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ISSN 2074-8647, RNPS: 2154 (Versión electrónica)
ISSN
1609-1841, RNPS: 0397 (Versión impresa)
Efecto de sorbitol y 6-BAP en la maduración y germinación de embriones somáticos Swietenia mahagoni (L.) Jacq
Effect of sorbitol and 6-BAP in Swietenia mahagoni (L.) Jacq. somatic embryos maturation and germination
Raúl Barbón1*, Iván Borroto, Mariana la O, Elisa Quiala, Marta Pérez. *Autor para correspondencia.
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: raulb@ibp.co.cu
RESUMEN
Los bajos porcentajes de germinación de los embriones somáticos en S. mahagoni constituyen una problemática a resolver y se plantea que la causa está en el bajo nivel de maduración. El objetivo de esta investigación fue determinar el efecto de diferentes concentraciones de sorbitol y 6-BAP en la maduración de embriones somáticos S. mahagoni para incrementar el porcentaje de germinación. Se colocaron embriones somáticos en etapa cotiledonal en un medio de cultivo de maduración. Se emplearon tres concentraciones de sorbitol (20.0, 40.0 y 60.0 g l-1) y se evaluó la maduración de los embriones somáticos mediante su respuesta en el medio de cultivo de germinación. Se demostró que el cultivo de embriones somáticos en un medio de cultivo para la maduración con 40 y 60 g l-1 de sorbitol combinado con 6-BAP (0.25 mg l-1) es necesario para incrementar el número de embriones somáticos germinados en la especie Swietenia mahagoni (L) Jacq.
Palabras clave: embriones secundarios, embriogénesis somática, hiperhidricidad, osmóticos
ABSTRACT
Low germination of somatic embryos in S. mahagoni is a problem that needs solutions. Its cause is related to the low level of embryo maturation. The objective of this research was to determine the effect of different concentrations of sorbitol and 6-BAP in the maturation of somatic embryos of S. mahagoni to increase the percentage of germination. Somatic embryos in cotyledonary stage were placed in maturation medium. Three concentrations of sorbitol (20.0, 40.0 and 60.0 g l-1) were used and the maturation of the embryos was assessed by their response to the germination medium. It was shown that somatic embryos growing in a culture medium for the maturation with sorbitol 40 and 60 g l-1 in combination with 6-BAP (0.25 mg l-1) is necessary to increase the number of somatic embryos germinated in Swietenia mahagoni (L) Jacq.
Key words: hyperhydricity, osmotic, secondary embryos, somatic embryogenesis
INTRODUCCION
Una de las especies maderables más valiosas del mundo es Swietenia mahagoni (L.) Jacq., la cual pertenece a la familia Meliaceae. Se conoce con los nombres comunes de caoba, caoba antillana o caoba de Cuba (Betancourt, 1999). Es una especie forestal muy cotizada por su madera, pero se encuentra amenazada por las deforestaciones indiscriminadas y por el ataque severo de un insecto, conocido como el barrenador de las meliáceas Hypsipyla grandella Zell (Lepidoptera, Pyralidae), además presenta una baja capacidad de regeneración. Es por ello que ha sido incluida en el apéndice II de CITES como especie amenazada. Es necesario el establecimiento y desarrollo de métodos de propagación eficientes y dinámicos que le solución a la necesidad de este recurso renovable y minimicen la presión de deforestación sobre los ecosistemas naturales (Álvarez, 2000).
La propagación vegetativa representa una vía más directa para mantener características genéticas de un árbol élite. Dentro de este tipo de propagación, el cultivo de tejidos ofrece un gran potencial de apoyo a los métodos tradicionales, al incrementar la producción de variedades genéticamente superiores, provenientes de la selección de poblaciones, del mejoramiento genético convencional o de un número limitado de semillas de polinización controlada (Altman y Loberant, 1998).
La embriogénesis somática ha devenido como el proceso morfogenético preferido para la regeneración de árboles ya que permite el desarrollo de plantas completas a partir de células individuales, el mantenimiento de la identidad clonal y se evitan fenómenos no deseados como las quimeras (Poupin y Arce-Johnson, 2005). Además, ofrece tasas potencialmente altas de propagación, así como potencial escalado, transferencia a sistemas de biorreactores, tecnologías de semilla sintética y el hecho de que los cultivos embriogénicos son susceptibles a ser tejidos blancos para la transferencia génica (Ducos et al., 2007).
Sin embargo, pocos trabajos se han realizado en relación con la embriogénesis somática en el género Swietenia (Collado et al., 2005; Borroto, 2008). Los bajos porcentajes de germinación constituyen una problemática a resolver y se plantea que la causa está en la pobre maduración que poseen los embriones somáticos, evidenciado por el bajo nivel de histodiferenciación. Teniendo en cuenta lo anteriormente planteado se propuso como objetivo de este trabajo determinar el efecto de sorbitol y 6-Bencilaminopurina (6-BAP) en la maduración y germinación de embriones somáticos de Swietenia mahagoni (L.) Jacq.
MATERIALES Y MÉTODOS
Material vegetal
Se emplearon embriones somáticos de S. mahagoni en etapa de cotiledonal obtenidos en medios de cultivo semisólidos mediante la metodología descrita por Borroto (2008).
Maduración de los embriones
Con el objetivo de incrementar el porcentaje de germinación de los embriones somáticos mediante una mayor maduración se realizó un ensayo donde se incluyeron diferentes concentraciones de sorbitol y combinado con 6-BAP.
Se colocaron embriones
somáticos en etapa cotiledonal en un medio de cultivo de maduración,
el cual estaba constituido por la mitad de las sales MS (Murashige y Skoog,
1962), 500 mg l-1 de L-glutamina, 30.0 g l-1 sacarosa
y 2.5 g l-1 de Gelrite (SIGMA). Cada tratamiento contó con
ocho réplicas y cinco embriones somáticos por frasco de cultivo.
Se estudiaron tres concentraciones de sorbitol
(20.0, 40.0 y 60.0 g l-1) y su combinación con 6-BAP (0.25
mg l-1). A los 30 días de cultivo, se colocaron los embriones
somáticos en un medio de cultivo de germinación constituido por
la mitad de las sales MS, vitaminas MS 10 ml l-1, 0.25 mg l-1
de 6-BAP y 20.0 g l-1 de sacarosa.
La maduración de los embriones somáticos se evaluó mediante su respuesta en el medio de cultivo de germinación a los 30 días de cultivo mediante las siguientes variables por frasco de cultivo:
· Número de embriones somáticos con germinación total,
· Número de embriones somáticos con germinación parcial,
· Número de embriones somáticos con síntomas de hiperhidricidad,
· Número de embriones somáticos con presencia de embriogénesis somática secundaria.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados mostraron un incremento significativo del número de embriones somáticos con germinación total y parcial procedentes de tratamientos de maduración donde se incluyó sorbitol (20 y 40 g l-1) combinado con 6-BAP (Tabla 1 y Figura 1).
Se demostró que el cultivo de embriones somáticos de S. mahagoni en un medio de cultivo para la maduración con 40 y 60 g l-1 de sorbitol es necesario para incrementar el número de embriones somáticos germinados. Esto unido a la combinación con 6-BAP demostró que su adición al medio de cultivo incrementa significativamente los porcentajes de germinación completa y parcial de los embriones somáticos de esta especie.
Autores como Collado et al. (2007) obtuvieron resultados similares a los presentados pero en la germinación de embriones somáticos de Swietenia macrophylla con sacarosa como agente osmótico en el medio de cultivo. Estos autores estudiaron un rango de un 2.0 - 8.0%, y obtuvieron el mejor resultado con un 6.0% de sacarosa. De igual forma, García et al. (2001) señalaron que el empleo de manitol en la fase de maduración produjo una respuesta similar a cuando se utilizó sacarosa para la germinación de embriones somáticos de la especie Olea europea L.
Otros autores han informado la adición de 6-BAP en el medio de cultivo para la germinación de embriones somáticos. Por ejemplo, Vilchez (2001) refirió que con el empleo de 6-BAP combinado con un análogo del brasinoesteroides (Biobras 6) en concentraciones de 0.25 mg l-1 y 10.0 mg l-1, respectivamente y condiciones de luz solar, lograron un 82.0% de germinación de embriones somáticos de Psidium guajava L. Sin embargo, Collado et al. (2005) señalaron que para S. macrophylla un aumento de las concentraciones de 6-BAP en el medio de cultivo afectó negativamente la germinación de los embriones somáticos y sus mejores resultados los obtuvieron en un medio de cultivo sin reguladores del crecimiento. Con este mismo regulador del crecimiento (0.44 µM) Capuana et al. (2007) lograron una mejor germinación de embriones somáticos con emisión del hipocótilo y abertura completa de los cotiledones en Fraxinus excelsior (L.).
En cuanto a la expresión de síntomas de hiperhidricidad, el tratamiento con 0.25 mg l-1 de 6-BAP mostró diferencias significativas con el resto de los tratamientos (Tabla 2). Por ello, se podría decir que la maduración de los embriones somáticos previo a la germinación los hace menos susceptibles a manifestar síntomas de hiperhidricidad.
Con respecto a la embriogénesis secundaria el mayor valor se presentó en el tratamiento con 0.25 mg l-1 de 6-BAP (Tabla 2 y Figura 2). Por otra parte, un menor número de embriones somáticos con embriogénesis secundaria, con diferencias significativas con el resto de los tratamientos, se observó en los embriones somáticos madurados con 40 y 60 g l-1 de sorbitol en el medio de cultivo.
Un comportamiento
similar fue informado para la especie leñosa Quercus robur L.
(Cuenca et al., 1999; Zegzouti et al., 2001), donde con el aumento
del estado de madurez de los embriones somáticos, hubo una disminución
de la embriogénesis somática secundaria. De igual forma, se obtuvieron
en la germinación de embriones somáticos de Swietenia macrophylla
(Collado et al., 2007), donde los menores valores embriogénesis
secundaria lo manifestaron embriones somáticos con maduración
previa a la
germinación en medio de cultivo con 6.0 y 8.0% de sacarosa.
CONCLUSIONES
Se demostró que el cultivo de embriones somáticos de S. mahagoni en un medio de cultivo para la maduración con 40 y 60 g l-1 de sorbitol y 6-BAP es necesario para incrementar el número de embriones somáticos germinados en la especie Swietenia mahagoni.
REFERENCIAS
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Atman, A, Loberant B (1998) Micropropagation. Clonal plant propagation in vitro. Agricultural Biotechnology 8:19-42
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Vilchez, J (2001) Embriogénesis somática y regeneración de plantas de guayabo (Psidium guajaba L.) Tesis presentada en opción al título académico de Magister Scientiae en Biotecnología Vegetal. Instituto de Biotecnología de las Plantas, Villa Clara, Cuba 60 pp
Zegzouti, R, Arnould M, Favre J (2001) Histological investigation of the multiplication step in secondary somatic embryogenesis of Quercus robur L. EDP Sciences 58:681-690
Recibido: 17-10-2012
Aceptado: 23-11-2012
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