ABSTRACT
ABSTRACT This study describes the in vitro seed germination and micropropagation of Plukenetia volubilis (sacha inchi), an oilseed crop rich in omega-3 fatty acids, with health benefits and several industrial applications. Seed germination was evaluated in different culture media (MS and 1/2 MS), seed coat presence/absence and culture temperature (18 °C and 28 °C). Micropropagation was performed using axillary bud development (ABD) on nodal segments from in vitro seedlings. KIN, BAP and 2-ip were evaluated for ABD, and the effect of modified MS in 453 mg L-1 CaCl2 and 351.62 mg L-1 MgSO4 on ABD and shoot survival was assessed to improve the process. Finally, six treatments were evaluated to optimize ABD and shoot leaf formation. Seed germination of 91.6 % was achieved in MS at 28 °C when the seed coat was removed. ABD was obtained in 45 % and 40 % with 0.4 mg L-1 KIN and 0.6 mg L-1 2-ip, respectively, with the least CAL. The modification in 453 mg L-1 CaCl2 then allowed 76 % ABD and 82 % explant survival. ABD response was optimized to 95 % and 2.45 leaves with MS medium + CaCl2 modification + 10 % coconut water + 0.4 mg L-1 KIN. The same results were obtained by replacing the latter with 0.6 mg L-1 2-ip. Rooting was achieved in MS without PGR, and acclimatization was successful. The results indicate that plant production via germination and vegetative propagation is effective for commercial purposes.
RESUMEN Este estudio describe la germinación in vitro y micropropagación de Plukenetia volubilis, un cultivo oleaginoso rico en omega-3 benéfico para la salud y con múltiples aplicaciones industriales. Se evaluó en la germinación diferentes medios de cultivo (MS y 1/2 MS), presencia-ausencia de testa y temperatura de cultivo (18 ° C y 28 ° C). La micropropagación se realizó vía yemas axilares (ABD) de plántulas in vitro. Se evaluó el efecto de KIN, BAP y 2-ip sobre ABD, seguidamente, para mejorar el proceso se evaluó el efecto de MS modificado en 453 mg L-1 CaCl2 y 351.62 mg L-1 MgSO4 sobre ABD y supervivencia del brote. Finalmente, se evaluaron seis tratamientos para optimizar ABD y la formación de hojas. Se logró una germinación 91,6 % en MS a 28 °C cuando se retiró la testa. Se obtuvo 45 % y 40 % de ABD con 0,4 mg L-1 KIN y 0,6 mg L-1 2-ip respectivamente, ambos con la menor CAL. Posteriormente, la modificación de CaCl2 permitió 76 % ABD y 82 % de supervivencia. Se optimizó ABD al 95 % con 2,45 hojas por brote con el medio: MS + modificación de CaCl2 + 10 % de agua de coco + 0.4 mg L-1 KIN, los mismos resultados se obtuvieron cambiando este último con 0,6 mg L-1 2-ip, se logró enraizamiento en MS sin PGR, y la aclimatización fue exitosa. Los resultados indican que la producción de plantas vía germinación y propagación vegetativa es efectiva con fines comerciales.
ABSTRACT
In order to understand the causes of lack of regeneration in cacao somatic embryos, two cacao varieties with different responses to regeneration potential were described based on their capacity to store different compounds. It is well known that seed reserves play a central role in the regenerative capability of somatic embryos; thus, we followed histochemical changes and reserve fluctuations of proteins, polysaccharides and polyphenols during somatic embryogenesis (SE) in the two cacao varieties. The study showed that, in somatic embryos of the regenerating variety, polyphenols were localized mainly in the periphery of the embryo (epidermal cells) and proteins were the main storage substance in the embryo expression medium, while the non-regenerating variety had a high presence of polysaccharides with random distribution of polyphenols at the end of the embryo induction step.
Dos variedades de cacao con diferentes respuestas a la regeneración fueron descritas en función de su capacidad para almacenar diferentes compuestos, con el fin de aproximarse al entendimiento de las causas de la falta de regeneración en embriones somáticos de cacao. Es bien sabido que las reservas de semillas desempeñan un papel central en la capacidad de regeneración de embriones somáticos; por tanto, se realizó un seguimiento de cambios histoquímicos y fluctuaciones de reserva de proteínas, polisacáridos y polifenoles durante la embriogénesis somática (SE) en dos variedades de cacao. El estudio mostró que, en los embriones somáticos de la variedad regenerante, los polifenoles se localizaron principalmente en la periferia del embrión (células de la epidermis) y las proteínas fueron el componente principal de almacenamiento en el medio de expresión de embriones, mientras que la variedad no regenerante tenía una alta presencia de polisacáridos y una distribución aleatoria de los polifenoles en el final de la etapa de inducción de embriones.