Morphological and biochemical changes during somatic embryogenesis in mahogany, Swietenia macrophylla (Meliaceae)

Intensive exploitation of mahogany wood (Swietenia macrophylla, Meliaceae) has resulted in the loss of natural populations. Somatic embryogenesis offers an alternative to clonal propagation and conservation of mahogany. This study describes biochemical (carbohydrates, total phenols, total flavonoids, protein, and plant growth regulators content) and histological characteristics of the somatic embryogenesis process in mahogany. Calli were obtained by culturing cotyledons of seeds from immature fruits for six weeks on semi-solid MS medium supplemented with 1.0 mgL-1 of kinetin and 4.0 mgL-1 of 2, 4-D. Primary callus was cultured on half strength semi-solid MS medium supplemented with 1.0 mgl-1 6-BA (6-benzylaminopurine) and embryogenic structures were obtained. Embryo development from globular-shaped somatic embryos to the cotyledonary stage was confirmed by histology and scanning electron microscopy. Shoot initiation was observed after somatic embryos were transferred to germination and maturation medium. Endogenous concentrations of carbohydrates, total phenols, total flavonoids, protein, and plant growth regulators were determined in embryogenic (EC) and non-embryogenic (NEC) calli of mahogany. Embryogenic cultures contained significantly higher concentrations of IAA (indoleacetic acid), ABA (abscisic acid), and GAs (Gibberellins 1+3+20), whereas non-embryogenic calli contained more total phenols, flavonoids and resistant starch. Fructose and glucose were not present at detectable levels in EC or NEC, whereas soluble starch and sucrose were only detectable in EC. Concentrations of total proteins, Z/ZR (Zeatin/zeatin riboside) and iP/iPA (N6-(Δ2-isopentenyl) adenine and N6-(Δ2-isopentenyl) adenosine) were similar in EC and NEC.

La explotación intensiva de la madera de caoba (Swietenia macrophylla) ha provocado la pérdida de poblaciones naturales. La embriogénesis somática ofrece una alternativa a la propagación clonal y la conservación de esta especie. Este estudio describe las características bioquímicas (contenido de carbohidratos, fenoles totales, flavonoides totales, proteínas y reguladores del crecimiento) e histológicas del proceso de embriogénesis somática en caoba. Los callos se obtuvieron cultivando cotiledones de semillas de frutos inmaduros durante seis semanas en medio MS semisólido suplementado con 1.0 mgL-1 de kinetina y 4.0 mgL-1 de 2, 4-D. Luego se cultivó el callo primario en medio MS semisólido y un suplemento de 1.0 mgl-1 BA y se obtuvieron estructuras embriogénicas. El desarrollo de embriones somáticos de forma globular a la etapa cotiledonar se confirmó por histología y microscopía electrónica de barrido. La iniciación del brote se observó después de que los embriones somáticos se transfirieron a un medio de germinación y maduración. Se determinaron las concentraciones endógenas de carbohidratos, fenoles totales, flavonoides totales, proteínas y reguladores del crecimiento en callos embriogénicos (EC) y no embriogénicos (NEC) de caoba. Los cultivos embriogénicos contenían concentraciones significativamente más altas de IAA, ABA y GA, mientras que los callos no embriogénicos contenían más fenoles totales, flavonoides y almidón resistente. La fructosa y la glucosa no estaban presentes en niveles detectables en EC o NEC, mientras que el almidón soluble y la sacarosa solo se detectaron en el EC. Las concentraciones de proteínas totales, Z / ZR e iP / iPA fueron similares en EC y NEC.

Análisis de patrones morfológicos y anatómicos en la embriogénesis somática del banano Williams (AAA) / Analysis of the morphological and anatomical patterns in the somatic embryogenesis of Williams banana (AAA)

La embriogénesis somática representa una herramienta esencial en el mejoramiento genético y en la micropropagación clonal masiva de bananos mejorados. En el presente trabajo se analizaron los patrones morfológicos y anatómicos que ocurren durante la embriogénesis somática del banano Williams, dirigidos a conocer y mejorar este proceso. En la investigación se establecieron suspensiones celulares embriogénicas (SCE) a partir de callo embriogénico obtenido de manos florales inmaduras masculinas, las cuales originaron abundantes embriones que regeneraron plantas. Hacia los tres meses de cultivo se detectaron embriones somáticos (ES) primarios color blanco-crema en las manos florales de los nudos nueve a doce, contados a partir del ápice floral. Al cuarto mes estos ES primarios dieron origen al callo embriogénico, de color blanco crema, estructura granular, con abundantes ES torpedo en su periferia y con una organización celular en tres diferentes zonas. De este callo se cultivaron porciones pequeñas con ES torpedo en medio de multiplicación durante dos meses, dando origen a la SCE I. La misma se tamizó (250 µm) para establecer la SCE II. El sedimento de células y los agregados celulares embriogénicos de ambas SCE se trasladó a medio de maduración. Transcurridos dos meses los embriones maduros se transfirieron a medio de conversión de embriones, lográndose regenerar plantas completas a partir de las dos semanas. Las SCE produjeron numerosos embriones somáticos maduros y mostraron una buena conversión de embriones a plantas y regeneración de plantas. Este sistema de embriogénesis somática permitió la obtención de plantas funcionales en nueve meses.

Somatic embryogenesis represents an essential tool for the genetic improvement and for the mass clonal micropropagation of the improved banana plant. In this present work morphological and anatomical patterns were analyzed in the somatic embryogenesis of Williams banana, to know and enhance this process. In the investigation embryogenic cell suspensions (ECS) were established from embryogenic callus obtained from floral immature male hands, which gave rise to many somatic embryos that regenerated plants. Towards the three months of culture white-cream primary somatic embryos (SE) were detected in the floral hands of the nodes nine to twelve, counted from the floral apex. At the fourth month this primary SE gave origin to a creamy-white embryogenic callus, with granular structure and abundant SE torpedo on its periphery. Cell organization with three different zones was observed in callus. Small portions of this callus were cultivated in the multiplication medium for two months, to originate ECS I. This ECS was filtered through a mesh (250 µm pore size) to establish the ECS II. The sediment of embryogenic cells and cell clusters of the ECS were moved to maturation media. After two months the mature embryos were transferred to conversion medium, and two weeks later, whole plants were developed. The ECS produced numerous mature SE, which showed good conversion of embryos into plants and plant regeneration. This system of somatic embryogenesis permitted the mass production of functional plants in nine months.

Efecto del herbicida glufosinato de amonio en diferentes explantes de coffea arabica cv. Catimor / Effect of the herbicide glufosinate ammonium in explants of coffea arabica cv. Catimor

Se evaluó la sensibilidad de distintos explantes (callo embriogénico, secciones foliares, embriones somáticos en estadio torpedo y células en suspensión) de Coffea arabica cv. Catimor al herbicida glufosinato de amonio (0,5; 1; 5 y 10 mg/L), con el fin de conocer la concentración óptima a utilizar de este agente selectivo en subsiguientes experimentos de transformación genética. Se determinó que, tanto en explantes foliares como en callo y en embriones somáticos, la inhibición del crecimiento se produce a partir de 1 mg/L del herbicida. Las células en suspensión presentaron una mayor resistencia al agente de selección, ya que la concentración inhibitoria del crecimiento fue de 5 mg/L.