banano de cocción verde en las zonas donde la Sigatoka negra ha reducido drásticamente el rendimiento de variedades de plátanos y bananos que tradicionalmente han sido cultivadas para la producción de fruta verde para cocción. Para su propagación se utilizan técnicas convencionales de reproducción asexual (Rowe, 1993). El empleo de técnicas de cultivo in vitro, específicamente los SIT, podría contribuir a su propagación masiva para que los productores dispongan de este valioso material vegetal.

Teniendo en cuenta lo anterior el presente trabajo se realizó con el objetivo de multiplicar ‘FHIA-25’ (Musa spp., AAB) en Sistemas de Inmersión Temporal.

MATERIALES Y MÉTODOS

Como material vegetal se utilizaron plantas de banano cv. ‘FHIA-25’ (Musa spp., AAB) cultivadas in vitro, en fase de multiplicación con tres subcultivos en medio de cultivo semisólido. Estas procedían del banco de germoplasma de plátanos y bananos del Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT).

Los Sistemas de Inmersión Temporal estuvieron compuestos por dos frascos de cultivo de 10 litros de capacidad, uno para el crecimiento de los explantes y el otro como reservorio de medio de cultivo (Escalona et al., 1999).

Para multiplicar los brotes de ‘FHIA-25’ se determinó el efecto del volumen de medio de cultivo por explante y la densidad de inoculación en los SIT sobre el coeficiente de m ultiplicación y otras variables morfológicas.

Se consideró como explante un brote individual de aproximadamente 2 cm de altura y tres hojas abiertas, sin decapitar. Se inocularon 60 explantes por frasco de cultivo (SIT), los cuales fueron colocados primeramente en tubos de ensayos de 15 milímetros de diámetro donde se le adicionó un medio de cultivo semisólido de crecimiento bacteriológico donde permanecieron por un tiempo de 72 horas para observar la presencia de microorganismos contaminantes.

Para determinar el efecto del volumen de medio de cultivo por explante se utilizaron cinco tratamientos (20, 30 (control), 40, 50 y 60 ml/explante). Como medio de cultivo basal se empleó el propuesto por Murashige y Skoog (1962) (MS) con 2.0 mg l-1 de 6-BAP, 0.65 mg l-1 de A IA, 3 0 . 0 g l -1 de sacarosa, 10.0 mg l-1 de ácido ascórbico y 1.5 mg l-1 de paclobutrazol (PBZ).

Además, se estudiaron cinco densidades de explantes (20, 40, 60 (control), 80 y 100 explantes/frasco de cultivo), utilizando el medio de cultivo antes mencionado con un volumen de 40 ml/explante.

En ambos experimentos se utilizó un tiempo de inmersión de diez minutos a una frecuencia de tres horas. Las evaluaciones se realizaron a los 21 días de cultivo, donde se evaluaron las siguientes variables: coeficiente de multiplicación, diámetro del pseudotallo (cm), grado de oxidación (según escala de Novak et al., 1994), número de hojas activas y la altura del explante (cm) que se midió con el auxilio de una regla graduada desde la base del pseudotallo hasta la inserción de la primera hoja. Se realizaron tres repeticiones por tratamiento.

El coeficiente de multiplicación se calculó de la siguiente forma:

CM= Número de explantes obtenidos en el frasco de cultivo a los 21 días Número de explantes adicionados al frasco de cultivo a los 21 días

Todos los tratamientos fueron colocados en cámara de crecimiento a 27±2°C con una densidad de flujo de fotones fotosintéticos (DFFF) de 62-68 µmol.m-2.s-1 y fotoperíodo de 16 horas de luz y ocho de oscuridad.

Con los criterios de estadística descriptiva se realizaron las figuras y tablas que expresan los resultados procesados La comparación múltiple de media se realizó según Tukey (Lerch, 1977). Se utilizó el paquete estadístico MSTAT-C de la Universidad de Micchigan (Guzmán y Castaño, 2002).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El volumen de medio de cultivo tuvo influencia sobre todas las variables evaluadas con la adición de 60 explantes por frasco de cultivo de 10 litros de volumen total. Los mayores valores en cuanto a las variables evaluadas se alcanzaron cuando se empleó una relación de 40 m l de medio de cultivo por explante sin diferencias significativas con el tratamiento de 50 ml por explantes excepto con el grado de oxidación donde se obtuvo el menor valor (Tabla 1).

Ziv (2005) al utilizar 1 250 ml de medio de cultivo (62.5 ml/explante) en biorreactores de 2 500 ml de volumen total obtuvo un elevado coeficiente de multiplicación (15.10) con la adición de 20 explantes en bananos ‘Grande naine’ (Musa spp., AAB).

Según Castro y González (2002) para lograr un desarrollo en las técnicas de cultivo de tejidos es necesario proveer a las plantas con suficientes cantidades de nutrientes esenciales (incluyendo la sacarosa y carbono como

fuentes de energía bajo condiciones heterotróficas), de tal manera que los nutrientes no sean un factor limitante para la multiplicación en el desarrollo de las plantas. De acuerdo con los resultados referidos en Eucalyptus grandis Hill ex Maiden demostraron que con el empleo de un volumen de 500 ml de medio de cultivo con nueve explantes se logró un elevado coeficiente de multiplicación de 10.5 brotes y la mejor calidad de los brotes en términos de una mayor producción de masa seca.

Igualmente, Basail et al. (2003) demostraron que para el clon de yuca (Manihot esculenta, Crantz) ‘CMC-40’ un volumen de medio de cultivo de 40 ml por explante, en frascos de Sistema de Inmersión Temporal incrementó el coeficiente de multiplicación a 6.5 por cada explante inoculado.

La densidad de explantes por frasco también influyó en las variables evaluadas (Tabla 2). Cuando se utilizaron 80 explantes por frasco de 10 litros de capacidad, en cuanto al coeficiente de multiplicación y diámetro del pseudotallo no se obtuvieron diferencias significativas con 60 y 100 explantes/frasco de cultivo y sí con el resto de los demás tratamientos. En cuanto al grado de oxidación, número de hojas activas y altura del explante se obtuvieron los menores valores con 60, 80 y 100 explantes por frasco sin diferencias significativas entre ellos, pero sí con el resto. Teniendo en cuenta estos resultados se seleccionó la densidad de 80 explantes por frasco de cultivo, pues hay una mayor asimilación de los nutrientes que componen el medio de cultivo y por tanto un mejor aprovechamiento de los frascos de cultivo Nalgene de 10 litros de capacidad (Figura 1).

 

En el cultivar ‘Grande naine’, con el empleo de sistemas de inmersión temporal de 1 litro de capacidad, Albany (2001) señaló que la variable que determinó un incremento en el coeficiente de multiplicación, masa fresca de los brotes, masa final y masa útil, es la densidad de inóculo, y alcanzaron los mejores resultados con la adición de 25 explantes/frasco de cultivo.

CONCLUSIONES

Los resultados alcanzados en el trabajo permitieron demostrar que es posible multiplicar el cultivar híbrido ´FHIA-25´ (Musa spp., Grupo AAB), en Sistema de Inmersión Temporal con el empleo de un volumen de medio de cultivo

de 40 ml/explante y una densidad de 80 explantes/frasco de cultivo logrando un mayor aprovechamiento de los medios de cultivos y de los frascos a utilizar.

REFERENCIAS

Aitken-Christie, J, Davies E, Kubota C, Kosai T (1995) Automation in Plant Tissue Culture. General introduction overview: Automation and environment control in Plant Tissue Culture, pp.1-19. Kluwer Academic Publisher. Dordrecht

Albany, N (2001) Efectos de retardantes del crecimiento en la micropropagación de bananos en medios de cultivo líquidos en agitador orbital y sistemas de inmersión temporal. Tesis para optar

por el Grado Científico de Master en Biotecnología Vegetal. Instituto de Biotecnología de las Plantas. UCLV. Santa Clara

Alvard, D, Cote F, Teisson C (1993) Comparison of methods of liquids médium culture for banana micropropagation. Effects of temporary inmersion of explants. In: Plant Cell Tissue and Organ Culture 32: 55-60

Basail, M, Mederos V, Martínez M, López J, Cabrera M, Santos A, Ventura J, García M, Rayas A, Pons C, Bauta M, Álvarez M, García J (2003) Efecto de la densidad de explantes y el volumen de medio de cultivo en la micropropagación de la yuca en Sistema de Inmersión Tem poral. Biotecnología Vegetal 3(2): 93-96

Castro, D (2001) Propagación mixotrófica de Eucalyptus grandis Hill ex Maide en biorreactores de inmersión temporal. Tesis para aspirar al Grado Científico de Doctor en Ciencias Agrícolas. Universidad de Ciego de Ávila, Centro de Bioplantas. Cuba

Castro, D, González J (2002) Eucalyptus (Eucalyptus grandis Hill ex Maiden) micropropagation in a temporary immersion system. Agricultura sostenible, Colombia 62 (1): 68-78

Escalona M, Cejas I, González-Olmedo J, Capote I, Roels S, Cañal M J, Rodríguez R, Sandoval J, Debergh P (2003) Efecto de meta-topolina sobre la propagación del plátano utilizando un biorreactor de inmersión temporal. Infomusa 12 (2):28-29

Escalona, M, Cid M, Lezcano Y, Capote I, Yánez E, González J (1999) Propagación de la piña (Ananas comosus (L.) Merr.) en biorreactores de inmersión temporal. Efecto de la frecuencia de inmersión y el paclobutrazol. BioVeg’99. Ciego de Ávila, Cuba. Libro de resúmenes. p. 28

Guzmán, O, Castaño J (2002) Reconocimiento de nemátodos fitopatógenos en plátanos ‘Dominico hartón’ (Musa AAB, Simmonds), ‘Africa’, ‘FHIA 20’ y ‘FHIA 21’ en Colom bi a. In fo Musa 11( 2) : 34-3 5

Jiménez, E, Pérez N, de Feria M, Barbón R, Capote A, Chávez M, Quila E, Pérez J (1999) Improved production of patato microtubersusing a temporary inmersion system. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 59: 19-23

Kitto, J (1997) Commercial Micropropagation HorScience 32(6): 1-3

Lerch, G (1977) La experimentación en las Ciencias Biológicas y Agrícolas. Ed. Científica y Técnica. La Habana. p. 288

Mtsumoto K, Brandao AKC (2002) Comparación de los sistemas de inmersión temporales y permanentes para el cultivo in vit r o de los bananos. Infomusa 11(2): 36-37

Murashige, T, Skoog F (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco Tissue Cultures. Physiologia Plantarum 15: 473-497

Novak, F, Afza R, Duren M (1994) Field evaluation of tissue-culture bananas in grade oxidation. Australian Journal of Experimental Agriculture 30: 569-574

Rowe, Phillip Ray (2003) Cooking banana plant ‘FHIA-25’. United States Patent. Fundación Hondureña de Investigación Agrícola (San Pedro Sula, HN). PP13874.            [En           línea]:           http://

www.freepatentsonline.com/PP13874.html . Consultado el 25 de marzo de 2008

Simonton, W, Robacker C (1991) A programmable micropropagation apparatus using cycled liquid medium. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 17: 211-218

Ziv, M (2005) Simple bioreactor for mass propagation of plant. Plant Cell, Tissue and Organ Culture 81: 277-285



Copyright (c) 2016 Biotecnología Vegetal

Biotecnología Vegetal eISSN 2074-8647, RNPS: 2154. ISSN 1609-1841, RNPS: 0397 Editada por: 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 Tel: 53 42200124, e-mail: info@ibp.co.cu

Licencia Creative Commons
Biotecnología Vegetal está bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial 4.0 Internacional.