ABSTRACT
Background: Comparative features of embryos developed under in vitro and in vivo conditions are particularly important in designing embryo transfer procedures that fulfil embryo-recipient synchronization requirements. Objective: To determine the degree of asynchrony in rabbit embryo development between cultured and in vivo embryos. Methods: A total of 55 non- lactating multiparous female rabbits were used. Embryos were classified as 16-cells or early morulae at 48 hours post-coitum (hpc). Embryos were cultured during 30 or 32 h and embryo development was compared with in vivo embryos of 72 hpc. In vitro and in vivo embryos at 72 hpc were classified as early or compacted morulae. Bayesian statistics was used. Difference between in vivo and in vitro embryos and the actual probability of the difference between the in vivo and in vitro embryo higher than zero (P) was estimated. Results: The percentage of compacted morulae was higher in in vivo embryos than in in vitro embryos with +6 h of asynchrony (73.5 and 32.8%, P=1.00). But the percentage of compacted morulae was similar with +8 h asynchrony. Conclusions: In vitro embryos delay their development by + 8 hours compared to in vivo embryos.
Antecedentes: El desarrollo comparativo de embriones producidos in vitro e in vivo es particularmente importante para el diseño de procedimientos de transferencia de embriones cuando se requiere sincronización entre el embrión y la hembra receptora. Objetivo: Determinar el grado de asincronía en el desarrollo embrionario entre embriones in vivo y cultivados. Métodos: Un total de 55 conejas multiparas no lactantes fueron utilizadas. Los embriones se clasificaron en 16 células o mórulas tempranas a las 48 horas después del coito (hpc). Los embriones se cultivaron durante 30 ó 32 horas y el desarrollo embrionario se comparó con embriones de 72 hpc obtenidos in vivo. Los embriones in vitro e in vivo a 72 hpc se clasificaron como mórulas tempranas o compactas. Se utilizó estadística bayesiana. Se estimó la diferencia entre embriones in vivo e in vitro y la probabilidad de que la diferencia sea superior a cero (P). Resultados: El porcentaje de mórulas compactas fue mayor en embriones in vivo que en embriones in vitro con +6 horas de asincronía (73,5 y 32,8%, P=1,00), pero el porcentaje de mórulas compactas fue similar con asincronía de +8 horas. Conclusión: Los embriones cultivados retrasan +8 horas su desarrollo en comparación con los embriones in vivo.
Antecedentes: A aquisição do desenvolvimento de embriões produzidos in vitro e in vivo é particularmente importante na concepção de procedimentos de transferência de embriões em que a sincronização entre o embrião e a fêmea receptora é necessária. Objetivo: Determinar o grau de assincronia no desenvolvimento embrionário entre embriões cultivados e in vivo. Métodos: Um total de 55 coelhos multíparos não lactantes foram usados. Os embriões foram classificados em 16 células ou mórulas iniciais 48 horas de gestação (hpc). Os embriões foram cultivados por 30 ou 32 horas e o desenvolvimento embrionário foi comparado com embriões de 72 hpc obtidos in vivo. Embriões in vitro e in vivo a 72 hpc foram classificados como mórulas precoces ou compactadas. Estatísticas bayesianas foram usadas. A diferença entre embriões in vivo e in vitro e a probabilidade de que a diferença seja maior que zero (P) foi estimada. Resultados: A porcentagem de mórulas compactadas foi maior em embriões in vivo do que em embriões in vitro com +6 horas de assincronia (73,5 e 32,8%, P=1,00). Mas a porcentagem de mórulas compactadas foi semelhante com assincronia de +8 horas. Conclusão: Embriões cultivados atrasam seu desenvolvimento em +8 horas em comparação com embriões in vivo.
ABSTRACT
RESUMEN La lenteja (Lens culinaris Medik.) es una especie diploide autógama (2n=2x=14) perteneciente a la familia Fabaceae. Es uno de los cultivos más antiguos que se conocen, con 8.000 a 9.000 años de historia, y se encuentra entre los primeros domesticados en Medio Oriente. Las semillas tienen un alto valor nutricional. Este cultivo es un interesante sustituto del trigo en las rotaciones de cereales, pero su importancia es baja debido a la falta de buenas variedades con adaptación local. Uno de los principales problemas que enfrentan los mejoradores en nuestro país es la estrecha base genética del germoplasma cultivado y su bajo potencial de rendimiento. En 2004 se inició un programa de mejoramiento de lentejas para desarrollar nuevas variedades con adaptación a las condiciones predominantes en las áreas de cultivo de Argentina. El germoplasma se obtuvo del ICARDA (Centro Internacional de Investigación Agrícola en las Zonas Áridas) y de productores locales. Se utilizan métodos convencionales de mejoramiento basados en la hibridación y selección. Se han obtenido dos nuevas variedades, una del tipo macrosperma (Boyerito FCA) y la otra del tipo microsperma (Tacuarita FCA) mediante la aplicación de selección masal en poblaciones F2 provenientes de la hibridación de materiales seleccionados. Este programa complementa los métodos de mejora tradicional con técnicas biotecnológicas como la transgénesis, el uso de marcadores moleculares, el cultivo de embriones in vitro combinado con el método SSD para acortar el ciclo generacional, y el fenotipado digital.
ABSTRACT Lentil (Lens culinaris Medik.) is a self-pollinating diploid (2n=2x=14) species belonging to the Fabaceae family. It is one of the oldest crops known, with 8,000 to 9,000 years of history and it is among the earliest domesticates from the Near East Fertile Crescent. The seeds have high nutritional value. This crop is an interesting substitute to wheat in cereal rotations but its importance is low due to a lack of suitable varieties with local adaptation. Some of the major problems that Argentinian lentil breeders face are the narrow genetic base of the current cultivated germplasm and its low yield potential. A lentil breeding program was initiated in 2004 to develop new varieties with adaptation to prevalent conditions in growing areas of Argentina. Germplasm was obtained from ICARDA (International Center for Agricultural Research in the Dry Areas) and local producers. Conventional breeding methods using hybridization and selection are being carried out to develop improved varieties, broad the genetic base, and isolate superior recombinant inbred lines. Two new varieties have been obtained, one of the macrosperm type (Boyerito FCA) and the other of the microsperm type (Tacuarita FCA) through the application of mass selection in F2 populations from the cross of selected materials. This program complements traditional breeding methods with biotechnological techniques such as transgenesis, use of molecular markers, in vitro embryo culture combined with the SSD method to shorten the breeding time, and digital phenotyping.
ABSTRACT
Vasconcellea stipulata has great commercial importance because of its enzymatic activity and as a source for genetic improvement of papaya since it is resistant to the papaya ringspot virus. However, due to its low regeneration by seeds and limited knowledge of its genetic and pharmaceutical properties, this species is not widely cultivated. For propagation, in vitro culture of seeds has been used to address this problem, but hyperhydricity, a physiological disorder, mainly expressed in the developing embryonic axis and specifically associated with this species, is a significant constraint. In order to obtain elite material for culture of V. stipulata, the aim of this work was to increase germination, to control hyperhydricity in embryos and to evaluate the potential to induce morphogenic responses, i.e., shoot formation. Our results showed that it is possible to increase germination up to 53% under in vitro conditions within a short period in the presence of hydrogen peroxide. In addition, hyperhydricity was significantly reduced (50%) in vitro when gibberellic acid concentrations were included on a 1/2 Nitsch and Nitsch nutrient medium, resulting in approximately 80% recovery of viable seedlings. Finally, other plant growth regulators were evaluated and found to trigger shoot formation in axillary buds as well as induce the formation of callus in leaf sections derived of seedlings.
Vasconcellea stipulata posee una gran importancia comercial debido a su actividad enzimática y como fuente para el mejoramiento genético de papaya, debido a su resistencia al virus de la mancha anular de esta especie. Sin embargo, debido a su baja regeneración por semillas y al limitado conocimiento de sus propiedades genéticas y farmacéuticas, esta especie no es cultivada ampliamente. La propagación a través del cultivo in vitro de semillas se ha usado para contrarrestar este tipo de problema, pero la hiperhidricidad, un trastorno fisiológico, expresado principalmente en los ejes embrionarios en desarrollo y asociado específicamente a esta especie, es una restricción significativa. Con el fin de obtener material de élite para el cultivo de V. stipulata, el objetivo de este trabajo fue incrementar la germinación, controlar la hiperhidricidad en embriones y evaluar el potencial para inducir respuestas morfogénicas, es decir, la formación de brotes. Nuestros resultados mostraron que es posible aumentar la germinación hasta un 53% en condiciones in vitro, dentro de un período más corto en presencia de peróxido de hidrógeno. Además, la hiperhidricidad se redujo significativamente (50%) en condiciones in vitro cuando se incluyó ácido giberélico en bajas concentraciones en el medio 1/2 Nitsch y Nitsch. Esto permitió recuperar hasta aproximadamente el 80% de plántulas viables. Finalmente, otros reguladores de crecimiento vegetal evaluados, indujeron la formación de brotes en yemas axilares y la formación de callos en secciones de hoja derivadas de plántulas.
ABSTRACT
The African oil palm (Elaeis guineensis) is the most effective oil producer in tons per hectare. Nevertheless, its increasing cultivation in Latin America is harmed by the “lethal yellowing”. Genetic resistance to this anomaly can be found in the germplasm of American oil palm or caiaué (E. oleifera), a native species from the Amazon rainforest. However, the procedures adopted to induce seeds of E. guineensis to germination frequently result mild for interespecific hybrids. Embryo in vitro cultivation can be a viable option. This work was aimed initially to test liquid MS medium supplemented with different glucose or sucrose concentrations for the in vitro cultivation of zygotic embryos from E. guineensis x E. oleifera controlled pollinations. Additionally we investigated different compost mixtures to acclimatize the regenerated hybrid plantlets. Concentrations of 10, 20 and 30g/L of both sugars were tested on flasks containing five mature zygotic embryos, with 15 repetitions per treatment in a total of 450 explants. The number of embryos displaying shoots and radicles at least 2mm in length per experimental unit was evaluated during phase one of in vitro cultivation. Plantlets displaying shoots and radicles were transferred to phase two of in vitro cultivation and subsequently to acclimatization, under 70% shading with manual water supply. The experiments of acclimatization were conducted with 130 plantlets randomly distributed in pure horticultural compost, 3:1 or 1:1 compost:sand mixtures and each plantlet was defined as an experimental unit. Data were submitted to ANOVA, t test and analyzes of correlation (p≤0.05). Highest emergence rates were 97% for shoots and 73% for radicles, observed in MS medium supplemented with 20g/L (110mM) of glucose. This sugar in concentrations of 20 or 30g/L provided balanced shoot/root development, and this was considered one of the reasons for the higher frequency of plantlet establishment. The survival percentage was 55% after the first 43 days of acclimatization and by the fourth month, 66 plants developed simultaneously longer shoot and root systems in pure horticultural compost. in conclusion, radicle development was an impairment to plantlet establishment and was overcame under media with glucose above 110mM. Acclimatization could benefit from an extended period of in vitro development. Rev. Biol. Trop. 59 (3): 1081-1088. Epub 2011 September 01.
Elaeis guineensis es el productor de aceite más eficaz en toneladas por hectárea, su cultivo, cada vez mayor en América Latina, se ha visto perjudicado por el “amarilleamiento letal”. La resistencia genética a esta anomalía se puede encontrar en el germoplasma de la palma aceitera americana o caiaué (E. oleifera), una especie nativa de la selva amazónica. Sin embargo, los procedimientos adoptados para inducir la germinación de las semillas de E. guineensis frecuentemente produce resultados modestos para híbridos interespecíficos. El cultivo de embriones in vitro puede ser una opción viable. En este trabajo se probó el medio líquido MS complementado con diferentes concentraciones de glucosa o sacarosa en el cultivo in vitro de embriones cigóticos de E. guineensis x E. oleifera originados de polinización controlada. Además se investigaron diferentes mezclas de compost para aclimatar los híbridos regenerados. Las concentraciones de 10, 20 y 30 g/L de ambos azúcares se probaron en frascos que contenían cinco embriones cigóticos maduros, con 15 repeticiones por tratamiento y un total de 450 explantes. El número de embriones que muestran brotes y radículas de al menos 2mm de longitud por unidad experimental se evaluó durante la primera fase de cultivo in vitro. Las plántulas que mostraron brotes y radículas fueron trasladadas a la segunda fase de cultivo in vitro y, posteriormente, se aclimataron, por debajo de 70% de sombra con el suministro manual de agua. Los experimentos de aclimatación se llevaron a cabo con 130 plántulas distribuidas al azar en el compost hortícola puro, compost 3:1 o 1:1: mezclas de arena y cada plántula se definió como una unidad experimental. Los datos fueron sometidos a un análisis de varianza, prueba t y análisis de correlación (p≤0.05). Las tasas más altas de emergencia fueron 97% y 73% para brotes y radículas respectivamente, en el medio MS complementado con 20g/L (110mM) de glucosa. Este azúcar en concentraciones de 20 o 30g/L permitió un desarrollo balanceado de brotes/desarrollo de raíces, que fue considerado como una de las razones de la alta frecuencia de establecimiento de las plántulas. El porcentaje de supervivencia fue de un 55% después de los primeros 43 días de aclimatación y por el cuarto mes, 66 plantas desarrollaron simultáneamente hojas largas y un sistema radical en el compost hortícola puro. En conclusión, el desarrollo radicular fue un impedimento para el establecimiento de plántulas y se superó en el medio con glucosa por encima de 110mM. La aclimatación podría beneficiarse con un largo período de desarrollo in vitro.