Histology of the regeneration of Paulownia tomentosa (Paulowniaceae) by organogenesis / Histología de la regeneración por organogénesis en Paulownia tomentosa (Paulowniaceae)

Paulownia tomentosa is a fast-growing tree species with a considerable economic potential because of its value for wood as well as its high biomass production, and elevated stress tolerance. The objective of the present study was to evaluate the development of adventitious buds in leaves obtained from four-week-old shoots of P. tomentosa, in order to identify the cells involved in in vitro adventitious bud development. Leaves (proximal halves with the petiole) from the first node were excised from four-week-old micropropagated shoots, and cultured on Murashige and Skoog medium, supplemented with 3% (w/v) sucrose, 0.6% (w/v) Sigma agar, 22.7µM thidiazuron (TDZ) and 2.9µM indole-3-acetic acid for two weeks, explants were then transferred to the same medium with 0.44µM N6-benzyladenine for another four weeks. Five explants were collected daily during the two first weeks in TDZ treatment. A total of 140 samples were processed. Most of the buds developed indirectly from the callus formed in the petiole stub, and they became visible after eight-ten days of culture, although some buds were also observed in the area of the laminar cut at the level of the veins. The first histological changes could be observed after two-three days of culture, with the dedifferentiation of some subepidermal and inner parenchyma cells, which exhibited a large, prominent nucleus, densely-stained cytoplasm and a high nucleusto-cell area ratio. Proliferation of these cells gives rise to meristemoid formation after seven-ten days of culture. Organized cell division in meristemoids allows the formation of bud primordia that emerged from the explants surface. The progressive structural differentiation of the apical meristem, leaf primordia, and procambium strands, led to formation of complete buds that were observed in the exterior of the explants after 10-15 days of culture. Direct development of buds from cells in the subepidermic and/or epidermic layers were observed ...

Paulownia tomentosa es un árbol de rápido crecimiento y con un gran potencial económico por su madera, su utilización para la producción de biocombustible, así como su alto rendimiento en la producción de biomasa y su elevada tolerancia al estrés. El objetivo del presente trabajo ha sido evaluar el desarrollo a nivel histológico de yemas adventicias en hojas de Paulownia tomentosa. Hojas del primer entrenudo de brotes de cuatro semanas cultivados in vitro, fueron cultivadas en medio de Murashige y Skoog complementado con 22.7µM tidiazuron y 2.9µM ácido indol acético durante dos semanas. Los explantos fueron posteriormente transferidos a igual medio con 0.44µM N6 -benciladenina durante otras cuatro semanas. Se recogieron cinco muestras diarias durante las dos primeras semanas de tratamiento en medio con TDZ, procesando un total de 140 muestras. La mayoría de las yemas se desarrollan indirectamente a partir del callo formado en la superficie de corte del pecíolo. Después de dos-tres días de cultivo se observan los primeros cambios histológicos, con la desdiferenciación de algunas células de las capas subepidérmicas y del parénquima interno. La posterior proliferación de estas células da lugar a la formación de los meristemoides después de siete-diez días de cultivo. La progresiva diferenciación de estos meristemoides da lugar a la formación de las yemas que son visibles al exterior a partir de los 10-15 días. En la superficie adaxial del pecíolo se observó la formación de yemas adventicias de forma directa. Este protocolo puede ser de gran utilidad para la determinación de las células más adecuadas para los procesos de transformación genética.

In vitro rhizogenesis: histoanatomy of Cedrela odorata (Meliaceae) microcuttings

Cedrela odorata (Meliaceae) is considered as one of the most valuable forest tree in the tropics. Clonal propagation of this species provide an alternative method to propagate superior genotypes, being the production of good quality adventitious roots one of the most important steps in micropropagation techniques. The sequence of anatomical changes that takes place during the formation of adventitious roots in shoots of Cedrela odorata cultured in vitro is described in this study. Eigth-week-old shoots, from multiplication cultures, were rooted in Murashige and Skoog´s medium (1962) with half- strength macronutrients and with 0 or 1mg/l indole-3-butyric acid (IBA). Between 12 and 24h after the start of rooting, some cambium, phloem and interfascicular parenchyma cells became dense cytoplasm, nuclei with prominent nucleoli and the first cell divisions were observed, especially in shoots treated with auxin (dedifferentiation phase). After 3-4 days, the number of dedifferentiated cells and mitotic divisions increased considerably, and the formation of groups of some 30-40 meristematic cells (meristemoids) was observed (induction phase). The first primordial roots developed from the 4th-5th day. The vascular tissues of these primordia connected to those of the explant, and roots began to emerge from the base by day 6. Development of the primordial roots was similar in the control shoots and shoots treated with 1mg/l IBA, although there were more roots per explant in the latter. Rev. Biol. Trop. 59 (1): 447-453. Epub 2011 March 01.

Cedrela odorata (Meliaceae) es una especie tropical de gran valor económico. La propagación in vitro de esta especie ofrece una vía alternativa para la clonación de genotipos superiores, siendo la formación de un buen sistema radical uno de los pasos claves en la micropropagación. En este trabajo analizamos la secuencia de cambios anatómicos que tienen lugar durante la formación de raíces adventicias en microestaquillas de Cedrela odorata. Para el enraizamiento se utilizó el medio MS con los macronutrientes reducidos a la mitad, suplementado con AIB 0 ó 1mg/l. A partir de las 12-24 horas del comienzo del enraizamiento, se observaron los primeros cambios en las células del cambium, del floema y del parénquima interfascicular (fase de diferenciación). Después de 3-4 días, aparecen grupos de células meristemáticas (fase de inducción). Los primordios se desarrollan después de 4-5 días, siendo visibles al exterior a partir del sexto día (fase de emergencia). El desarrollo de las raíces fue similar en ambos tratamientos, pero la presencia de AIB aumenta el número de raíces.