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Artículo Científico Biotecnología Vegetal Vol. 9, No. 3: 183 - 190, julio - septiembre, 2009
ISSN 1609-1841 (Versión impresa)
ISSN 2074-8647 (Versión electrónica)
Efecto de la forma de corte y división de los brotes sobre la multiplicación in vitro de tres cultivares de plátanos y bananos
Silvio Martínez*1.2, M. Fontes-Leandro3, O. Pérez-Espinosa3, M. Aday-Reyez3, L. García- Águila1, Y. Rodríguez Cruz3, A. Valdés- Moreno2. *Autor para correspondencia
1Instituto de biotecnología de las Plantas. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas. Carretera Camajuaní km 5.5, Santa Clara. Villa Clara. Cuba CP 54 830. e-mail: silvio@ibp.co.cu
2Sede Universitaria Municipal Camajuaní. Joaquín Páneca 62. Camajuaní. Villa Clara. Cuba. e- mail:silviod@uclv.edu.cu
3 Biofábricas. MINAGRI. Carretera a Palmira km 1.5, Cienfuegos. Cuba.
RESUMEN
La propagación de plátanos y bananos (Musa spp.) a través de técnicas biotecnológicas ha generado una gran demanda de las biofábricas, sin embargo es necesario optimizar este proceso de producción para hacerla más eficiente. El trabajo se realizó con el objetivo de determinar el efecto de la forma de corte y división de los brotes sobre la multiplicación in vitro en tres cultivares de plátanos y bananos (Grande naine, FHIA 18 y FHIA 21). Como material vegetal fueron utilizados brotes laterales (1.0 cm de altura y 0.5 cm de diámetro del seudotallo), con dos subcultivos en medio de cultivo que contenía sales MS, 4.0 gl-1 de agar, 0.65 mgl-1 de AIA, 30 gl-1 de sacarosa, así como 4.0, 4.0 y 3.0 mgl-1 de 6-BAP para los cultivares Grande naine, FHIA-18 y FHIA-21, respectivamente. Se emplearon siete formas de corte y división de los brotes. Se logró con el empleo de un corte longitudinal al micro-cormo hasta el domo apical y no dividir transversalmente el seudotallo, un incremento significativo del número de brotes por explante en todos los cultivares evaluados. Adicionalmente, con este proceder se lograron plantas de mayor altura, requeridas para ser transferidas a la fase de enraizamiento en medios de cultivo líquidos.
Palabras clave: domo apical, FHIA-18, FHIA-21, Grande naine, micro-cormo, seudotallo
ABSTRACT
Propagation of bananas and plantains (Musa spp.) through biotechnological techniques has generated a great demand for biofactories. However, it is necessary to optimize the production process to make it more efficient. This work was carried out to determine the effect of the way of cutting and dividing shoots on the in vitro multiplication of three cultivars of bananas and plantains (Grande naine, FHIA 18 and FHIA 21). Side shoots (1.0 cm height and 0.5 cm diameter of pseudostem) were used as plant material. Two subcultures on medium containing MS salts, 4.0 gl-1 agar, 0.65 mgl-1 IAA, 30 gl- 1 sucrose, and 4.0, 4.0, 3.0 mgl-1 6-BAP for the cultivars Grande naine, FHIA-18 and FHIA-21, were carried out respectively. Seven forms of cutting and dividing shoots were evaluated. A significant increase in the number of shoots per explant, in all cultivars tested, was reached when a longitudinal section of micro-corm up to the apical dome and without dividing pseudostem was practiced. Additionally, plants required to be transferred to the rooting phase in liquid culture media were obtained by this procedure.
Key words: apical dome, FHIA-18, FHIA-21, Grande naine, micro-corm, pseudostem
INTRODUCCIÓN
La producción de plátanos y bananos (Musa spp.) constituye una fuente importante para la alimentación a nivel mundial. La biotecnología aplicada a la agricultura consolida la producción de semillas de alta calidad genética y fitosanitaria, mediante la aplicación del cultivo in vitro vía organogénesis directa, a partir de yemas axilares (Vasil, 1994).
En Cuba, desde mediados de la década de los años 80 del siglo pasado, se inició el desarrollo del programa de biotecnología aplicada a la propagación in vitro de varias especies de plantas, fundamentalmente plátanos y bananos, el cual se ha consolidado con la creación de 16 biofábricas distribuidas en todo el país (Orellana, 2008).
Los plátanos y bananos constituyen las especies de mayor volumen de propagación en el país con producciones anuales de 15 a 20 millones de plantas in vitro (Borroto et al., 2006). Este proceso a escala de producción en biofábricas presenta algunas limitantes que incrementan los costos de producción. El bajo coeficiente de multiplicación durante la fase de multiplicación es una de las más importantes y de mayor influencia en la eficiencia del proceso de producción de plantas in vitro de plátanos y bananos en las biofábricas, el cual puede estar condicionado por factores como los medios de cultivo y la forma de
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dividir y separar los brotes.
Dada la problemática anterior este trabajo tuvo como objetivo determinar el efecto de la forma de corte y división de los brotes sobre la multiplicación in vitro de tres cultivares de plátanos y bananos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Material vegetal
Se emplearon brotes axilares de 1.0 cm de altura y 0.5 cm de diámetro del seudotallo, con dos subcultivos, de los cultivares Grande naine (Musa AAA) FHIA 18 (Musa AAAB) y FHIA 21 (Musa AAAB).
Se nombrará como seudotallo a la zona de las hojas enrolladas desde la parte superior del micro-cormo de la planta in vitro hasta la zona de transición peciolo-vaina de la hoja más joven abierta (Sandoval, 1989).
Estos brotes para su multiplicación fueron transferidos a un medio de cultivo constituido por las sales propuestas por MS (Murashige y Skoog, 1962), 0.65 mgl-1 de ácido indolacético (AIA), 30 gl-1 de sacarosa, 4.0 gl-1 de agar y 6-bencilaminopurina (6-BAP): 4.0, 4.0 y 3.0 mgl-1 para los cultivares Grande naine, FHIA-18 y FHIA-21, respectivamente. El pH fue ajustado a 5.8±1 con una solución de NaOH (0.1 N) y HCl (0.1N) previo la esterilización.
Se determinó el efecto de diferentes formas de cortar y dividir los brotes en los tres cultivares estudiados (Tabla 1).
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Se inocularon 10 explantes por frasco de 250 ml de capacidad, que contenían 30 ml de medio de cultivo y se establecieron 10 repeticiones por cada tratamiento. El material vegetal durante seis subcultivos de multiplicación, fue incubado en cámaras de luz solar a 15 μ mol m-2 s -1, 28± 2oC y humedad relativa de 80%. Los subcultivos se efectuaron cada 21 días.
Al final de cada subcultivo se evaluaron las siguientes variables:
Número de brotes por explante
Altura de los brotes (cm)
Número hojas por brote
Número de brotes fuera de tipo
Número de brotes muertos
Número de brote mayores de 2.5 cm de altura
En el último subcultivo de multiplicación se cuantificó, además, el número de plantas transferidas a fase de enraizamiento (Fase III), en el medio de cultivo que contenía 70% de las sales MS, AIA (1.3 mgl-1), sacarosa (30 gl-1), en estado líquido.
Fue utilizado un diseño experimental completamente aleatorizado y los resultados fueron procesados estadísticamente, mediante el paquete estadístico SPSS versión 13. Para la comparación de las medias se utilizó la prueba Tukey (0.05) con previa comprobación de la distribución normal y homogeneidad de varianzas.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La forma de cortar y dividir los brotes en la fase de multiplicación, influyó sobre el número de brotes por explante.
Los tratamientos en los que se realizaba un corte longitudinal al centro del micro-cormo hasta el domo apical y sin cortar transversalmente el seudotallo (V y VII), incrementaron significativamente el número de brotes por explante en los tres cultivares, sin diferencias entre ellos (Tabla 2).
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En ninguno de los tratamientos evaluados se observó mortalidad de los explantes, ni brotes fuera de tipo.
La tendencia al crecimiento en forma de roseta no se presentó cuando se utilizaron los tratamientos VI (corte longitudinal al micro-cormo hasta el domo apical y no cortar el seudotallo) y VII (separar los brotes, sin cortar, ni dividir el seudotallo), independientemente del cultivar. Se conoce que ello varía en dependencia de la forma en que sean divididos los brotes (García et al., 2002). En los tratamientos III y IV en los cuales se corta transversalmente del seudotallo y se dividen los brotes de más 0.5 cm de diámetro del seudotallo en dos o tres fracciones sí se observó, principalmente en los cultivares FHIA-18 y FHIA-21. Estas formas de dividir los brotes no son recomendadas porque estimulan la formación de yemas adventicias que pueden incrementar la variabilidad somaclonal (Pérez et al., 1998). García et al. (2002) comprobaron que existen formas de dividir los brotes que favorecen la presencia del crecimiento en forma de roseta en el cultivar FHIA-20, lo cual disminuye cuando no se corta transversalmente el seudotallo y se dejan los brotes de menos de 1 cm de altura unidos en grupo de dos brotes o unidos a la planta madre.
La técnica del corte longitudinal al micro-cormo hasta el domo apical favorece la eliminación del efecto de dominancia que ejerce la yema apical sobre las yemas laterales, que pueden estar a veces ocultas entre los bordes basales laterales de la vaina, en su hoja correspondiente o más frecuentemente expuestas y opuestas a las axilas (Pérez et al., 1998).
Según Sandoval (1989) las yemas que dan origen a los brotes o hijuelos se derivan de las laterales por desarrollo simpodial. De esta forma el balance hormonal auxinas-citoquininas endógenas en los tejidos de los brotes favorece a las últimas, la cual estimula la formación de brotes axilares.
El incremento de los coeficientes de multiplicación durante la propagación in vitro de plátanos y bananos es importante debido a que por cada unidad que aumente este indicador, los costos de producción en una biofábrica pueden disminuir en un rango entre 0-10%, al aumentar la capacidad de incubación en cámara de luz solar, la productividad de las operarias y disminuir el consumo de agar (Pérez et al., 1998).
Los resultados mostraron, además, el efecto de la forma de corte y división de los brotes sobre la altura y el número de hojas por explante (Figura 1 y 2).
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En los tratamientos V, VI y VII donde el tamaño del mico-cormo y el sistema foliar de las plantas in vitro se mantienen, la altura y el número de hojas de los brotes fue significativamente superior en todos los cultivares, con respecto al resto de los tratamientos. Las sustancias de reserva en estas estructuras deben influir en la respuesta biológica de los brotes.
El corte longitudinal al micro-cormo hasta el domo apical, sin cortar transversalmente el seudotallo (VI), produjo, además, un incremento significativo del número de brotes mayores de 2.5 cm de altura que pueden enraizarse en medios de cultivo líquido (Tabla 3). Con este tratamiento no se afecta el tamaño de los órganos encargados de producir y almacenar las sustancias de reserva, que los brotes posteriormente utilizan fuente de nutrición junto a los componentes del medio de cultivo para incrementar su crecimiento y desarrollo.
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El estado líquido del medio de cultivo enraizamiento, reduce el tiempo requerido para que las plantas alcancen los indicadores de calidad para su transferencia a fase de aclimatización (de 21 a 15 días) al parecer por la mayor altura con que los brotes pasan a esta fase y por absolver con mayor facilidad los nutrientes del medio cultivo. Además, se produce una disminución del consumo de agar. Un aspecto importante es que este agente gelificante representa el 90% de los costos de los medios de cultivo (Pérez et al., 1998).
CONCLUSIONES
La forma de corte y división de los brotes tuvo influencia en la multiplicación in vitro de tres cultivares de Musa spp. Se logró con el empleo de un corte longitudinal al micro-cormo hasta el domo apical y no cortar transversalmente el seudotallo, un incremento significativo del número de brotes por explante en todos los cultivares evaluados. Adicionalmente, proporcionó plantas de mayor altura, requeridas para ser transferidas a la fase de enraizamiento en medios de cultivo líquidos.
REFERENCIAS
Borroto, C, Gil E, Pujol M (2006) Seguridad alimentaria, Semillas y Biotecnología: El caso de Cuba. Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB), pp. 1-11, La Habana, Cuba.
García, L, Pérez B, Sarriá, Z, Clávelo J (2002) Alternativas para la propagación in vitro del cultivar Hibrido FHIA-21. INFOMUSA 11 (1): 35 37
Orellana, P, Suárez M, Triana R, Zarria Z, Pons M, González M, Pérez Z (2008) Elementos básicos
para la planificación de la producción in vitro en biofábricas. En Resúmenes / Abstracts. VIII Simposio Internacional de Biotecnología Vegetal. Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas, p. 17
Murashige, T, Skoog, F (1962) A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue culture. Physiologia Plantarum 15: 473-497
Pérez, J, Jiménez E y Agramonte D (1998) Aumento de la eficiencia en la micropropagación. En: Pérez Ponce, JN (Ed) Propagación y mejora genética de plantas por biotecnología, pp. 179-190, IBP, Santa Clara
Pérez, J, Ramírez, D, Jiménez, E, Martínez, S, Quiñónez, R (1996) Influencia del manejo y los medios de cultivo en la micropropagación del género Musa. En: Resúmenes/ Abstracts. IV Coloquio Internacional de Biotecnología Vegetal. Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central Marta Abreu de Las Villas, p. 21-22
Sandoval, J (1989) Anatomía y morfología de la planta de banano (Musa AAA). CORBANA 24 (51): 43-59
Vasil, IK (1994) Automation of plant micropropagation.
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