Determinación por AFLP de la estabilidad genética de plantas de yuca obtenidas por embriogenesis somática y organogenesis

AFLP techniques have been reported to determine the genetic stability at a molecular level of cassava plants propagated by several methods: somatic embryogenesis, organogenesis and field conditions. ‘CMC-76’, ‘CEMSA 74-725’ and ‘Señorita’ clones from the germplasm collection kept at the INIVIT were used. Two Kit for AFLPs were applied, one of them combined selection primers +2/+3 (AFLP Analysis System II GibcoBRL) and the other +3/+3 (AFLP® Analysis System I, GibcoBRL®). 44 combination primers (EcoRI + 2 ó EcoRI + 3) were tested and five were selected as the most efficient. Plants derived from different propagation methods within each clone resulted identical genetically and differences were only observed in the three studied clones. This result corroborates the efficiency of AFLPs to study the genetic stability of micropropagated material, storaged at medium term or in cryoconservation. Besides, plants obtained with these techniques can be used for the production of high quality planting material in this crop.Key word: genetic stability, organogenesis, somatic embryogenesisSe describe el empleo de la técnica de AFLP para determinar a nivel molecular la estabilidad genética de las plantas de yuca (Manihot esculenta, Crantz) propagadas por diferentes métodos: embriogénesis somática, organogénesis y tradicional en campo. Se utilizaron los clones CMC-76, CEMSA 74-725 y Señorita del banco de germoplasma del INIVIT. Se aplicaron dos Kit para AFLP, uno con una combinación de cebadores de selección +2/+3 (AFLP® Analysis System II, GibcoBRL®) y otro +3/+3 (AFLP® Analysis System I, GibcoBRL®). Se estudiaron 44 combinaciones de cebadores (EcoRI+2 ó EcoRI+3 x MseI+3) y se seleccionaron cinco como los más eficientes. Se encontró que las plantas procedentes de los diferentes métodos de propagación estudiados dentro de cada clon, resultaron genéticamente idénticas y sólo fueron observadas diferencias entre los tres clones estudiados. Este resultado confirmó la utilidad de los AFLP para el estudio de la estabilidad genética de los materiales micropropagados, conservados a mediano plazo o crioconservados. Además, las plantas obtenidas por estas técnicas pueden ser utilizadas para la producción de material de plantación de alta calidad en este cultivo.Palabras clave: embriogénesis somática, estabilidad genética, Manihot esculenta, organogénesi

Multiplicación in vitro de ‘FHIA-25’ (Musa spp., AAB) en Sistemas de Inmersión Temporal

Necessity to produce high quality planting material has required searching new alternatives to increase the efficiency of in vitro propagation methods and their automation, as in Temporary Immersion Systems (TIS). This work was aimed to multiply the hybrid ‘FHIA-25’ (Musa spp. AAB) in TIS. The effect of different culture medium volumes per explant and densities of planting materials per culture flask at the same immersion frequency was determined. These two factors showed influence on the evaluated variables. A volume of 40 ml of culture medium per explant and densities of 80 explants per flask were selected to multiply this cultivar in TIS. These results permitted to increase in vitro production of high-quality plants for rooting stage.Key words: multiplication coefficient, culture flasks, liquid culture mediumLa necesidad de producir material vegetal de plantación de alta calidad, ha requerido de la búsqueda de alternativas que garanticen el incremento de la eficiencia en los métodos de propagación in vitro y su automatización, como el uso del Sistema de Inmersión Temporal (SIT). El presente trabajo fue desarrollado con el objetivo de multiplicar en SIT cultivar híbrido ‘FHIA-25’ (Musa spp., AAB). Se determinó el efecto de diferentes volúmenes de medio de cultivo por explante y densidades de material vegetal por frasco de cultivo a una misma frecuencia de inmersión. Se comprobó que estos dos factores tuvieron influencia sobre las variables evaluadas. Se seleccionaron 40 ml de volumen de medio de cultivo por explante y una densidad de 80 explantes/frasco para multiplicar este cultivar en SIT. Estos resultados permitieron incrementar la producción de plantas in vitro de mayor calidad para la fase de enraizamiento.Palabras clave: coeficiente de multiplicación, frasco de cultivo, medio de cultivo líquid

Influencia de reguladores e inhibidores del crecimiento en la multiplicación de brotes axilares del cultivar híbrido ‘FHIA-21’ (AAAB) en Sistema de Inmersión Temporal

This work was carried out at the Plant Biotechnology Laboratory from the Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT) in order to determine the culture medium for the multiplication of hybrid ‘FHIA–21’ (AAAB) in Temporary Immersion Systems. Different combinations of growth regulators and growth inhibitors (6-BAP, IAA and PBZ) were studied. Results permitted to determinate the effect of 6-benzil-amino-purine (6-BAP), Indol Acetic Acid (AIA) and Paclobutrazol (PBZ) for multiplication of hybrid ‘FHIA–21’ (AAAB) in the Temporary Immersion System, which involved supplemented MS salts with 2.0 mg.l-1 6-BAP; 0.65 mg.l-1 IAA and 10.0 mg.l-1 ascorbic acid; as well as, 1.0 mg.l-1 paclobutrazol. A decrease of unnecessary growing of shoots and leaves from sprouts in the multiplication phase and a greater sprout number per inoculated explant without multibuds and hyperhydricity were achieved. The Temporary Immersion System allowed to increase the number of axillary sprouts by micropropagation of hybrid ´FHIA-21´ (AAAB) and a higher quality of in vitro plants.Key words: multiplication coefficient, micropropagation, paclobutrazolEl trabajo fue desarrollado en el Laboratorio de Biotecnología Vegetal del Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT) con el objetivo de determinar el medio de cultivo para la multiplicación en sistema de inmersión temporal (SIT) del cultivar híbrido ‘FHIA-21’ (AAAB). Se estudiaron diferentes combinaciones de reguladores y un inhibidor del crecimiento: 6-Bencilaminopurina (6-BAP), Ácido indolacético (AIA) y el Paclobutrazol (PBZ). Los resultados permitieron la multiplicación del cultivar híbrido ‘FHIA-21’ (AAAB) en el sistema de inmersión temporal con un medio de cultivo compuesto por las sales Murashige y Skoog (MS), 2.0 mg.l-1 de 6-BAP; 0.65 mg.l-1 de AIA; 10.0 mg.l-1 de ácido ascórbico y 1.0 mg.l-1 de paclobutrazol. Se logró disminuir el crecimiento innecesario de los brotes en la fase de multiplicación y se alcanzó un mayor número de brotes obtenidos por explantes inoculados sin la presencia de multiyemas ni síntomas de hiperhidricidad. Estos resultados utilizando el Sistema de Inmersión Temporal permitieron incrementar el número de brotes axilares del cultivar híbrido ‘FHIA-21’ (AAAB) así como la calidad de las plantas.Palabras clave: coeficiente de multiplicación, micropropagación, paclobutrazo

Determination of the genetic stability in cassava plants obtained by somatic embryogenesis and organogenesis using AFLP

AFLP techniques have been reported to determine the genetic stability at a molecular level of cassava plants propagated by several methods: somatic embryogenesis, organogenesis and field conditions. ‘CMC-76’, ‘CEMSA 74-725’ and ‘Señorita’ clones from the germplasm collection kept at the INIVIT were used. Two Kit for AFLPs were applied, one of them combined selection primers +2/+3 (AFLP Analysis System II GibcoBRL) and the other +3/+3 (AFLP® Analysis System I, GibcoBRL®). 44 combination primers (EcoRI + 2 ó EcoRI + 3) were tested and five were selected as the most efficient. Plants derived from different propagation methods within each clone resulted identical genetically and differences were only observed in the three studied clones. This result corroborates the efficiency of AFLPs to study the genetic stability of micropropagated material, storaged at medium term or in cryoconservation. Besides, plants obtained with these techniques can be used for the production of high quality planting material in this crop. Key word: genetic stability, organogenesis, somatic embryogenesi

Efecto del manitol y el nitrato de plata en la conservación in vitro de la malanga (Xanthosoma spp.)

Título en ingles: Mannitol and silver nitrate effect of taro (Xanthosoma spp.) in vitro conservation Título  corto: Efecto del manitol y el nitrato de plata en la conservación in vitro Resumen El mantenimiento en campo de los Bancos de Germoplasma resulta muy costoso, además de los riesgos a que se exponen. El cultivo de tejidos constituye una solución a estos problemas siendo conveniente utilizar una combinación de técnicas de almacenamiento en los cultivos de propagación vegetativa para no depender de una sola.  El cultivo in vitro ofrece nuevas alternativas para el mejoramiento de la productividad y la producción de material de siembra sano en malanga (Xanthosoma  spp.).  La presente investigación se desarrolló en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos del Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), Cuba, con el objetivo de estudiar las condiciones para la conservación en crecimiento mínimo in vitro de germoplasma de esta especie.  Como material vegetal se utilizó el clon de Malanga Xanthosoma ‘INIVIT MX–2008’.  El establecimiento del material vegetal y su posterior multiplicación fueron realizadas según la metodología recomendada por García et al. (1999).  Para la conservación en medio de cultivo de crecimiento mínimo se utilizó el medio basal MS y se estudiaron 15 tratamientos que combinaron concentraciones de Manitol (regulador osmótico) (1,5; 3 y 4%) y Nitrato de plata (inhibidor de la acción etileno) (0, 2, 4, 8, 10 mg.L-1). Se concluye que es posible conservar in vitro los recursos genéticos de malanga Xanthosoma durante más de 10 meses, en un medio de cultivo compuesto por sales y vitaminas MS  suplementado con 4% de manitol y 4 mg.L-1 de Nitrato de plata.  Las plantas propagadas a partir de este medio de cultivo se recuperaron exitosamente. La mayor concentración de manitol en el medio de cultivo pudo haber influido en la mejor recuperación del material conservado. Palabras clave: Crecimiento mínimo, conservación de recursos genéticos. Abstract Maintenance field genebanks are costly, in addition to the risks they face; to that effect on tissue culture is a solution to these problems. In vegetative propagated crops is desirable to use a combination of storage technology rather than relying on just one. In vitro culture provides an alternative for improving productivity and production of healthy planting material of taro (Xanthosoma spp.). This research was conducted in the Tissue Culture Laboratory of the Research Institute of Tropical Crops. Our objective was study the conditions for minimal growth conservation in vitro germplasm in this species. As plant material was used clone of Taro Xanthosoma 'INIVIT MX-2008'. The establishment of the plant material and its subsequent multiplication were carried out according to the methodology recommended by García et al. (1999). For the maintenance in culture of minimal growth basal medium MS was used and studied 15 treatments with combined concentrations of mannitol (osmotic regulator) (1.5, 3 and 4%) and silver nitrate (Ethylene inhibitor) (0, 2, 4, 8, 10 mg.L-1). It concludes that it is possible to conserve taro Xanthosoma genetic resources in vitro, for over 10 months in a culture medium composed of MS salts and vitamins and supplemented with 4% mannitol and 4 mg.L-1 of silver nitrate. Plants propagated from this culture medium were recovered successfully. The presence of higher concentrations of mannitol, may have influenced that increases survival of preserved material. Keys words: minimal growth, genetic resources conservation.

Efecto del manitol y el nitrato de plata en la conservación in vitro de la malanga (Xanthosoma spp.)

Maintenance field genebanks are costly, in addition to the risks they face; to that effect on tissue culture is a solution to these problems. In vegetative propagated crops is desirable to use a combination of storage technology rather than relying on just one. In vitro culture provides an alternative for improving productivity and production of healthy planting material of taro (Xanthosoma spp.). This research was conducted in the Tissue Culture Laboratory of the Research Institute of Tropical Crops. Our objective was study the conditions for minimal growth conservation in vitro germplasm in this species. As plant material was used clone of Taro Xanthosoma "INIVIT MX-2008". The establishment of the plant material and its subsequent multiplication were carried out according to the methodology recommended by García et al. (1999). For the maintenance in culture of minimal growth basal medium MS was used and studied 15 treatments with combined concentrations of mannitol (osmotic regulator) (1.5, 3 and 4%) and silver nitrate (Ethylene inhibitor) (0, 2, 4, 8, 10 mg.L-1). It concludes that it is possible to conserve taro Xanthosoma genetic resources in vitro, for over 10 months in a culture medium composed of MS salts and vitamins and supplemented with 4% mannitol and 4 mg.L-1 of silver nitrate. Plants propagated from this superculture medium were recovered successfully. The presence of higher concentrations of mannitol, may have influenced that increases survival of preserved material.El mantenimiento en campo de los Bancos de Germoplasma resulta muy costoso, además de los riesgos a que se exponen. El cultivo de tejidos constituye una solución a estos problemas siendo conveniente utilizar una combinación de técnicas de almacenamiento en los cultivos de propagación vegetativa para no depender de una sola. El cultivo in vitro ofrece nuevas alternativas para el mejoramiento de la productividad y la producción de material de siembra sano en malanga (Xanthosoma spp.). La presente investigación se desarrolló en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos del Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), Cuba, con el objetivo de estudiar las condiciones para la conservación en crecimiento mínimo in vitro de germoplasma de esta especie. Como material vegetal se utilizó el clon de Malanga Xanthosoma "INIVIT MX-2008". El establecimiento del material vegetal y su posterior multiplicación fueron realizadas según la metodología recomendada por García et al. (1999). Para la conservación en medio de cultivo de crecimiento mínimo se utilizó el medio basal MS y se estudiaron 15 tratamientos que combinaron concentraciones de Manitol (regulador osmótico) (1,5; 3 y 4%) y Nitrato de plata (inhibidor de la acción etileno) (0, 2, 4, 8, 10 mg.L-1). Se concluye que es posible conservar in vitro los recursos genéticos de malanga Xanthosoma durante más de 10 meses, en un medio de cultivo compuesto por sales y vitaminas MS suplementado con 4% de manitol y 4 mg.L-1 de Nitrato de plata. Las plantas propagadas a partir de este medio de cultivo se recuperaron exitosamente. La mayor concentración de manitol en el medio de cultivo pudo haber influido en la mejor recuperación del material conservado

Multiplicación en sistema de inmersión temporal del clon de malanga “Viequera” (Xanthosoma spp.)

Temporary Immersion System (TIS) is a alternative in the micropropagation of plants. This work was carried out to establish a protocol for the multiplication of clone TIS cocoyam “Viequera”. The effect of three immersion times (7, 14 and 21 minutes), three immersion frequencies (2, 4 and 6 hours per day), four volumes of culture medium (5, 10, 15 and 20 mL per shoot initial) and four times of cultivation (15, 18, 21 and 25 days) in the multiplication of shoots from axillary buds. With immersion time of 14 minutes every 4 hours, a volume of 15 ml of culture medium for initial outbreak and 18 days of culture, achieved the best performance in the multiplication of shoots from axillary buds, with a coefficient of multiplication 10.50. The proposed protocol increases the productivity of propagated material compared to those developed in semisolid culture media, representing a reduction in production costs by introducing the increase in cultivation in commercial laboratories.El Sistema de inmersión temporal (SIT) constituye una alternativa en la micropropagación de plantas. El presente trabajo se realizó con el objetivo de establecer un protocolo para la multiplicación en SIT del clon de malanga “Viequera”. Se evaluó el efecto de tres tiempos de inmersión (7, 14 y 21 minutos), tres frecuencias de inmersión (2, 4 y 6 horas por día), cuatro volúmenes de medio de cultivo (5, 10, 15 y 20 ml por brote inicial) y cuatro tiempos de cultivo (15, 18, 21 y 25 días) en la multiplicación de los brotes de yemas axilares. Con  tiempo de inmersión de 14 minutos cada 4 horas, un volumen de 15 ml de medio de cultivo por brote inicial y 18 días de cultivo, se logró el mejor comportamiento en la multiplicación de los brotes de yemas axilares, con un coeficiente de multiplicación de 10,50. El protocolo propuesto aumenta la productividad del material propagado en comparación con los desarrollados en medios de cultivo semisólidos, lo que representa una reducción en los costos de producción al introducir la multiplicación del cultivo en laboratorios comerciales de propagación.

Nueva alternativa para la micropropagación en inmersión temporal del cultivar de plátano vianda "INIVITPV-2011"(AAB)

This work was developed at the Plant Biotechnology Laboratory from the Research Institute of Tropical Root and Tuber Crops (INIVIT) in order to increase the multiplication coefficient in plantain cultivar "INIVITPV-2011" (AAB) in Temporary Immersion Systems (TIS). Different immersion times (10, 20 (control) and 30 minutes) and immersion frequencies (3, 6 (control) and 8 hours) in 10 L Nalgene flasks, and culture medium volume per explants (20, 40 (control) and 60 ml culture medium / explants) were studied, as well as, subculture time (15, 18, 21(control) and 25 days) and explants density per flask (20, 40 (control), 60 and 80 explants / culture flask). The multiplication culture medium MS supplemented with 2.0 mg.L-1 6-BAP, 3.5 mg.L-1 IAA, 30.0 gL-1 sucrose, 10.0 mg.L-1 ascorbic acid was used. Results obtained allowed to establish a methodology for micro-propagation of plantain cultivar "INIVITPV-2011" (AAB) in temporary immersion system, which consisted of using a 10 minute immersion time with 3 hour frequency (8 immersions per day). Besides, 60 explants were inoculated in each 10 L flask, and the renewal with 3600 ml culture medium and 18 day culture time allowed to obtain the subculhighest productivity in the multiplication stage. These results, using the temporary immersion system allowed to establish a method for micro-propagation of plantain cultivar "INIVITPV-2011" (AAB).El trabajo fue desarrollado en el Laboratorio de Biotecnología Vegetal del Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT) con el objetivo de incrementar el coeficiente de multiplicación en el cultivar de plátano vianda "INIVITPV-2011" (AAB) en el Sistema de Inmersión Temporal (SIT). Se estudiaron diferentes tiempos de inmersión (10, 20 (control) y 30 minutos) y frecuencias de inmersión (3, 6 (control) y 8 horas) en frascos Nalgene de 10 L de capacidad, se estudió además el volumen de medio de cultivo por explante (20, 40 (control) y 60 ml de medio de cultivo/explante), así como el tiempo de subcultivo (15, 18, 21 (control) y 25 días) y la densidad de explantes por frasco (20, 40 (control), 60 y 80 explantes/frasco de cultivo). Se utilizó el medio de cultivo de multiplicación MS suplementado 2,0 mg.L-1 de 6-BAP; 3,5 mg.L-1de AIA; 30,0 g.L-1 de sacarosa; 10,0 mg.L-1 de ácido ascórbico. Los resultados obtenidos permitieron establecer una metodología para la micropropagación en el Sistema de Inmersión Temporal del cultivar de plátano vianda "INIVITPV-2011" (AAB) la cual consistió en utilizar un tiempo de inmersión de 10 minutos con una frecuencia cada 3 horas, es decir, 8 inmersiones al día, además para cada frasco de 10 L se inocularon 60 explantes y la renovación con 3600 ml de medio de cultivo y un tiempo de cultivo de 18 días permitió alcanzar la mayor productividad del material en fase de multiplicación. Estos resultados, utilizando el Sistema de Inmersión Temporal permitieron establecer una metodología eficiente para la micropropagación del cultivar de plátano vianda "INIVITPV-2011" (AAB)