Organogénesis in vitro en el género Digitalis

The genus Digitalis have special interest due to the therapeutic properties of its secondary metabolites, known generically as cardenolides. These compounds are commonly used in the treatment of cardiovascular disease. Moreover, anticancer and antiviral properties have been described recently. However, field production of this plant requires two years to obtain seeds and also changes in environmental conditions influencing the cardenolide content. For these reasons and the advantages of in vitro culture techniques have been studied. Organogenesis has shown very positive results, which led to the realization of this work. The aim was to present a review of the scientific literature about regeneration via direct and indirect organogenesis in Digitalis genus, with particular attention to the factors that have determined the success in achieving this morphogenetic process and its possible applications. Key words: cardenolides, growth regulators, morphogenesis, regenerationEl género Digitalis es de especial interés gracias a las propiedades terapéuticas de sus metabolitos secundarios, conocidos genéricamente como cardenólidos. Estos son empleados en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares y recientemente se han descrito sus propiedades anticancerígenas y antivirales dando respuesta a las principales causas de muerte a nivel mundial. Sin embargo, la producción en campo requiere de dos años para la obtención de semillas y además la variación de las condiciones ambientales influye en el contenido de cardenólidos. Por estas razones y las ventajas que ofrece el cultivo in vitro es que su producción mediante técnicas biotecnológicas ha sido objeto de estudio. La organogénesis ha arrojado resultados positivos, los cuales motivaron la realización del presente trabajo. El objetivo fue presentar una revisión de literatura científica en torno a la regeneración vía organogénesis en el género Digitalis, con atención especial a los factores que han determinado el éxito en la consecución de dicho proceso morfogenético. Palabras clave: cardenólidos, morfogénesis, regeneración, reguladores de crecimient

Estrategias para la selección in vitro de plantas transgénicas de Digitalis L.

Medicinal plants of Digitalis genus are well known for its ability to produce cardenolides as digoxin. These cardiotonic glucosides are irreplaceable for heart failure treatment. In addition, cardenolides have acquired added value due to its potential application on several types of cancer treatment. Metabolic engineering is a promising biotechnological tool to enhance cardenolides biosynthesis in vitro. The differentiation of transformed plants is a key step to achieve efficiency in genetic transformation process. The aim of this review was to synthesize the main aspects to make an efficient selection scheme in Digitalis L. It includes a compendium of most used selection marker genes features, main principles for transgenic events selection, an analysis of selective agents used in the genus and their effectiveness in genetic transformation. Finally, perspectives of research in the subject are exposed.Keywords: antibiotics, cardenolides, hpt, nptII, selection marker genesLas plantas del género Digitalis son reconocidas por sus propiedades medicinales debido a su capacidad para producir cardenólidos, como la digoxina. Estos compuestos son glucósidos cardiotónicos insustituibles para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares. Además, ha adquirido valor agregado debido a su aplicación potencial en el tratamiento de varios tipos de cáncer. La ingeniería metabólica es una prometedora herramienta biotecnológica para incrementar la biosíntesis de cardenólidos in vitro. Dentro del proceso de transformación genética la diferenciación de las plantas transformadas, es un paso clave para alcanzar su eficiencia. El objetivo de esta revisión fue sintetizar los principales aspectos a tener en cuenta para realizar un esquema de selección eficiente en este género. Incluye un compendio de las características de los genes marcadores de selección más utilizados, los principios para la selección de eventos transgénicos, un análisis de los agentes selectivos empleados en el género y su eficacia en la transformación genética. Finalmente, se exponen las perspectivas de investigación en el tema.Palabras clave: antibiótico, cardenólidos, genes marcadores de selección, hpt, npt I

Efecto del sustrato en la aclimatización de plantas in vitro de Aloe vera L.

Aloe vera L. for its exceptional therapeutic properties has great economic importance. However, the main problem, especially in Cuba, lies in the scarce commercial plantations. The development of in vitro propagation protocols may contribute to this end. The present work was carried out with the objective of determining the effect of the substrate in the acclimatization of in vitro plants of Aloe vera. Substrates were formulated with different ratios of compost and zeolite (100: 0, 75:25, 50:50, 25:75, 0: 100). A 100% survival rate was achieved, 8.38 leaves per plant with a height of 9.02 cm and the highest number of roots per plant (7.69) in the substrate containing 100% compost. In vitro plants showed 100% survival in field conditions, similar to plants obtained by traditional methods. However, the number of shoots per in vitro plant cultivated in the field was five while the plants cultivated by traditional methods were 2.7 after 60 days of planted. In Cuba, the present research constitutes the first report about the effect of the substrate on the acclimatization of in vitro plants as the last stage of an in vitro propagation protocol and its response under field conditions. These results close the cycle of in vitro plant culture that corroborates the possibility of using them in the establishment of commercial plantations for use in the pharmaceutical and cosmetic industries. Keywords: compost, ex vitro conditions, in vitro plants, zeoliteAloe vera L. por sus propiedades terapéuticas excepcionales tiene gran importancia económica. Sin embargo, la principal problemática, especialmente en Cuba, radica en las escasas plantaciones comerciales. El desarrollo de protocolos de propagación in vitro puede contribuir a este fin. El presente trabajo se realizó con el objetivo de determinar el efecto del sustrato en la aclimatización de plantas in vitro de Aloe vera. Se formularon sustratos con diferentes proporciones de Compost y zeolita (100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100). Se logró un 100% de  supervivencia, 8.38 hojas por planta con una altura de 9.02 cm y el mayor número de raíces por planta (7.69) en el sustrato que contenía el 100% de compost. Las plantas in vitro mostraron en condiciones de campo 100% de supervivencia, similar a las plantas obtenidas por métodos tradicionales. Sin embargo, el número de hijuelos por planta in vitro cultivada en campo fue de cinco mientras que las plantas cultivadas por métodos tradicionales fue de 2.7 a los 60 días de plantadas. En Cuba la presente investigación constituye el primer informe del efecto del sustrato en la aclimatización de plantas in vitro como última fase de un protocolo de propagación in vitro y su respuesta en condiciones de campo. Estos resultados cierran el ciclo de cultivo de plantas in vitro que corroboran la posibilidad de emplearlas en el establecimiento de plantaciones comerciales para el uso en las industrias farmacéuticas y de cosméticos. Palabras clave: condiciones ex vitro, compost, plantas in vitro, zeolit

Determinación de la concentración mínima inhibitoria de Geneticina G418 en el proceso de formación de callos de Digitalis purpurea L.

Digitalis purpurea L. produces cardiatonic glycosides such as digoxin and digitoxin, which are widely used for congestive heart failure. Genomic studies in this specie are limited because there is not an efficient genetic transformation system. One of the first steps to launch a transgene technology is to obtain the method and agent to select transformed out of non-transformed cells. In the current study, the Geneticin G-418 minimal inhibitory concentration was determined for leaf explants on callus formation. Besides, the effect of concentrations of this antibiotic between 10 and 50 mg.l-1 on leaves fragments was evaluated. An evaluation scale, taking into account the percentage of the explants which did not form callus, was proposed. No explant developed callus when leaves fragments were cultured at 50 mg.l-1.This concentration was considered as the minimal inhibitory and was selected for future works on genetic transformation.Key words: digoxin, genetic transformation, NPTII, selectionDigitalis purpurea L. produce glicósidos cardiotónicos, como digoxina y digitoxina, los cuales se utilizan para el tratamiento de enfermedades cardíacas. Los estudios genómicos en esta especie se han visto limitados por la ausencia de un sistema de transformación genética eficiente. Uno de los primeros pasos para establecer una tecnología de transformación es la obtención de un método y agente para seleccionar células transformadas de las no transformadas. En el presente estudio, se determinó la concentración mínima inhibitoria de Geneticina G-418 en la formación de callos en segmentos de hojas de esta planta. Además, se evaluó el efecto de las concentraciones entre 10-50 mg.l-1 en los segmentos de hojas, para lo que se desarrolló una escala evaluativa basada en el porcentaje de tejido que no formó callo. Ningún explante formó callos cuando los fragmentos de hojas fueron cultivados con una concentración de 50 mg.l-1 de Geneticina G-418, por lo que se consideró esta concentración como la mínima inhibitoria y fue seleccionada para futuros trabajos de transformación genética en esta especie.Palabras clave: digoxina, NPTII, selección, transformación genétic

Mínima concentración de polietilenglicol 6000 para seleccionar in vitro plantas de Musa spp. tolerantes a estrés hídrico

Increasingly intense droughts are an abiotic factor which has affected bananas and plantains (Musa spp.) production, therefore it is necessary to obtain tolerant genotypes. Plants in vitro selection offers advantages over field selection as it saves time, resources and permit to work with larger plant volumes. Before to establish an in vitro selection protocol for drought, it is necessary first, to establish some conditions. The aim of this work was to determine the minimum polyethylene glycol 6000 concentration which morpho-physiological variables are affected in in vitro Musa spp. plants, 'Grande naine' (AAA) and 'Pelipita' (ABB) cultivars. In vitro plants were subjected to four polyethylene glycol 6000 concentrations (3, 5, 7 and 9%; w/v) in semisolid multiplication culture medium. Also it was taken into account a control treatment without polyethylene glycol 6000. As stress indicators, plant height, leaf area, fresh weight, dry weight and malondialdehyde content were evaluated. After 30 days of culture, all variables were significantly affected in 'Grande naine' cultivar from 3% polyethylene glycol 6000, whereas in 'Pelipita' cultivar the affections began to be significative from 5%. These results indicated that 'Pelipita' cultivar tolerated the stress better than 'Grande naine'. From this, using these two cultivars as reference standards, the minimum polyethylene glycol 6000 concentration to select in vitro Musa spp. plants, tolerant to water deficit, may be 3%. Keywords: drought, Grand naine, in vitro selection, PEG, PelipitaLas sequías cada vez más intensas son un factor abiótico que ha afectado la producción de plátanos y bananos (Musa spp.), por ello se hace necesaria la obtención de cultivares tolerantes. La selección in vitro de plantas ofrece ventajas sobre la selección en campo pues ahora tiempo, recursos y permite trabajar con mayores volúmenes de individuos. Para este tipo de selección es necesario establecer una serie de condiciones. El objetivo del presente trabajo fue determinar la mínima concentración de polietilenglicol 6000 a la cual se afectan variables morfo-fisiológicas en plantas in vitro de los cultivares de Musa spp. ‘Grande naine’ (AAA) y ‘Pelipita’ (ABB). Las plantas fueron sometidas a cuatro concentraciones de polietilenglicol 6000 (3, 5, 7 y 9%; m/v) en medio de cultivo semisólido de multiplicación, y un tratamiento control sin la presencia de esta sustancia. Como indicadores de estrés se evaluaron las variables altura de la planta, área foliar, masa fresca, masa seca y contenido de malondialdehído. A los 30 días de cultivo se afectaron significativamente para el cultivar ‘Grande naine’ todas las variables a partir de 3% de polietilenglicol 6000, mientras que para el cultivar ‘Pelipita’ las afectaciones comenzaron a ser significativas a partir del 5% de esta sustancia. Los resultados indicaron que el cultivar ‘Pelipita’ toleró mejor el estrés que el ‘Grande naine’, y que usando estos dos cultivares como patrones de referencia, la mínima concentración de polietilenglicol 6000 para seleccionar in vitro plantas de Musa spp. tolerantes al déficit hídrico, puede ser 3%. Palabras clave: Grande naine, PEG, Pelipita, selección in vitro, sequí