Estudio de la Capacidad Organogénica en tomate y especies relacionadas: Localización de QTLS implicados y estudio de la influencia del Etileno

La regeneración de plantas a partir de explantes es la base de partida para poder aplicar tecnologías tales como la obtención de plantas haploides o la transformación genética. Este carácter presenta una amplia variabilidad inter e intraespecífica. Así, incluso dentro de la misma especie, podemos encontrarnos genotipos recalcitrantes cuya falta o escasa regeneración limita la aplicación de estas técnicas. Además del componente genético, otros factores que condicionan el éxito de la regeneración son: las condiciones fisiológicas del material de partida, los componentes del medio de cultivo, los reguladores de crecimiento, la temperatura, la luz, etc¿ La falta de información acerca de qué factores determinan que este proceso se produzca por una u otra vía morfogenética (la vía organogénica o la embriogénica) y la incertidumbre de cuantos genes están implicados, indica la necesidad de investigación básica de este proceso. El objetivo principal de este trabajo se centra en incrementar el conocimiento de la base genética así como la localización de QTLs implicados en la regeneración por la vía organogénica que es la predominante en tomate. Para ello, se han utilizado dos poblaciones de mapeo (F2, BC1) obtenidas por la Dra. Gisbert. La población F2 se obtuvo a partir de la autofecundación de una planta F1, resultante del cruce de una planta de tomate (S. lycopersicum L.) seleccionada por su escasa capacidad regenerativa (Anl27) y la accesión PE-47 de S. pennellii Correll. con alta capacidad de regeneración. Por su parte, la población BC1 se obtuvo a partir del cruce (Anl27 x F1). Con estos materiales se ha realizado una caracterización fenotípica y genotípica en clones de cada genotipo, que se han mantenido en cultivo in vitro. Utilizando el programa informático MapQTL¿ se han identificado seis QTL implicados en la regeneración localizados en los cromosomas 1, 3, 4, 7 y 8. Cinco de los QTLs (SpRg-1, Rg-3, SpRg-4a, SpRg- 4b, SpRg-7) proceden del tomate silvestre S. pennellii y uno (SlRg-8) procede de S. lycopersicum. El porcentaje de varianza explicada por cada QTL va desde el 7,4% al 27%, dentro del rango común (6-26%) registrado en el mapeo genético de QTLs relacionados con la regeneración in vitro en otros cultivos. SpRg-1 es el mayor responsable de la respuesta morfogenética mientras que SpRg-7 promueve el desarrollo del brote hacia una planta completa. Por otra parte los QTLs detectados en los cromosomas 8 (SlRg-8) y 4 (SpRg-4a, SpRg-4b) podrían contener genes que influyen en la formación de yemas y su desarrollo, respectivamente. Finalmente Rg-3, situado en la mitad del cromosoma 3 y ligado al gen de la invertasa ácida, se presenta como un alelo putativo del gen Rg detectado en S. peruvianum (Rg-1) y S. chilense (Dunal) Reiche. (Rg-2). Además del genotipo, el tipo y combinación de reguladores de crecimiento son importantes para el éxito de los protocolos de regeneración. En tomate, los reguladores de crecimiento más utilizados son las citoquininas, o la combinación de estas con auxinas. Otros reguladores como el etileno se han estudiado poco y los trabajos publicados muestran conclusiones dispares. Con el fin de estudiar la influencia del etileno en la regeneración se han realizado ensayos con dos compuestos liberadores de etileno (Ácido 1-aminociclopropano-1- carboxílico ¿ACC¿ y ácido 2-Cloroetil fosfónico ¿Ethephon¿) y dos inhibidores de etileno: AgNO3, que inhibe la acción del etileno; y CoCl2, que inhibe la producción de etileno. Los resultados obtenidos muestran que la concentración y el momento de la aplicación son dos factores fundamentales a tener en cuenta para el éxito de la respuesta organogénica. En concreto, la aplicación de inhibidores de etileno y su consecuente disminución tiene un efecto negativo sobre la regeneración en tomate ya que se disminuye y se retrasa la respuesta. Así mismo, las plantas regenerantes obtenidas presentan tamaño reducido, pudiendo aparecer vitrificación y malformaciones. Por otra parte, la suplementación de etileno puede mejorar la regeneración. Así, el número de plantas regeneradas a partir de explantes de S. pennellii se duplicó en los medios con ACC respecto al medio control. Si la aplicación de ACC se realiza tras la inducción de las yemas, pasados 10 días, el rendimiento total será mayor. Este resultado indica que éste compuesto podría ser utilizado para mejorar la regeneración en aquellos genotipos donde una vez formadas las yemas, el desarrollo de estas hacia plantas es el paso limitante. Por otra parte, las plantas regenerantes obtenidas muestran buen desarrollo, por lo que la suplementación de etileno no afecta al posterior crecimiento de las plantas regeneradas. Finalmente se ha estudiado la capacidad organogénica de las especies silvestres de tomate derivadas del complejo S. peruvianum L. sensu lato (s.l.): Solanum arcanum Peralta., Solanum huaylasense Peralta., Solanum corneliomulleri J. F. Macbr. y Solanum peruvianum L. sensu stricto (s.s.). Estas especies pueden tener un papel fundamental en la mejora, sobre todo de resistencias a factores bióticos. Sin embargo, debido a las barreras de hibridación que existen entre éstas y el tomate cultivado, no se han explotado en su totalidad en la mejora del cultivo. Para realizar cruces se ha recurrido a la fusión de protoplastos y el rescate de embriones. Sin embargo, no se ha estudiado la capacidad organogénica de las especies derivadas del complejo Peruvianum, lo que limita la aplicación de estas técnicas. En este trabajo se ha encontrado variabilidad intra e interespecífica en la capacidad organogénica de las especies silvestres derivadas de este complejo. En general, todas las accesiones ensayadas de S. corneliomulleri y S. huaylasense mostraron una elevada capacidad regenerativa y se han identificado accesiones recalcitrantes en S. arcanum (LA-2185) y S. peruvianum s.s (ECU-106 y CH-20). En este trabajo, también se ha realizado un análisis morfológico de las hojas que ha determinado que el número de foliolos y el nivel de dentición de los mismo pueden ser utilizados en la identificación in vitro de las especies del complejo. Sin embargo, el área de foliolo solo permite distinguir a S. arcanum del resto de especies del complejo. Finalmente se ha observado que las accesiones cuyas hojas tienen mayor número de foliolos y mayor nivel de dentición tienen una mayor regeneración.Trujillo Moya, C. (2013). Estudio de la Capacidad Organogénica en tomate y especies relacionadas: Localización de QTLS implicados y estudio de la influencia del Etileno [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/31665TESI

Localization of QTLs for in vitro plant regeneration in tomato

Background Low regeneration ability limits biotechnological breeding approaches. The influence of genotype in the regeneration response is high in both tomato and other important crops. Despite the various studies that have been carried out on regeneration genetics, little is known about the key genes involved in this process. The aim of this study was to localize the genetic factors affecting regeneration in tomato. Results We developed two mapping populations (F2 and BC1) derived from a previously selected tomato cultivar (cv. Anl27) with low regeneration ability and a high regeneration accession of the wild species Solanum pennellii (PE-47). The phenotypic assay indicated dominance for bud induction and additive effects for both the percentage of explants with shoots and the number of regenerated shoots per explant. Two linkage maps were developed and six QTLs were identified on five chromosomes (1, 3, 4, 7 and 8) in the BC1 population by means of the Interval Mapping and restricted Multiple QTL Mapping methods. These QTLs came from S. pennellii, with the exception of the minor QTL located on chromosome 8, which was provided by cv. Anl27. The main QTLs correspond to those detected on chromosomes 1 and 7. In the F2 population, a QTL on chromosome 7 was identified on a similar region as that detected in the BC1 population. Marker segregation distortion was observed in this population in those areas where the QTLs of BC1 were detected. Furthermore, we located two tomato candidate genes using a marker linked to the high regeneration gene: Rg-2 (a putative allele of Rg-1) and LESK1, which encodes a serine/threonine kinase and was proposed as a marker for regeneration competence. As a result, we located a putative allele of Rg-2 in the QTL detected on chromosome 3 that we named Rg-3. LESK1, which is also situated on chromosome 3, is outside Rg-3. In a preliminary exploration of the detected QTL peaks, we found several genes that may be related to regeneration. Conclusions In this study we have identified new QTLs related to the complex process of regeneration from tissue culture. We have also located two candidate genes, discovering a putative allele of the high regeneration gene Rg-1 in the QTL on chromosome 3. The identified QTLs could represent a significant step toward the understanding of this process and the identification of other related candidate genes. It will also most likely facilitate the development of molecular markers for use in gene isolation.Trujillo Moya, C.; Gisbert Domenech, MC.; Vilanova Navarro, S.; Nuez Viñals, F. (2011). Localization of QTLs for in vitro plant regeneration in tomato (Solanum lycopersicum L.). BMC Plant Biology. 11:140-152. doi:10.1186/1471-2229-11-140S1401521

The influence of ethylene and ethylene modulators on shoot organogenesis in tomato

[EN] The influence of ethylene and ethylene modulators on the in vitro organogenesis of tomato was studied using a highly regenerating accession of the wild tomato Solanum pennellii and an F1 plant resulting from a cross between Solanum pennellii and Solanum lycopersicum cv. Anl27, which is known to have a low regeneration frequency. Four ethylene-modulating compounds, each at four levels, were used, namely: cobalt chloride (CoCl 2), which inhibits the production of ethylene; AgNO 3 (SN), which inhibits ethylene action; and Ethephon and the precursor 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), which both promote ethylene synthesis. Leaf explants of each genotype were incubated on shoot induction medium supplemented with each of these compounds at 0, 10 or 15 days following bud induction. The results obtained in our assays indicate that ethylene has a significant influence on tomato organogenesis. Concentrations of ethylene lower than the optimum (according to genotype) at the beginning of the culture may decrease the percentage of explants with buds (B), produce a delay in their appearance, or indeed inhibit bud formation. This was observed in S. pennellii and the F1 explants cultured on media with SN (5.8-58.0 ¿M) as well as in the F1 explants cultured on medium with 21.0 ¿M CoCl 2. The percentage of explants with shoots (R) and the mean number of shoots per explant with shoots (PR) also diminished in media that contained SN. Shoots isolated from these explants were less developed compared to those isolated from control explants. On the other hand, ethylene supplementation may contribute to enhancing shoot development. The number of isolable shoots from S. pennellii explants doubled in media with ACC (9.8-98.0 ¿M). Shoots isolated from explants treated with ethylene releasing compounds showed a higher number of nodes when ACC and Ethephon were added at 10 days (in F1 explants) or at 15 days (in S. pennellii) after the beginning of culture. Thus, the importance of studying not only the concentration but also the timing of the application of regulators when developing regeneration protocols has been made manifest. An excess of ethylene supplementation may produce an inhibitory effect, as was observed when using Ethephon (17.2-69.0 ¿M). These results show the involvement of ethylene in tomato organogenesis and lead us to believe that ethylene supplementation may contribute to enhancing regeneration and shoot development in tomato. © 2012 Springer Science+Business Media B.V.Carlos Trujillo has a predoctoral fellowship from the Spanish 'Ministerio de Educacion y Ciencia'. This work has been funded by Universitat Politecnica de Valencia (PAID 05-10). The technical assistance of N. Palacios and the revision of the manuscript's English by J. Bergen are gratefully acknowledged.Trujillo Moya, C.; Gisbert Domenech, MC. (2012). The influence of ethylene and ethylene modulators on shoot organogenesis in tomato. Plant Cell, Tissue and Organ Culture. 111(1):141-148. https://doi.org/10.1007/s11240-012-0168-zS1411481111Abeles FB, Morgan PW, Saltveit ME (1992) Ethylene in plant biology. Academic Press, San DiegoBhatia P, Ashwath N, Senaratna T, David M (2004) Tissue culture studies of tomato (Lycopersicon esculentum). Plant Cell Tiss Org Cult 78:1–21Bhatia P, Ashwath N, Midmore DJ (2005) Effects of genotype, explant orientation, and wounding on shoot regeneration in tomato. In Vitro Cell Dev Biol-Plant 41:457–464Biddington NL (1992) The Influence of ethylene in plant-tissue culture. Plant Growth Regul 11:173–187Brown DC, Thorpe TA (1995) Crop improvement through tissue culture. 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Comunicación y ciudad: lenguajes, actores y relatos

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Gestión de la comunicación aplicada

La gestión de proyectos aplicados se refiere al enfoque práctico y sistemático utilizado para planificar, organizar y controlar el trabajo necesario para completar un proyecto de manera eficiente y efectiva. Esto implica identificar los objetivos, definir las tareas y actividades necesarias para completar la propuesta, asignar recursos y establecer un cronograma para el trabajo. Además, monitorear y controlar el progreso del proyecto para asegurarse de que se está avanzando de acuerdo con el plan y tomar medidas para solucionar posibles problemas o desafíos que puedan surgir

I Congreso - Convergencias y divergencias. Hacia educaciones y desarrollo otros.

La presente colección, en su primera publicación, recoge la experiencia del I Congreso Internacional de Educación para el Desarrollo en Perspectiva Latinoamericana- EpDl “Convergencias y divergencias. Hacia educaciones y desarrollos otros.” organizado por el Centro de Educación para el Desarrollo-CED de UNIMINUTO, específicamente en relación con las ponencias, libros e iniciativas fotográficas presentadas en las seis líneas temáticas de este evento académico, a saber: (a) experiencias y prácticas pedagógicas; (b) acciones colectivas, movimientos y redes sociales; (c) perspectivas críticas al desarrollo; (d) producción de conocimiento; (e) diferencias, identidades y ciudadanía; (f) cuerpos, emociones y espiritualidades; a partir de éstas propuestas y en el marco de estas líneas, se reflexionó sobre las dinámicas y problemáticas derivadas del desarrollo hegemónico, así como sobre la posibilidad de diálogo entre saberes y conocimientos construidos de forma contextualizada, que permitan agenciar apuestas y proyectos alternativos disidentes en la búsqueda de “desarrollos y educaciones otras” desde América Latina