Morfogénesis in vitro de cactáceas

Abstract

En esta investigación se estudiaron las condiciones de cultivo in vitro y las respuestas morfogénicas de tres especies de cactáceas: Echinopsis chamaecereus Friedrich & Glaetzle “aurea”, Gymnocalicium mihanovichii cv. Hibotan y Mammillaria plumosa Weber ornamentales de importancia económica y la última en peligro de extinción. Con la regeneración de brotes, se establecieron protocolos eficientes para la propagación masiva in vitro a partir de la vía organogénica directa e indirecta de E. chamaecereus aurea y M. plumosa. Finalmente, se evaluaron varios tipos de uniones para el establecimiento de microinjertos compuestos de estas dos especies (injertos) e Hylocereus undatus (portainjerto). Durante la micropropagación, los explantes utilizados en todas las especies fueron segmentos de tallo con areolas sembrados en medio básico de Murashige y Skoog (MS) (1962), en el cual se evaluó en cada especie el tipo y concentraciones hormonales. Las respuestas morfogénicas obtenidas en E. chamaecereus aurea y M. plumosa incluyeron la producción de callos y brotes; sin embargo, los tratamientos evaluados en G. mihanovichii cv. Hibotan sólo permitieron la diferenciación de callos. En M. plumosa se obtuvieron brotes adventicios y por activación areolar, pero la mayor inducción de brotes adventicios (2.44) y activación areolar (11.4) se obtuvo con 2,4-D 18.0 µM y CIN 9.30 µM. En E. chamaecereus aurea la mayor activación areolar se produjo en un medio con BA 13.2 µM y ANA 5.35 µM, con el que se produjeron 12.6 brotes por explante. En G. mihanovichii cv. Hibotan se obtuvo la inducción y proliferación de callo en condiciones de fotoperiodo y oscuridad, pero la mejor respuesta se produjo con CIN: 2,4-D (8.8:4.5 µM). La microinjertación de brotes de M. plumosa y E. chamaecereus aurea sobre H. undatus, fue mejor con un corte tipo C, lográndose la unión fisiológica a los 90 d de hechos los injertos y porcentaje de prendimiento de 90% para E. chamaecereus aurea y de 60% para M. plumosa. Se concluye que en M. plumosa se generaron en promedio 800 plántulas en 170 d de cultivo, el origen histológico de los brotes fue adventicio y por activación areolar; para E. chamaecereus, la producción de brotes fue en promedio de 55 por explante a los 120 d, histológicamente siendo su desarrollo por activación areolar; en los microinjertos el análisis histológico permitió la observación de una conexión vascular abundante y normal entre los tejidos. Para G. mihanovichii cv. Hibotan sólo se obtuvo la formación de callo y el análisis histológico evidenció unicamente la presencia de tejido fundamental a los 90 d después de la siembra in vitro. _______________ ABSTRACT: In this research, we studied the in vitro culture conditions and the morphogenic responses of three plant species: Echinopsis chamaecereus Friedrich & Glaetzle "aurea" Gymnocalicium mihanovichii cv. Mammillaria plumosa Weber Hibotan, which are ornamental cacti with economic importance and the last one in endanger of extinction. With the information obtained during shoot regeneration, we established efficient protocols for in vitro mass propagation via direct or indirect organogenesis of E. chamaecereus aurea and M. plumosa. Finally, we studied the culture conditions and several types of cuts to establish micrografts between these two plant species (scions) and Hylocereus undatus (stock). During the micropropagation, the explants used in all species were stem segments with multiple areoles cultured in basic medium of Murashige and Skoog (MS) (1962). Finally, we studied several types of cuts to establish micrografts between these two plant species (scions) and Hylocereus undatus (stock). During the micropropagation, the explants used in all species were stem segments with multiple areoles cultured in basic medium of Murashige and Skoog (MS) (1962), in which varies types of hormones and levels were evaluated in each species.The morphogenic responses observed in E. chamaecereus aurea and M. plumosa included the production of calli and shoots; however, the treatments evaluated in G. mihanovichii cv. Hibotan were not able to regenerate shoots but calli. In M. plumosa the regenerated shoots were adventitious and through areolar activation but the greater induction of adventitious buds (2.44) and areolar activation (114.) was obtained with 2.4-D 18.0 µM and 9.30 µM CIN. In E. chamaecereus aurea highest areolar activation was produced in a medium supplemented with BA 13.2 µM and NAA 5.35 µM, which produced 12.6 shoots per explant (12.6). In G. mihanovichii cv. Hibotan the treatments evaluated were only able to induce calli formation and proliferation under both photoperiod and dark conditions, however, the best treatment was CIN:2,4-D (8.8:4.5 µM). Micrografting M. plumosa and E. chamaecereus aurea on H. undatus, as alternative method of in vitro propagation, was better when a type C cut was used for the graft union and because achieved 90% of success after 90 d of culture for E. chamaecereus aurea and 60% for M. plumosa. We conclude that the protocol established for M. plumosa can produce in average 800 plantlets after 170 d of culture, which are histologically arised as adventitious shoots. In E. chamaecereus aurea, shoot production was on average 55 per explant after 120 d, which are histologically originated through areolar activation. In the micrografts, histological analysis allowed the observation of many normal vascular connections between the stock and the scions. For G. mihanovichii cv. Hibotan, which was able to regenerate solely calli, the histological analysis showed the presence only of fundamental tissue at 90 d of culture.