Assessment three constitutive promoters for GUS expression in rice (Oryza sativa L., var. J-104) / Evaluación de tres promotores constitutivos para la expresión GUS en arroz (Oryza sativa L., cv. J-104)

This work analyzed the constitutive expression of the ß-Glucuronidase (GUS) reporter gene fused to three promoters: the cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S, the chimerical A9 promoter which contains rice Act1, and the Ubiquitine-1 promoter from maize. The activity of the promoters was qualitative and quantitatively obtained in different tissues and various growth stages of rice plants (cv J-104) transformed by biolistic. All the promoters were found to be active, with distinct patterns of relative activity in leaves, stem and roots from in vitro and ex vitro plants, and in plants of T1 progeny. The chimerical A9 promoter increased significantly levels of GUS expression in all the tissues and at all growth stages of the plants.

Se analizó la expresión constitutiva del gen reportero de la ß-Glucuronidasa (GUS) fusionado a tres promotores: el 35S del virus del mosaico de la coliflor (CaMV), el promotor quimérico A9 que contiene la actina-1 de arroz y el promotor ubiquitina-1 de maíz. La actividad de los promotores fue analizada cualitativa y cuantitativamente en diferentes tejidos y estadíos de crecimiento de plantas de arroz (variedad J-104) transformadas mediante biobalística. Se demostró la expresión constitutiva de GUS bajo los promotores estudiados, con distintos patrones de actividad relativa en hojas, tallos y raíces de plantas in vitro y ex vitro, y en plantas de la progenie T1. Bajo el promotor quimérico A9 se lograron los mayores niveles de expresión GUS en todos los tejidos y fases de crecimiento de las plantas.

Effective B-lactam antibiotics for Agrobacterium tumefaciens suppression in indica rice calli / Antibióticos beta-lactámicos efectivos para eliminar el Agrobacterium tumefaciens en callos de arroz índica

It was evaluated the antibacterial activity of seven β-lactam antibiotics against A. tumefaciens strain EHA105, living in indica rice calli. For detection of persistent Agrobacterium in callus tissues, homogenates of infected calli were spread over LB agar plates to count colony forming units per gram of calli. Agrobacterium growth was completely suppressed during plant regeneration at 250 mg/l of all of the antibiotics tested. Also it was appraised the effect of β-lactams on callus growth and plant regeneration. A similar tendency of increased calli fresh weight with 100 mg/l and 250 mg/l of all antibiotics was proven. But the use of 500 mg/l caused decreasing of callus growth. About 80% of calli formed shoots in a month when we used 100 mg/l or 250 mg/l of β-lactam during the regeneration stage. Two morphogenic responses were distinguished during regeneration stage: somatic embryogenesis and adventitious shoots organogenesis.

Se evaluó la actividad antibacteriana de siete antibióticos β-lactámicos sobre la cepa EHA105 de Agrobacterium tumefaciens inoculada en callos de arroz. Para detectar el Agrobacterium persistente en los callos, se cultivó en medio LB sólido un extracto de callos infectados, y se contó el número de unidades formadoras de colonias por gramo de callo. La bacteria se eliminó totalmente en la fase de regeneración utilizando 250 mg/l de cualquiera de los antibióticos probados. Se evaluó además el efecto de los β-lactámicos sobre el crecimiento de los callos y la regeneración de plantas. El incremento del peso de los callos fue similar cuando se utilizó 100 y 250 mg/l de antibiótico, pero disminuyó significativamente cuando la concentración se elevó a 500 mg/l. La regeneración de plantas ocurrió a partir del 80% de los callos cultivados con 100 y 250 mg/l de antibiótico. En la regeneración se distinguieron dos respuestas morfogénicas: embriogénesis somática y organogénesis adventicia.

Quantitative transient GUS expression in J-104 rice calli through manipulation of in vitro culture conditions

This paper purposes suitable conditions for callus induction and co-cultivation with Agrobacterium tumefaciens of J-104 rice cultivar. It was evaluated the effect of different concentrations of 2.4-D and agar, and the inclusion of L-proline and L-glutamine in callus culture medium. The use of 2.5 mg/L 2.4-D and 0.8% agar allowed the highest percentage of embryogenic calli. Callus formation was improved considerably with 500 mg/L of L-proline and L-glutamine in the culture medium. Different factors were studied throughout co-cultivation of calli with A. tumefaciens: inoculation time, co-cultivation temperature, concentration of acetosyringone and co-cultivation period. Transient GUS expression was quantified by fluorometry in all co-cultivated calli. The best results were obtained with the following conditions: 10 min as inoculation time, 100µM acetosyringone in co-cultivation medium, temperature of 20ºC, and 3 days as co-cultivation period.

Se describen las condiciones óptimas para la callogénesis y cocultivo de callos con Agrobacterium tume-faciens de la variedad de arroz J-104. Se determinó el efecto de diferentes concentraciones de 2.4-D, agar y de L-prolina y L-glutamina en el medio de cultivo de callos. El uso de 2,5 mg/L de 2.4-D y 0,8% de agar permitió lograr el porcentaje más alto de callos embriogénicos. La formación de callos fue mejorada considerablemente con la adición de 500 mg/L de L-prolina e igual concentración de L-glutamina en el medio de cultivo. Se estudiaron diferentes factores en el cocultivo de los callos con A. tumefaciens: tiempo de inoculación, concentración de acetosiringona, temperatura y tiempo de cocultivo. Para comparar el efecto de cada factor sobre la expresión GUS se cuantificó la actividad transitoria mediante fluorimetría. Los valores más altos de actividad fluorimétrica fueron obtenidos con las siguientes condiciones: 10 min de inoculación, 100µM de acetosiringona en el medio de cocultivo y 3 días de cocultivo a 20 ºC.

Evaluación morfológica de brotes regenerados de callos de arroz (variedad IACuba-28) resistentes a higromicina / Morphological evaluation of shoots regenerated from hygromycin-resistant rice callus (cv IACuba-28)

Se estableció un sistema de evaluación de brotes de arroz regenerados de callos resistentes a higromicina, que permitió relacionar las características morfológicas de dichos brotes con su resistencia al antibiótico. Callos embriogénicos de arroz se transformaron con Agrobacterium tumefaciens (EHA105/ pCAMBIA1300),con el gen de la higromicina-fosfotransferasa como marcador de selección. Después de dos semanas en medio de cultivo con higromicina, los callos resistentes fueron transferidos a regeneración. Durante 30 días se realizaron extracciones sucesivas de brotes emitidos de los callos, en seis intervalos de cinco días cada uno. Estos brotes se clasificaron según su morfología en: clase I – brote vigoroso con una estructura bipolar típica, de ápice y raíz con longitudes proporcionales; clase II – brote con raíz pequeña respecto al ápice, o sin raíz; clase III – brote con alteraciones fenotípicas, albinismo, hojas muy anchas o enrolladas. Los brotes clasificados se transfirieron a medio MS con higromicina para evaluar su viabilidad. Los declase I, que predominaron en las primeras extracciones, presentaron la mayor viabilidad durante el enraizamiento y crecimiento del follaje. En las últimas dos extracciones ocurrió una drástica reducción de los brotes clase I, y aumentaron los de clases II y III, simultáneamente disminuyó la viabilidad de estos últimos en MS con higromicina. Este resultado puede aplicarse para mejorar la eficiencia de obtención de plantas transgénicas de arroz en estas condiciones, debido a que precisa el momento óptimo para lograr brotes con características morfológicas normales y que sean resistentes a higromicina.