Embriogénesis no zigótica en Passiflora maliformis Nonzygotic / Embryogenesis in Passiflora maliformis

La importancia económica, ecológica y medicinal de las pasifloras ha fomentado el desarrollo de investigaciones multidisciplinarias en estas plantas. En cultivo in vitro, la embriogénesis no zigótica representa una alternativa para regeneración de plantas; no obstante, esta técnica ha presentado dificultades en la reproducibilidad de los protocolos, así como formación de ciertos embriones y plántulas anormales en algunas especies. En este estudio se evaluó la capacidad morfogénica de embriones zigóticos maduros (EZM) de Passiflora maliformis L para desarrollar embriones no zigóticos (ENZ), y posterior regeneración de plántulas. Se ensayó una etapa de inducción en la que se probaron 12 tratamientos en medio MS+VitB5 suplementado con 2,4-D, KIN y BA adicionados solos o combinados y, otra, de expresión en MS, MS con Carbón activado (CA) o MS con reguladores de crecimiento (RC) en concentraciones reducidas a 1/10 parte de las adicionadas en la etapa inducción. Altos porcentajes, 70%, de regenerantes fueron obtenidos en el medio suplementado con 1 mgL-1 BA y transferidos a medio de expresión MS, así como en el medio con 1 mgL-1 BA + 3 mgL-1 2,4-D, y transferidos a medio de expresión con CA, 60%. El 70% de las plántulas regeneradas se desarrollaron exitosamente en invernadero. Este trabajo es el primero que aborda la expresión del potencial embriogénico de EZM de P. maliformis induciendo exitosamente respuestas embriogénicas no zigóticas a través de rutas directas e indirectas; los resultados obtenidos son aplicables al conocimiento de la embriogénesis no zigótica en otras pasifloras, con fines de mejoramiento y uso comercial.

The economic, ecological and medical significance of passion fruits has encouraged the development of multidisciplinary research in this group. In vitro culture, non-zygotic embryogenesis represents an alternative for plant regeneration; however, this technique has presented difficulties in the reproducibility of protocols as well as the development of certain embryos and abnormal plantlets in some species. We assessed in Passiflora maliformis L the morphogenic capacity in the mature zygotic embryos (MZE) to develop nonzygotic embryos (NZE), and subsequent plantlets regeneration. We tested an induction stage with 12 treatments in MS + VitB5 medium supplemented with 2,4-D, KIN and BA added alone or combined and, another with a MS, MS with Activated Charcoal (AC) or MS with growth regulators (GR) in 1/10 concentrations reduced to 1/10 of those added in the induction stage. We obtained high percentages, 70%, of regenerants in the medium supplemented with 1 mgL-1 BA and transferred to the MS expression medium, as well as in the medium with 1 mgL-1 BA + 3 mgL-1 2,4-D, and transferred to the expression medium with AC, 60%. 70% of the regenerated seedlings were successfully grown in the greenhouse. This is the first research that addresses the expression of the MZE embryogenic potential in P. maliformis, inducing a successfully embryogenic non-zygotic responses through direct and indirect routes; the obtained results are relevant to the knowledge of non-zygotic embryogenesis in other passion fruits, for breeding and commercial uses.

Regeneración in vitro de plantas de piña ( Ananas comosus ) ecotipo amazónico Gobernadora / In vitro regeneration of Amazonian pineapple ( Ananas comosus ) plants ecotype Gobernadora

Resumen En Venezuela existen cultivares y ecotipos de piña (A. comosus) de importancia local, entre ellos los amazónicos, cultivados principalmente por los aborígenes Piaroa. Ellos siembran los propágulos lo cual restringe la disponibilidad de material para el cultivo a gran escala. Se abordó la limitación recurriendo al cultivo de tejidos vegetales para la propagación in vitro de plantas de piña, ecotipo amazónico Gobernadora, mediante embriogénesis somática (ES) y organogénesis adventicia (OA). El material vegetal empleado correspondió a secciones basales e intermedias de hojas. Sólo las secciones de base foliar (SBF) fueron morfogénicamente inducidas. El mayor número de vitroplantas (1,58 plantas/explante) se obtuvo del callo embriogénico inducido en medio MS con Picloram 10 mg.L-1 + Tidiazuron 2 mg.L-1, transferido a MS sin hormonas. En el proceso organogénico, se obtuvo el mayor número de plantas/explante (5) por vía directa en MS con ácido naftalenoacético 5 mg.L-1 + bencilaminopurina 0,25 mg.L-1, transferido a MS. Siendo este último el mejor sistema de cultivo in vitro por su productividad y por ser una ruta que minimiza la variación somaclonal.

Abstract There are a number of pineapple (Ananas comosus) cultivars and ecotypes of local commercial importance in Venezuela, among them the Amazonian ones, cultivated mainly by the aboriginal Piaroa, are of relevance. They sow the propagules, which restricts the availability of material for large-scale cultivation. This limitation was approached by plant tissue culture for in vitro propagation of Amazonian pineapple plants, Gobernadora ecotype, through somatic embryogenesis (ES) and adventitious organogenesis (OA). Basal and intermediate sections of leaves were tested. Only the leaf base sections (FBS) were morphogenically induced. The highest number of vitroplants (1.58 plants / explant) was obtained from the embryogenic callus induced in MS medium with Picloram 10 mg.L-1 + Thidiazuron 2 mg.L-1, transferred to MS medium without hormones. In the organogenic process, the highest number of plants / explants (5) was obtained directly in MS with naphthaleneacetic acid 5 mg.L-1 + benzylaminopurine 0.25 mg.L-1, transferred to MS. The latter being the best in vitro culture system due to its productivity and for being a method that minimizes somaclonal variation.

ESTABLECIMIENTO DE UN SISTEMA DE SELECCIÓN IN VITRO DE VARIEDADES VENEZOLANAS DE ARROZ (Oryza sativa L.) RESISTENTES AL HONGO Pyricularia grisea / Establishment of an in vitro Selection of Venezuelan Cultivars of Rice (Oryza sativa L.) Resistant to the Fungus Pyricularia grisea

RESUMEN. El arroz, luego del trigo, es el cereal más importante del mundo, sin embargo, es susceptible al ataque de numerosos patógenos, siendo Pyricularia grisea, el más dañino. Este trabajo estableció un sistema de selección in vitro de variedades venezolanas a P. grisea, optimizando el sistema de regeneración por embriogénesis somática (inducción, regeneración y estrés por desecación), sometiendo el callo embriogénico (E) a presión de selección del filtrado crudo "FC" a través de cambios a la misma concentración "MC" o por incrementos progresivos en la concentración "IPC", obteniendo plantas tolerantes al fitopatógeno. El máximo porcentaje de inducción de callo embriogénico oscilo entre 30-65 %, en las cuatro variedades (Araure-4 y Venezuela 21: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 K; Cimarrón: 3 mg.L-1 + 2 mg.L-1 K; Centauro: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 BAP), mientras que la regeneración estuvo entre 44 y 52 % con 0.5 mg.L-1 + 2 mg.L-1 BAP a 48 h de desecación para Centauro y 24 h para las otras tres variedades. La frecuencia regenerativa de los callos E disminuyo a medida que se incrementó la concentración del FC, independientemente del método de presión selectiva. El promedio de plantas diferenciada por variedad, dependió del método de presión usado, siendo el sistema IPC (25 % para Centauro y 50 % para las otras tres variedades) el que mostro los resultados más favorables, evidenciándose que para las condiciones de los sistemas selectivos de FC evaluados, la resistencia expresada a nivel de planta in vivo no corresponde a la encontrada in vitro.

ABSTRACT. Rice after wheat is the most important cereal in the world, however, it is susceptible to attack by many pathogens, which Pyricularia grisea being the most harmful. In the current study we established an in-vitro selection system of P. grisea on Venezuelan rice varieties. A somatic embryogenesis regeneration system was optimized (induction, regeneration and desiccation) to expose embryogenic callus (E) to crude filtrate "CF" selection pressure through changes at the same concentration "SC" or progressive concentration increments " PIC "of P. grisea, and thus obtain plants tolerant to the pathogen. The maximum percentage of embryogenic callus induction ranged between 30-65 % in the four varieties (Araure-4 and Venezuela- 21: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 K; Cimarron: 3 mg.L-1 mg.L-1 + 2 K; Centauro: 1 mg.L-1 + 2 mg.L-1 BAP) while regeneration was between 44 and 52 % with 0.5 mg.L-1 + 2 mg.L- 1 BAP 48 h of desiccation for Centauro and 24 h for the other three varieties. The regeneration frequency of embryogenic callus decreased as the concentration of FC increased, regardless of the method of selective pressure. The average differentiated plants per variety, depended on the pressure method used, with the PIC system being the most favorable (25 % for Centauro and 50 % for the other three varieties). The result demonstrated, to resistance expressed for plants in vivo does not correspond to the in vitro conditions

EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE REGENERACIÓN POR EMBRIOGÉNESIS SOMÁTICA DE NEEM (Azadirachta indica) / Evaluation of a Somatic Embryogenesis Regenetation System for Neem (Azadirachta indica)

Azadirachta indica, también conocida como neem, es una especie arbórea leñosa perteneciente a la familia Meliaceae, de gran importancia en diversas disciplinas científicas, tales como la forestal y la médico-farmacéutica. Se estableció un método para la propagación in vitro de esta planta, evaluándose como explantes, secciones foliares de vitro-plantas, cotiledones y esquejes. Se emplearon medios semisólidos con combinaciones variables de la citocinina 6-benzylaminopurina (BAP) y las auxinas ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) y ácido indolacético (AIA). Se observó la formación de callo regenerativo, a partir del cual se generó embriogénesis somática primaria y secundaria, mediante los reguladores de crecimiento BAP (1,0 mg.L-1) y 2,4-D (0,2 mg.L-1), mientras que la formación de callo no regenerativo fue promovida por concentraciones mayores a 0,3 mg.L-1 de 2,4-D. De los explantes evaluados, la mayor frecuencia de regeneración de plantas (~67 %) se presentó con secciones cotiledonares.

Azadirachta indica, also known as neem, is a woody tree species belonging to the Meliaceae family, of great importance in various scientific disciplines, such as forestry, medicinal and pharmacist. It was established a method for in vitro propagation of this plant, evaluating explants as leaf sections of vitro-plants, cotyledons and stem cuttings, using semi-solid medium with various combinations of cytokinin 6-benzylaminopurine (BAP) and auxins 2,4-dicholorophenoxyacetic acid (2,4-D) and indol-3-acetic acid (IAA). Regenerative callus formation was observed, from which primary and secondary somatic embryogenesis was generated by growth regulators BAP (1.0 mg.L-1) and 2,4-D (0.2 mg.L-1), whereas non-regenerative callus formation was promoted by concentrations higher than 0,3 mg.L-1 of 2,4-D. Between the used explants, the highest frequency of plant regeneration (~ 67%) presented from cotyledon sections.

POLYPHENOLS DISTRIBUTION AND RESERVE SUBSTANCES ANALYSIS IN CACAO SOMATIC EMBRYOGENESIS / Análisis de distribución de polifenoles y sustancias de reserva en embriogénesis somática de cacao

In order to understand the causes of lack of regeneration in cacao somatic embryos, two cacao varieties with different responses to regeneration potential were described based on their capacity to store different compounds. It is well known that seed reserves play a central role in the regenerative capability of somatic embryos; thus, we followed histochemical changes and reserve fluctuations of proteins, polysaccharides and polyphenols during somatic embryogenesis (SE) in the two cacao varieties. The study showed that, in somatic embryos of the regenerating variety, polyphenols were localized mainly in the periphery of the embryo (epidermal cells) and proteins were the main storage substance in the embryo expression medium, while the non-regenerating variety had a high presence of polysaccharides with random distribution of polyphenols at the end of the embryo induction step.

Dos variedades de cacao con diferentes respuestas a la regeneración fueron descritas en función de su capacidad para almacenar diferentes compuestos, con el fin de aproximarse al entendimiento de las causas de la falta de regeneración en embriones somáticos de cacao. Es bien sabido que las reservas de semillas desempeñan un papel central en la capacidad de regeneración de embriones somáticos; por tanto, se realizó un seguimiento de cambios histoquímicos y fluctuaciones de reserva de proteínas, polisacáridos y polifenoles durante la embriogénesis somática (SE) en dos variedades de cacao. El estudio mostró que, en los embriones somáticos de la variedad regenerante, los polifenoles se localizaron principalmente en la periferia del embrión (células de la epidermis) y las proteínas fueron el componente principal de almacenamiento en el medio de expresión de embriones, mientras que la variedad no regenerante tenía una alta presencia de polisacáridos y una distribución aleatoria de los polifenoles en el final de la etapa de inducción de embriones.

POTENCIAL DE REGENERACIÓN DE Psychotria ipecacuanha (Rubiaceae) A PARTIR DE CAPAS DELGADAS DE CÉLULAS / Regeneration Potential of Psychotria ipecacuanha (Rubiaceae)from Thin Cell Layers

Conociendo las propiedades medicinales de la especie vegetal Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes, su crítico estado de conservación, así como las dificultades que presenta para la propagación efectiva, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar su potencial de propagación por los sistemas de regeneración in vitro, organogénesis y embriogénesis somática. Para este propósito, capas delgadas de células (CDCs) de tallos y de hojas, así como segmentos foliares fueron sometidos a diferentes tratamientos con reguladores de crecimiento y condiciones de luz. Además se estableció el efecto de diferentes longitudes de onda vía diodos emisores de luz (LEDs), sobre la regeneración en estos explantes y nudos provenientes de plantas in vitro. Los resultados obtenidos mostraron que los segmentos de hoja y las CDCs de tallo sembrados en el medio de cultivo MS suplementado con las combinaciones de los reguladores de crecimiento IBA + BAP e IBA + TDZ formaron embriones somáticos y brotes. Los cortes histológicos realizados corroboraron estos dos tipos de origen. Se encontró que bajo la condición lumínica 16/8, se alcanzaron los mejores resultados de inducción de brotes y embriones. En cuanto al efecto de las diferentes longitudes de onda de luz, se encontró que las correspondientes al rojo, verde y blanca, favorecieron el crecimiento y desarrollo de brotes y la inducción de embriones somáticos. El desarrollo de los brotes a partir de los nudos no presentó diferencias estadísticas entre los tratamientos con LEDs, por lo que se recomienda el uso de la luz blanca continua y con fotoperiodo durante el proceso de multiplicación y desarrollo de éstos.

Knowing the medicinal properties of the plant specie Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes, its critical condition and the difficulties for its effective propagation, the present study aimed to assess the potential of propagation of P. ipecacuanha by in vitro systems of regeneration, organogenesis and somatic embryogenesis. For this purpose, thin cell layers (TCL) of stems and leaves, as well as leaf segments were subjected to different treatments of plant growth regulators and light conditions. Furthermore, the effect of different wavelengths via light emitting diodes (LED's), was established for the regeneration in these explants and nodal explants from in vitro plants. The results showed that leaf segments and stem TCL, cultured in MS medium supplemented with the combinations of growth regulators IBA + BAP and IBA + TDZ, formed somatic embryos and shoots. The histological sections supported the two types of source. It was found that the best results in shoot induction and embryos were achieved under the light condition 16/8-h light/ dark. Regarding the effect of different wavelengths, it was found that those corresponding to red, green, and white supported the growth and shoot development as well as somatic embryos induction. The shoots development from the nodal explants did not show statistical differences between LEDs treatments, so the use of a continuous white light and photoperiod is recommended during their multiplication and development.

Efecto de Dicamba y de ácido 2,4 diclorofenoxiacético sobre la embriogénesis somática en caña de azúcar / Effect of Dicamba and 2,4 dichlorophenoxiacetic acid on sugarcane somatic embryogenesis

El cultivo in vitro de la caña de azúcar ha sido establecido en muchas variedades comerciales con el propósito de producir material libre de enfermedades microbianas, conservar germoplasma, detectar resistencia a enfermedades y plagas, etc. En este sentido, el objetivo de este trabajo fue analizar la efectividad de las auxinas sintéticas ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4D) y ácido 3,6-dicloro-2-metoxibenzoico (Dicamba), en la inducción del proceso de embriogénesis somática y la regeneración de vitroplántulas de distintas variedades de caña de azúcar (C26670, RB855546, V99245, V756, V781, V0050, CC8592, CC8475). Para esto se cultivaron discos de hojas en fase de macollamiento, de 1 cm de diámetro y 2 mm de grosor, en medio Murashige-Skoog, 1962 (MS) suplementado con 50 ml.l-1 agua de coco, 30 g.l-1 sacarosa y dos tratamientos diferentes: 3 mg.l-1 2,4-D ó 6.63 mg.l-1 Dicamba, ambos en completa oscuridad a 25ºC, durante 1 mes. Los callos obtenidos se colocaron en medio de regeneración, conteniendo ½ sales MS, 200 ml.l-1 agua de coco y 60 g.L-1 sacarosa, incubándose bajo luz continua, 25ºC, por 2 meses. El mayor porcentaje de callo embriogénico se obtuvo en medios suplementados con Dicamba un promedio de 70,83 % de callo embriogénico por variedad ; mientras que en los medios con 2,4D se obtuvo 62,08 % de callo embriogénico por variedad. Se obtuvo un promedio de 89,00 % de plantas regeneradas a partir de los callos obtenidos en medios con Dicamba y 66,12 % de plantas a partir de callos obtenidos en medios con 2,4D. Con el uso de Dicamba se estableció un sistema eficiente de embriogénesis somática para estas variedades de caña de azúcar.

In order to conserve sugarcane germplasm, produce microbial disease-free material, detect resistance to diseases and pests, etc., in vitro propagation of sugarcane has been established in many commercial varieties. In this sense, the aim of this work was to analyze the efficiency of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4D) and 3,6-dichloro -2- methoxybenzoic acid (Dicamba) to induce somatic embryogenesis and regeneration of plantlets from sugarcane varieties C26670, RB855546, V99245, V756, V781, V0050, CC8592, CC8475. For induction of embryogenic callus, leaf discs in tillering stage of 1 cm diameter and 2 mm thick, were inoculated on Murashige-Skoog, 1962 medium (MS), supplemented with 50 ml.l-1 coconut water, 30 g.l-1sucrose and two different treatments: 3 mg.l-1 2,4D or 6.63 mg.l-1 Dicamba, both of them in total darkness at 25 °C, during 1 month. For plant regeneration, embryogenic calli were transferred to ½ MS salts supplemented with coconut water 200 ml.l-1 and sucrose 60 g.l-1 and incubated under continuous light, 25 °C, for 2 months. The highest percent of embryogenic callus induction was obtained in media supplemented with Dicamba, an average of 70.83 % of embryogenic callus by variety, while in media with 2,4-D, 62.08 % of embryogenic callus was obtained by variety. An average of 89,00 % of plantlets was obtained from calli induced on media with Dicamba and an average of 66.12% of plantlets was obtained from calli induced on media supplemented with 2,4D. Using Dicamba it was possible to establish an efficient somatic embryogenesis protocol for these sugarcane varieties.

ESTABLECIMIENTO DEL SISTEMA DE REGENERACIÓN POR EMBRIOGÉNESIS SOMÁTICA DE Azadirachta indica A. Juss. / Establishment of Regeneration System for Somatic Embryogenesis of Azadirachta Indica A. Juss.

Azadirachta indica, es una planta con múltiples aplicaciones tanto forestal como farmacológica. Por ende, el establecimiento del sistema de cultivo in vitro por embriogénesis somática ofrece diversas y variadas ventajas, tales como obtener plantas altamente productivas en metabolitos. En este estudio, se utilizaron secciones foliares y cotiledonares, inducidas en medios MS (1962) suplementados con: BAP sólo y combinado con ANA / 2,4-D, TDZ sólo y con ABA. La regeneración fue con MS sólo o con K + AIA y BAP + AIA. Como resultado se estableció un sistema eficiente con secciones de cotiledones, observándose organogénesis a bajas concentraciones de BAP, mientras a altos niveles de BAP (2,5 mg.L-1), así como con TDZ + ABA (0,02 + 1 mg.L-1) respectivamente favorecieron la embriogénesis somática primaria y secundaria en un 96 % y 71 % respectivamente. La regeneración fue 71 % con MS, mientras que el enraizamiento fue de 86,67 % con MS½, obteniéndose plantas completas a corto plazo.

Azadirachta indica, is a plant with multiple forest and pharmacological application. Therefore, the establishment of in vitro culture system for somatic embryogenesis offers several distinct advantages such as obtaining highly productive plant metabolites. In this study, were used sections cotyledon and leaf, induced on MS medium (1962) supplemented with: BAP alone and combined with NAA / 2,4-D, TDZ alone and ABA. Regeneration was with MS alone or with K + BAP + IAA and IAA. As a result was established an efficient system with cotyledon sections, being observed organogenesis at low concentrations of BAP, while high levels of BAP (2.5 mg.L-1) with 96 % and TDZ + ABA (0.02 + 1 mg.L-1) with 71 %, favoring the primary and secondary somatic embryogenesis. Regeneration was 71 % with MS; rooting was 86.67 % with MS½, presenting whole plants obtained short term.

FORMACIÓN DE EMBRIONES SOMÁTICOS A PARTIR DE SEMILLAS INMADURAS EN Sorghum bicolor VARIEDAD CIAP 132-R / Formation of Somatic Embryos from Immature Seeds of Sorghum bicolor Sorghum Variety CIAP 132-R

Existen varios protocolos de regeneración de plantas vía embriogénesis somática de Sorghum bicolor (L.) Moench, sin embargo los porcentajes de formación de callos con estructuras embriogénicas y regeneración de plantas son bajos. Es por ello que esta investigación tuvo como objetivo generar embriones somáticos en sorgo rojo variedad CIAP 132-R. Se ensayaron diferentes concentraciones de 2,4-D para la formación de callos, así como tres concentraciones de ácido ascórbico para eliminar la exudación de compuestos fenólicos por el explante. También para la formación de los embriones somáticos a partir de los callos se evaluaron diferentes concentraciones de 2,4-D y 6-BAP. El mayor porcentaje de formación de callos (57,5 %) se alcanzó con 18,1 µM de 2,4-D. Con la adición al medio de cultivo de 50,0 mg.l-1 de ácido ascórbico fue posible eliminar los compuestos fenólicos en el explante y en el medio de cultivo, además permitió incrementar el porcentaje de formación de callos con estructuras embriogénicas hasta un 95 %. El número mayor de embriones somáticos por callo se alcanzó en el medio de cultivo con concentraciones de 4,52 µM de 2,4- D, combinada con 2,22 µM de 6-BAP. Por primera vez, se logró la formación eficiente de embriones somáticos a partir de los callos obtenidos de semillas inmaduras germinadas como explante inicial en la variedad CIAP 132-R.

Several protocols of plant regeneration via somatic embryogenesis from Sorghum bicolor (L.) Moench have been development, however the percentage of calluses with embryogenic structures and plant regeneration are low. Therefore this study aimed to generate somatic embryos in red sorghum variety CIAP 132-R. Different concentrations of 2,4-D for callus formation, and three concentrations of ascorbic acid to remove phenolics exudation were assayed by explant. For the formation of embryos different concentrations of 2,4-D and 6-BAP were evaluated. The highest percentage of callus formation (57.5 %) was achieved with 18.1 µM 2,4-D. With the addition to the culture medium of 50.0 mg.l-1 of ascorbic acid was possible to eliminate the phenolic compounds in the explant and in the culture medium; also it allows increasing the percentage of calluses with embryogenic structures up to 95 %. The highest number of somatic embryos per callus was achieved with a reduction in the culture medium of 2,4-D to 4.52 µM in combination with 2.22 µM 6-BAP. For the first time, the efficiency of somatic embryo formation was obtained from the freshly germinated sprouts of immature seeds as initial explant CIAP 132-R.

Optimization of an in vitro regeneration system for colombian indica rice varieties / Optimización de un sistema in vitro de regeneración para variedades colombianas de arroz indica

In order to optimize an in vitro regeneration system for colombian rice varieties, the amount of plant regulators used for each step of the process was modified, together with other factors such as seed position and time of exposition to plant regulators. Modification of 2,4-D concentration during callus induction and coculture has a negative effect on regeneration potential. However, it is possible to increase the amount of produced calli by modifying the position in which the seed is placed on the culture medium. Moreover, a longer callus induction time decreased the regeneration percentage. During the regeneration step, for FEDEARROZ 2000 variety, a combination of 1,0 mg/l g/l mg/l of naftalenacetic acid + 4,0 mg/l g/l mg/l of kinetin increases the regeneration percentage, without increasing the amount of abnormal shoots and without decreasing their size. For FEDEARROZ 50 variety, the best combination of plant regulators is 0,5 mg/l g/l mg/l of naftalenacetic acid + 2,0 mg/l g/l mg/l of kinetin.

Para optimizar un sistema de regeneración in vitro de variedades colombianas de arroz, se modificaron las concentraciones de los reguladores utilizados a lo largo de cada etapa del proceso de cultivo, junto con otros factores como la posición de siembra de la semilla y el tiempo de exposición a los reguladores. Se encontró que la modificación de la concentración de 2,4-D para las etapas de inducción de callo y cocultivo repercute de forma negativa en la regeneración. Por otra parte, es posible incrementar el porcentaje de formación de callo cambiando la posición de siembra de la semilla. Adicionalmente, un mayor tiempo de formación de callo provocó una disminución del porcentaje de regeneración. En la etapa de regeneración, para la variedad FEDEARROZ 2000 se encontró que una combinación de 1,0 mg/l g/l mg/l de ácido naftalenacético + 4,0 mg/l g/l mg/l de kinetina aumenta el porcentaje de regeneración, sin incrementar la cantidad de brotes anormales y sin disminuir de forma considerable el tamaño de los brotes. Para la variedad FEDEARROZ 50, la mejor combinación de reguladores durante la regeneración es de 0,5 mg/l g/l mg/l de ácido natfalenacético + 2,0 mg/l g/l mg/l de kinetina.

Antioxidant enzmmes activity in embryogenic and non-embryogenic tissues in sugarcane / Actividad de enzimas antioxidantes en tejidos embriogénicos y no embriogénicos de caña de azúcar

The objective of this work was to induce direct somatic embryogenesis from segments of immature leaves of the RB872552 variety of sugarcane and to correlate this morphogenic event with oxidative stress. Two previously described protocols were utilized for the induction of somatic embryogenesis in sugarcane with different supplementations of the culture medium and different incubation conditions. For the conversion of embryos into plants was used MS medium without phytoregulators. Histological analyses and activity of antioxidant enzymes were also conducted for the embryogenic and non-embryogenic tissues. The formation of somatic embryos was obtained in 81 % of the explants with the combination of regulators 2,4-D (2,4-dichlorophenoxyacetic acid)and BAP (6-benzylaminopurine) when incubated under 16 h photoperiod. With regards to the antioxidant enzymes, there was increased activity of peroxidase and an increase in the soluble protein content in embryogenic tissues, whereas lower activities of polyphenol oxidase and catalase appeared in these tissues compared to nonembryogenic tissues. It could be inferred that oxidative stress plays an important role in the induction of somatic embryogenesis in sugarcane.

El objetivo de este trabajo fue inducir la embriogénesis somática directa en segmentos de hojas jóvenes en la variedad de caña de azúcar RB872552, e investigar la correlación de este evento morfogénico con el estrés oxidativo. Se utilizaron dos protocolos de inducción de embriogénesis somática, previamente descritos para caña de azúcar, con distintas suplementaciones en el medio de cultivo y en las condiciones de incubación. Para la conversión de embriones en plantas se utilizó el medio MS sin fitoreguladores. Se realizaron además análisis histológicas y de actividad enzimática antioxidante en tejidos embriogénicos y no embriogénicos. La formación de embriones somáticos ocurrió en 81 % de los explantes, con la combinación de los reguladores de crecimiento 2,4-D (ácido 2,4-diclorofenoxiacético) y BAP (6-bencilaminopurina) e incubación bajo un fotoperiodo de 16 h. Respecto a las enzimas antioxidantes, se observó un incremento en la actividad de peroxidasa y en el contenido de proteínas solubles en los tejidos embriogénicos, mientras que la polifenoloxidasa y la catalasa presentaron valores más bajos de actividad en estos tejidos, en comparación con los no embriogénicos. Se podría inferir que el estrés oxidativo juega un papel importante en la inducción de la embriogénesis somática en caña de azúcar.

Influencia del tipo e intensidad de luz en la formación y multiplicación de embriones somáticos de soya / Influence of light type and intensity on induction and proliferation of somatic embryos in soybean

La embriogénesis somática representa una alternativa para la regeneración de plantas, sobre la cual influyen diversos factores durante el cultivo in vitro. Entre estos, las condiciones de iluminación durante la formación de embriones somáticos es determinante. Sin embargo, no existen trabajos que refieran el efecto de la luz solar en la formación de embriones somáticos de soya. Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto del tipo e intensidad de luz en la formación y multiplicación de embriones somáticos de soya cultivar INCASoy-27. Para ello, cotiledones inmaduros de 3,0-4,0 mm de longitud fueron colocados en medio de cultivo con 40 mg.l-1 de ácido 2,4-diclorofenoxiacético, sacarosa 3% y pH 7,0 en cámaras de crecimiento con luz artificial e intensidades luminosas de 5-10 µmol.m-2.s-1 y 68-73 µmol.m-2.s-1, y en cámaras de crecimiento con luz solar con 50-65µmol.m-2.s-1. El mayor número de cotiledones embriogénicos (95,31) se obtuvo en condiciones de luz artificial con alta intensidad luminosa. La mayor formación de embriones somáticos se obtuvo en luz artificial (9,65) y luz solar (8,45) respectivamente con alta intensidad luminosa. No se encontraron diferencias significativas en la multiplicación de los embriones somáticos, al emplear ambas fuente de luz con alta intensidad luminosa. Esta es la primera referencia sobre formación y multiplicación de embriones somáticos de soya con empleo de luz solar.

The somatic embryogenesis represents an alternative for the regeneration of plants, in which influence diverse factors during the cultivation. Among these factors, the conditions of illumination during the induction of somatic embryos are determinant. However, works not exist that refer the effect of the sunlight on the formation of embryos in soybean. The goal of this work was to evaluate the effect of light type and intensity on the induction and proliferation of somatic embryos in soybean cultivar INCASoy-27. Immature cotyledons for 3,0-4,0 mm in length was placed on culture medium with 40 mg.l-1 2,4-diclorophenoxiacetic acid, sucrose 3%, and pH 7,0 under growth chamber with artificial light and range luminous intensity between 5-10 µmol.m-2.s-1 and 68-73 µmol.m-2.s-1 and growth chamber with sunlight from 50-65 µmol.m-2.s-1 were evaluated. The higher number of embryogenic cotyledons (95,31) was obtained into growth chamber with artificial light and intensity high. The results showed the major formation of embryos in artificial light (9,65) and sunlight (8,45) with luminous intensity high. They were not significant differences between two light types during somatic embryos multiplication. This is the first report on induction of somatic embryos in soybean with employment of sunlight as illumination source.

Efecto de la densidad de inoculación en la formación y morfología de los embriones somáticos de plátano (Musa spp. AAAB, cv. híbrido FHIA-21) / Effect of inoculum density on formation and morphology of plantain somatic embryos (Musa spp. AAAB, cv. Hybrid ‘FHIA-21’)

La embriogénesis somática constituye una interesante propuesta para la propagación masiva de plantas del cultivar híbrido FHIA-21 (Musa AAAB). Sin embargo, se caracteriza por ser un proceso asincrónico, dado por la presencia de embriones somáticos en diferentes etapas de desarrollo ontogénico. La reducción de la asincronía es un aspecto importante para la utilización de este sistema de regeneración en la propagación de plantas. Esta investigación se realizó con el objetivo de determinar el efecto de la densidad de inoculación sobre la formación y el desarrollo morfológico homogéneo de los embriones somáticos del cv. FHIA-21. Con este propósito se adicionaron 0,5; 1,0; 1,5 y 2,0 g de masa fresca (gMF) de agregados celulares embriogénicos en Erlenmeyers (250 ml), que contenían 30 ml de medio de cultivo líquido. Las evaluaciones se realizaron a los 30 días de cultivo con la determinación del número y la longitud de los embriones somáticos (mm). Además de una descripción morfológica e histológica de estos. Los resultados mostraron el efecto regulatorio de la densidad de inoculación en la formación y el desarrollo morfológico de los embriones somáticos. La mayor formación de embriones con un desarrollo morfológico homogéneo se produjo en 1,5 gMF de densidad de inoculación. Esta proporcionó un 86,4% de embriones con una longitud de 0,21 a 4,0 mm, y el estudio de las secciones histológicas mostró evidencias histológicas de la etapa globular. La sincronización durante la formación y el desarrollo de los embriones somáticos del cv. FHIA-21 aumentó la eficiencia del proceso de embriogénesis somática.

Somatic embryogenesis is an interesting proposal for mass propagation of plants from the FHIA-21 (Musa AAAB). However, it is characterized by an asynchronous process, due to the presence of somatic embryos at different stages of ontogenetic development. Reduction of asynchrony is an important aspect to use this system of regeneration in plant propagation. Effect of inoculation density on the formation and uniform morphological development of somatic embryos of cv. ‘FHIA-21’ was determine by adding 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 g of fresh mass (gMF) of embryogenic cell aggregates, in Erlenmeyer flasks (250 ml) containing 30 ml liquid culture medium. Evaluations were made within 30 days of culture determining the number and length of somatic embryos (mm). Also, morphological and histological descriptions of these were analyzed. Results showed the regulatory effect of inoculation density on the formation and morphological development of somatic embryos. The biggest formation of embryos with a uniform morphological development occurred in 1.5 gMF inoculation density. This provided 86.4% of embryos with a length of 0.21 to 4.0 mm and the study of histological sections showed histological evidence of the globular stage. Synchronization during the formation and development of somatic embryos cv. FHIA-21 increased the efficiency of somatic embryogenesis.

Histology of somatic embryogenesis in rice (Oryza sativa cv. 5272) / Histología de la embriogénesis somática en arroz (Oryza sativa cv. 5272)

Rice (Oryza sativa cv. 5272) embryogenic calli were obtained from mature zygotic embryos culture on Murashige & Skoog (1962) medium supplemented with 2.5 mg/l 2,4- dichlorophenoxyacetic acid. Histological analysis of somatic embryogenesis revealed that after two weeks of culture of explants on the callus induction medium, somatic embryo development began with a cluster of proembryogenic cells in the peripheral region of the calli. The outer cell layer of embryogenic calli consisted of small and isodiametric cells with a dense cytoplasm and a prominent nucleus and nucleolus; whereas the inner cell layer is composed of large cells with small nucleus and large vacuole. These embryogenic cells underwent a series of organized divisions and formed the proembryo with a well-defined protodermis. Rev. Biol. Trop. 57 (Suppl. 1): 141-150. Epub 2009 November 30.

Los estudios anatómicos e histológicos de los callos embriogénicos de arroz (Oryza sativa) mostraron que estos se originan del epitelio escutelar de los embriones cigóticos maduros. Al crecer en un medio Murashige y Skoog (1962) suplementado con 2.5 mg/l 2,4-D, presentan grupos de células embriogénicas en las zonas periféricas, las cuales a su vez darán lugar a la formación de proembriones y de embriones somáticos. Las células de los callos embriogénicos se caracterizan por tener núcleo y nucleolo conspícuos, forma isodiámetrica, citoplasma denso y están acompañadas de células adyacentes con abundantes gránulos de almidón. Los embriones somáticos completan su desarrollo para dar formación a plántulas completas, al estar en un medio de regeneración. Los estudios histológicos permitieron observar la expresión transitoria del gen uidA en grupos de células de las capas más externas de los callos embriogénicos sometidos al método de transformación genética por biobalística.

Las proteínas arabinogalactanos en cultivos de células vegetales / Arabinogalactan proteins in plant cell cultures / As proteínas arabinogalactanos em cultivos de células vegetais

Las proteínas arabinogalactanos (AGPs) son macromoléculas que se encuentran prácticamente en todos los órganos de las plantas, siendo asociadas con varios aspectos del crecimiento y desarrollo vegetal. Estas moléculas se caracterizan bioquímicamente por contener carbohidratos y proteínas en relación 9:1. El carbohidrato está compuesto principalmente por arabinogalactanos tipo II; mientras que la parte proteica está organizada en dominios que definen a las AGPs como clásicas o no clásicas. Las primeras se caracterizan además por presentar una secuencia C-terminal que predice la incorporación de un grupo glicosilfosfatidilinositol (GFI), que permite su unión a la membrana plasmática. En cultivos de células vegetales se reportan varias especies que liberan AGPs al medio de cultivo. Se presenta una revisión de las características bioquímicas de las AGPs liberadas al medio y de las propuestas sobre los mecanismos bioquímicos y celulares por los cuales las AGPs participan en la diferenciación y crecimiento de las células vegetales. Los cultivos de células liberan al medio de cultivo AGPs clásicas y no clásicas, y se propone que podrían provenir de la membrana plasmática o la pared celular. Las AGPs intervienen en el control del crecimiento celular, además de estar relacionadas con la embriogénesis somática y la organogénesis, procesos de diferenciación celular importantes en los sistemas de micropropagación de plantas. El mecanismo bioquímico por el cual las AGPs participan en el crecimiento celular y la diferenciación implica que éstas, o los productos de su degradación, quizás actúen como moléculas de señalización.

The arabinogalactan proteins (AGPs) are macromolecules found in practically all plant organs, being associated with several aspects of the plant growth and development. These molecules contain carbohydrates and proteins in a 9:1 relation. The carbohydrate moiety is composed mainly of type II arabinogalactans, whereas the protein has particular amino acid domains that allow classifying the AGPs into two groups, classical and non-classical. In addition, the former are characterized by a C-terminal tail that predicts the incorporation of a glycosylphosphatidylinositol group (GPI) that allows the attachment of the AGPs to the plasma membrane. Plant cell cultures of several species release AGPs into the culture medium. The biochemical characteristics of the AGPs released into the medium, and the proposed biochemical and cellular mechanisms by which AGPs participate in plant cell differentiation and growth are reviewed. The plant cells release classical as well as non-classical AGPs into the culture medium. The origin of these AGPs could likely be the plasma membrane or the cell wall. They are involved in the control of cellular growth and differentiation processes, aspects that have fundamental importance in the induction of somatic embryogenesis and organogenesis, key steps in plant micropropagation programs. The biochemical mechanism by which the AGPs participate in cell growth and differentiation implies that the AGPs or their degradation products participate like signal molecules.

As proteínas arabinogalactanos (AGPs) são macromoléculas que se encontram praticamente em todos os órgãos das plantas, sendo associadas com vários aspectos do crescimento e desenvolvimento vegetal. Estas moléculas se caracterizam bioquímicamente por conter carboidratos e proteínas em relação 9:1. O carboidrato está composto principalmente por arabinogalactanos tipo II; enquanto que a parte protéica está organizada em domínios que definem as AGPs como clássicas ou não clássicas. As primeiras se caracterizam, além disso, por apresentar uma sequência C-terminal que prediz a incorporação de um grupo glicosilfosfatidilinositol (GFI), que permite sua união à membrana plasmática. Em cultivos de células vegetais se relatam várias espécies que liberam AGPs ao meio de cultivo. Apresenta-se uma revisão das características bioquímicas das AGPs liberadas ao meio e das propostas sobre os mecanismos bioquímicos e celulares pelos quais as AGPs participam na diferenciação e crescimento das células vegetais. Os cultivos de células liberam ao meio de cultivo AGPs clássicas e não clássicas, e se propõe que poderiam provir da membrana plasmática ou da parede celular. As AGPs intervêm no controle do crescimento celular, além de estar relacionadas com a embriogênese somática e a organogênese, processos de diferenciação celular importantes nos sistemas de micropropagação de plantas. O mecanismo bioquímico pelo qual as AGPs participam no crescimento celular e a diferenciação, implica que estas, ou os produtos de sua degradação, talvez atuem como moléculas de sinalização.

Regenerácion in vitro de tres variedades de crisantemo (Dendrathema grandiflora) a través de organogénesis y embriogénesis somática / In vitro regeneration of three chrysanthemum (Dendrathema grandiflora) varieties via organogenesis and somatic embryogenesis

El crisantemo (Dendrathema grandiflora) presenta alta demanda en los mercados de flor cortada, tanto colombianos como internacionales. La producción de esta especie se ve seriamente afectada por enfermedades fúngicas como la roya Blanca (Puccinia horiana), lo que ocasiona que se empleen grandes cantidades de fungicidas aumentando los costos de producción a nivel económico y ecológico. La evaluación de sistemas de regeneración in vitro de crisantemo a partir de discos de hoja constituyó un primer paso hacia el empleo de la transformación genética, como apoyo a las técnicas de mejoramiento convencional para la obtención de plantas resistentes al hongo. Se establecieron discos de hoja de D. grandiflora var. Escapade, var. White albatross y var. Yellow albatross sobre medio MS en presencia ANA (0 - 4.83 mM) y BAP (0 - 13.32 mM) solos y en combinación. Así mismo, se establecieron discos foliares de las tres variedades en estudio sobre el medio MumB en presencia 2,4-D (0 - 4.52 mM) durante 7, 14 y 21 días, tiempo en el cual los explantes fueron transferidos a medio a medio Mum B sin 2-4D. Los brotes regenerados, fueron individualizados, enraizados y endurecidos. Los resultados obtenidos indican que el medio MS suplementado con: ANA 4.83 mM + BAP 4.44 mM ó ANA 4.83 mM y BAP 13.32 mM permite la regeneración de plantas vía organogénesis para las tres variedades y que es posible obtener embriones somáticos de las tres variedades, sobre medio Mum B en presencia de 2,4-D 2.26 mM, con periodos de incubación de 14 días para White Albatross y 21 días para Yellow Albatros y Escapade. El medio Mum B sin 2,4-D, permite el desarrollo de los brotes, a partir de embriones somáticos en los tres casos. El 85 por ciento de los brotes obtenidos presentaron enraizamiento espontáneo, lo que facilitó el endurecimiento y transferencia exitosa a suelo.

Chrysanthemum (Dendrathema grandiflora) has a high demand in the Colombian and international cut flower markets. Since commercial production of this ornamental species is strongly affected by fungal diseases such as chrysanthemum white rust (Puccinia horiana), high doses of fungicides are being used posing increased environmental and commercial costs. Assessment of in vitro regeneration systems from leaf discs was a first step in developing a plant genetic transformation protocol to obtain fungi-resistant plants. Leaf discs of White Albatross, Yellow Albatross, and Escapade varieties were established in vitro on MS medium supplemented with NAA (0 - 4.83 μM) and BAP (0 - 13.32 μM) alone and in combination. Leaf discs were also cultured on MumB medium containing 2,4-D (0 - 4.52 μM) for 7, 14, and 21 days prior to their transferral to a 2,4-D free MumB medium. Regenerated shoots were individualized, rooted, and hardened. Results show that MS with 4.83 μM NAA + 4.44 μM BAP and 4.83 μM NAA + 13.32 μM BAP induce organogenesis, and MumB with 2.26 μM 2,4-D induces somatic embryogenesis on all three varieties, with exposition periods to 2,4-D of 14 days for White Albatross and 21 days for Yellow Albatross and Escapade. Shoot development from somatic embryos was observed in the three varieties when cultured on a 2,4-D free MumB medium. Spontaneous rooting was recorded in 85% of the shoots thus facilitating hardening and successful transfer to soil.

Cambios morfoanatómicos y de elementos químicos como posibles marcadores del proceso de embriogénesis somática en café (Coffea arabica L) / Morphoanatomical and chemical changes as possible markers of the process in somatic embryogenesis in coffee (Coffea arabica L)

El objetivo fundamental de este trabajo fue describir los cambios morfoanatómicos y/o de elementos químicos que ocurren en explantes foliares de Coffea arabica L. cv. Catuai, inducidos a producir embriones somáticos. Los explantes se cultivaron en el medio de Murashige y Skoog con algunos suplementos. Se tomaron y fijaron muestras de los explantes en FAA o glutaraldehido con el fin de realizar estudios bajo microscopía óptica, epifluorescencia y electrónica (barrido y transmisión). También, se hizo un microanálisis de rayos X. Se logró embriogénesis somática directa e indirecta. Se describe el origen y se caracterizan morfoanatómicamente los embriones producidos. Entre los indicadores de inducción embriogénica pueden considerarse: deposición de calosa y cutina en las paredes celulares, deposición de almidón, presencia de material fibrilar o membranoso sobre callos embriogénicos. En relación a elementos químicos indicadores de embriogénesis en el cultivar de café estudiado, el calcio pareció jugar un papel importante, al igual que los iones cloro y sodio.

The objective of this research was to describe cultivated in Murashige and Skoog’s culture medium. Samples of theexplants were placed in FAA or glutaraldehyde buffer with to be studied under optical, epifluorescence and electronic microscope (SEM and TEM). Aditionally X-rays microanalysis were made. Direct and indirect somatic embryogenesis was obtained. The origin of produced embryos was described and characterized from the morphoanatomical point of view. Among the markers of embryogenic induction can be regarded the following aspects: callose deposition and cutine on the wall cell, starch deposition and the presence of either fibrillar or membranous material on embryogenic calluses. Calcium seems to play an important role during embryogenesis as a chemical marker just as chlorine and sodium ions.