RESUMEN
ABSTRACT Climate change will have an impact on the Colombian agricultural sector, by 2050 increases in temperature and distribution of erratic rainfall are expected. Passion fruit cultivation does not tolerate water deficit, it reduces flower induction, generates fruit drop and defoliation. To tackle this problem, somaclonal variants (VS) of passion fruit were selected in-vitro, seeking tolerance to water deficit. Four phases were developed: I) callogenesis, II) direct and indirect organogenesis, II) Induction and evaluation of the water deficit with Polyethylene glycol 6000 (PEG 6000) and IV) in vitro selection of VS by morphometric measurements, chlorophyll and total sugars contents. Differences in callogenesis were found with different concentrations of 2,4-D, the concentration of 2 mg L-1 presented better results producing calluses in less time and in greater quantity (8 days, 90% of the leaf area). In indirect and direct organogenesis the medium MS + ANA + BAP (0.3: 0.6), showed significant statistical differences with respect to other means, for the variables root length (15.14 cm), stem (16.72 cm) and leaves ( 14.51 cm) and root thickness (0.76 cm) stem (1.25) and leaf width (6.75). The influence of PEG 6000 showed significant differences, the treatment with 30 g L-1 showed the smallest leaf width, the greatest width was found in 25 g L1. Statistical differences were found in chlorophyll levels and total sugar contents, the highest contents were recorded in the VS 25VS1, showing the possibility of obtaining seedlings tolerant to the water deficit of passion fruit by inducing somaclonal variation.
RESUMEN El cambio climático tendrá impactos en el sector agropecuario colombiano, para el 2050 se prevén aumentos de temperatura y distribución de lluvias erráticas. El cultivo de maracuyá no tolera el déficit hídrico, este disminuye la inducción floral, genera caída de frutos y defoliación. Para abordar esta problemática se seleccionaron in-vitro variantes somaclonales (VS) de maracuyá, buscando tolerancia al déficit hídrico. Se desarrollaron cuatro fases: I) callogénesis, II) organogénesis directa e indirecta, III) Inducción y evaluación del déficit hídrico con Polientilenglicol 6000 (PEG 6000) y IV) selección in vitro de VS por mediciones morfométricas, contenidos de clorofila y azúcares totales. Se hallaron diferencias en callogénesis con diferentes concentraciones de 2,4-D, la concentración de 2 mg-L-1 presentó mejores resultados produciendo callos en menor tiempo y en mayor cantidad (8 días, 90% del área foliar); en organogénesis indirecta y directa el medio MS + ANA + BAP (0.3:0.6), mostró diferencias estadísticas significativas respecto a otros medios, para las variables longitud de raíz (15.14 cm), tallo (16.72 cm) y hojas (14.51 cm) y grosor de raíz (0.76 cm) tallo (1.25) y ancho de hojas (6.75). La influencia de PEG 6000 mostró diferencias significativas, el tratamiento con 30 g-L-1 mostró menor ancho de hojas, el mayor ancho se encontró en 25 g-L-1. Se hallaron diferencias estadísticas en niveles de clorofila y contenidos de azúcares totales, los mayores contenidos se registraron en el VS 25VS1, mostrando la posibilidad de obtener plántulas tolerantes al déficit hídrico de maracuyá mediante la inducción de variación somaclonal.
RESUMEN
El aumento de las temperaturas y el cambio en los regímenes pluviales tienen efectos directos sobre el rendimiento de los cultivos, el maracuyá no tolera épocas secas marcadas, lo que puede resultar en poca inducción floral y en caída de frutos, hasta la defoliación de la planta. El mejoramiento genético vegetal aparece como estrategia para favorecer la adaptación de los cultivos al estrés ambiental. Una de las herramientas del fitomejoramiento es el cultivo de tejidos vegetales, con éste se ha obtenido variedades mejoradas usando variación somaclonal. Por tal motivo, se planteó un proyecto de selección in vitro de variantes somaclonales (VS) de maracuyá, buscando tolerancia al déficit hídrico. La investigación cuenta con cuatro etapas, 1. Inducción de callogénesis (2,4-D), 2. Organogénesis directa e indirecta; 3. Inducción de estrés hídrico (PEG 6000); 4. Selección in vitro de VS tolerantes a déficit hídrico. Se encontraron diferencias estadísticamente significativas en plántulas sembradas en medios con 20g PEG/l, para longitud, grosor y número de raíces, en cuanto a tallo no se encontraron diferencias estadísticas. El número de hojas presentó diferencias significativas respecto a los demás medios que inducían estrés hídrico [25 y 30g PEG/L]. Finalmente, las variables morfométricas permitieron diferenciar los mejores tratamientos y las plántulas, que mostraron tolerancia al déficit hídrico, esto expresado en términos de crecimiento longitudinal, grosor, ancho y número, pese a las concentraciones del agente estresante PEG 6000. Lo obtenido se convierte en insumo importante para continuar con el proceso de fitomejoramiento del maracuyá en la Universidad del Tolima.
The increase in temperatures and the change in rainfall regimes have direct effects on crop yields, passion fruit does not tolerate marked dry seasons, which can result in little floral induction and fruit fall, until the defoliation of the plant. Plant genetic improvement appears as a strategy to favor the adaptation of crops to environmental stress. One of the tools of plant breeding is the cultivation of plant tissues, with this one has obtained improved varieties using somaclonal variation. For this reason, a project was proposed for in vitro selection of somaclonal variants (VS) of passion fruit, seeking tolerance to the water deficit. The research has four stages, 1. Induction of calllogenesis (2,4-D), 2. Direct and indirect organogenesis; 3. Water stress induction (PEG 6000); 4. In vitro selection of VS tolerant to water deficit. Statistically significant differences were found in seedlings planted in media with 20g PEG / l, for length, thickness and number of roots, in terms of stem no statistical differences were found. The number of leaves showed significant differences with respect to the other means that induced water stress [25 and 30g PEG / L]. Finally, the morphometric variables allowed differentiating the best treatments and seedlings, which showed tolerance to the water deficit, this expressed in terms of longitudinal growth, thickness, width and number, despite the concentrations of the stressful agent PEG 6000. The obtained becomes important input to continue the process of plant breeding of passion fruit at the University of Tolima.
Asunto(s)
Mejoramiento Genético , PassifloraRESUMEN
Aspidosperma polyneuron es un especie nativa de la región neotropical, en países como Colombia, Venezuela, Perú, Brasil, Argentina y Paraguay, propio de bosques semideciduos, catalogada desde 1998 por la UICN como "En Peligro (EN)", debido a que sus poblaciones naturales fueron sometidas a una intensa explotación con fines madereros y su hábitat se vio seriamente degradado por actividades agrícolas y silvopastoriles. Las dificultades para su regeneración natural y el enraizamiento de las estacas, hace que el cultivo in vitro sea una eficaz herramienta para contrarrestar las dificultades reproductivas que presenta. Sin embargo, la presencia de contaminantes que afectan la viabilidad de los explantes, precisa el desarrollo de protocolos que permitan el establecimiento in vitro de la especie. El objetivo de la presente investigación fue lograr el establecimiento aséptico y la inducción de la callogénesis en explantes de A. polyneuron, mediante la evaluación de diferentes tratamientos de desinfección. Los explantes se obtuvieron de individuos de regeneración natural, en el municipio de Armero, departamento del Tolima, los cuales se sumergieron en agua destilada con una gota de Tween® 80 por cada 100 ml, durante 10 minutos y lavados con agua destilada estéril. Se utilizaron como agentes desinfectantes, el hipoclorito de sodio y el dicloruro de mercurio a distintas concentraciones y tiempos de inmersión. De los explantes utilizados: ápices, segmentos nodales y láminas foliares, este último fue seleccionado por su capacidad de producir callos friables de color verde, para lo cual una desinfección con dicloruro de mercurio (HgCl2) al 0.125% durante 10 minutos fue suficiente para el control de la contaminación y bajos índices de oxidación.
Aspidosperma polyneuron is a species native to the Neotropics, in countries like Colombia, Venezuela, Peru, Brazil, Argentina and Paraguay, typical of semi-deciduous forests, catalogued since 1998 by the IUCN as "Endangered (EN)", because its natural populations were subjected to an intense exploitation for timber and its habitat was seriously degraded by agricultural and silvopastoral activities. The difficulties for its natural regeneration and the rooting of cuttings, make the in vitro culture an efficient tool to counteract the reproductive difficulties that it presents. However, the presence of pollutants that affect the viability of the explants needs the development of protocols that allow the in vitro establishment of this species. The objective of this research was to achieve aseptic establishment and the induction of callogenesis in explants of A. polyneuron, by evaluating different disinfection treatments. The expants were obtained from individuals of natural regeneration, in the Municipality of Armero in the Department of Tolima, which were immersed in distilled water with a drop of Tween® 80 for each 100 ml, for 10 minutes and then rinsed with sterile distilled water. There were used as disinfectant agents, sodium hypochlorite and mercury dichloride in different concentrations and times of immersion. Among the used explants: buds, nodal segments and leaf blades, the last one was selected for its capacity of producing friable and green callosity, for which a disinfection with mercury dichloride (HgCl2) 0.125% for 10 minutes was enough for contamination control and low indexes of oxidation.