Callus culture development of two varieties of Tagetes erecta and carotenoid production

Background The properties of natural pigments, such as antioxidants, functional, medical, and nutraceutical, have demonstrated the advantages of these natural compounds over synthetic ones. Some products are accepted only when they are pigmented with natural, food-quality colorants: for example poultry products (manly marigold flower extracts). Carotenoids such as β-carotene, β-criptoxanthin and lutein are very attractive as natural food colorants due to their antioxidant and pro-vitamin activities which provide additional value to the target products. Marigold (Tagetes erecta) is an Asteraceous ornamental plant native to Mexico, and it is also important as a carotenoid source for industrial and medicinal purposes but nowadays its production is destined mainly for ornamental purposes. Results Friable callus of T. erecta yellow flower (YF) and white flower (WF) varieties was induced from leaf explants on Murashige and Skoog (MS) medium supplemented with 9.0 µM 4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 8.8 µM benzyladenine (BA). Calluses developed from both varieties were different in pigmentation. Extract characterization from callus cultures was carried out by high-performance liquid chromatography (HPLC). This analytical process detected several carotenoids; the main pigments in extracts from YF callus were lutein and zeaxanthin, whereas in the extracts of the WF callus the main pigments were lutein, zeaxanthin, β-cryptoxanthin and β-carotene. Callus cultures of T. erecta accumulated pigments even after several rounds of subculture. Conclusions WF callus appeared to be a suitable candidate as a source of different carotenoids, and tested varieties could represent an alternative for further studies about in vitro pigment production.

Estudio del desarrollo, calidad de planta y acumulación de pigmentos en lígulas de tagetes erecta l: expuestas a dos intensidades de luz / Study of development, quality of plant and accumulation of pigments in ligules of tagetes erecta l: exposed to two light intensities

The carotenoids are photosensitive pigments during photosynthesis. The objective of this work was to study the effect on development and accumulation of carotenoids in ligules of Tagetes erecta exposed under two different lighting ambient (with mesh and without mesh of 50 percent). The plant development was evaluated measuring the height of the plant, number of floral buds, the ligules diameter. In adition, the quantification and identification of carotenoids from ligules was done by HPLC. The results showed significant differences (p<0.05) in the height of the plant, number of floral buds and ligules diameter of T. erecta. The group grown without mesh received greater UV radiation and different temperature, that under a mesh. The first conditions lead to a reduction of the ligules diameter and total content of xanthophylls (lutein and zeaxanthin). The plastids ultrastructure in the cells of T. erecta developed with mesh showed the greatest amount of thylakoid membranes and more conspicuous starch granules.

Los carotenoides son pigmentos fotosensibles frente a un exceso de intensidad luminosa durante el proceso de fotosíntesis. El objetivo de este trabajo fue el estudio del efecto en el desarrollo de la planta y la acumulación de carotenoides por la exposición a dos diferentes intensidades lumínicas (con y sin malla de sombra al 50 por ciento). Se evaluó el desarrollo de T. erecta en cuanto a la altura de la planta, número de botones florales y el diámetro de las lígulas. Adicionalmente, en las lígulas se cuantificaron e identificaron los carotenoides por HPLC. Los resultados mostraron diferencias significativas (p<0.05) en cuanto al desarrollo de las plantas expuestas a mayor radiación UV y temperatura, presentaron reducción del diámetro de las lígulas y disminución en el contenido de Xantófilas totales ( luteína y zeaxantina) con respecto a las cultivadas con malla,. La ultraestructura de los plastidios mostró mayor cantidad de membranas tilacoidales y gránulos de almidón más conspicuos en las células de las plantas de T erecta desarrolladas con malla.

Cambios en las actividades de alfa-amilasa: pectinmetilesterasa y poligalacturonasa durante la maduración del maracuyá amarillo passiflora edulis var. flavicarpa degener) / Changes in enzymatic activity of alfa-amylase pectinmethylesterase and polygalacturonase during ripening in yellow passion fruit (passiflora edulis var. flavicarpa degener)

El maracuyá amarillo (Passiflora edulis var. Flavicarpa Degener) es una fruta tropical muy apreciada por su sabor. Los componentes responsables del sabor se desarrollan durante la maduración, como resultado del incremento en la actividad metabólica. En el presente trabajo se evaluó la producción de CO2 y el desarrollo del color como indicadores de la maduración, así como la actividad de la a-amilasa, poligalacturonasa (PG) y pectinmetilesterasa (PME), con relación a la presencia de diversos componentes responsables del sabor agridulce (sólidos solubles, azúcares, ácidos orgánicos y pH) característico del maracuyá. Los resultados mostraron que la maduración del fruto continuó después de su separación de la planta en la semana 8 después de la antesis (DA). La actividad de a-amilasa y PG se elevó en la semana 9 DA y la de PG se incrementó nuevamente al final del desarrollo del fruto. La actividad de PME también presentó dos valores máximos, en las semanas 8 y 11 DA. El incremento conjunto en la actividad de las enzimas asociado a la maduración de la fruta, indicada por el cambio de color y la elevación en la producción de CO2, generan un incremento en los azúcares y ácidos orgánicos, algunos de los cuales pueden ser responsables del sabor característico del maracuyá