Embriogénesis somática in vitro y aclimatación de plántulas obtenidas por organogénesis directa en heliconia spp

Abstract

Las heliconias son ornamentales tropicales muy vistosas y apreciadas por los colores brillantes y las formas exóticas de sus inflorescencias. Su cultivo en México es reciente en Chiapas, Puebla, Tabasco y Veracruz. Se requieren sistemas de propagación eficientes con altas tasas de multiplicación de plantas que coadyuven a impulsar el cultivo. En Heliconia no existen protocolos de propagación a partir de embriogénesis somática. La aclimatación a invernadero de plantas de heliconia producidas in vitro es esencial para el éxito de la micropropagación. La finalidad de esta investigación fue: I) Desarrollar un protocolo de propagación de H. collinsiana, H. nickeriensis y la variedad Golden Torch vía embriogénesis somática y II) Estudiar los factores fisiológicos que controlan la aclimatación de plántulas a condiciones de invernadero. La embriogénesis somática se estableció en H. collinsiana usando explantes de secciones transversales basales de pseudotallo de plántulas in vitro. H. nickeriensis y la variedad Golden Torch no mostraron capacidad morfogénica para la embriogénesis somática. La inducción de callos se obtuvo con las sales minerales totales del medio de cultivo MS (1962) adicionado con 81.4 µM de 2, 4-D, 30 g L-1 de sacarosa y 0.5 g L-1 de carbón activado durante 12 semanas en oscuridad. Los callos proliferaron en el mismo medio de cultivo adicionado con 4.5 y 9.0 µM de 2, 4-D en fotoperiodo de 16 h (45 µmol m-2 s-1) por 16 semanas. La maduración de los embriones somáticos se obtuvo con 2.2 µM de BA y el alargamiento de las plantas se logró en el mismo medio de cultivo con la mitad de concentración de sales, durante ocho semanas en cada etapa. El análisis histológico permitió observar los primeros embriones en callos conformados por tejido parenquimatoso altamente irrigado por tejido vascular y tenían estructura circular constituida por células pequeñas, con núcleos prominentes y citoplasma denso. La aclimatación en invernadero de plántulas de las tres especies fue factible a los 75 días después del trasplante usando turba y perlita (1:1) y riegos con 50% de solución nutritiva Steiner. En plántulas in vitro no se dio el cierre estomático inducido por ABA comparado con plantas aclimatadas. _______________ In vitro SOMATIC EMBRYOGENESIS AND ACCLIMATIZATION OF SEEDLINGS OBTAINED BY DIRECT ORGANOGENESIS IN Heliconia spp. ABSTRACT: The heliconias are ornamental and tropical plant that are very showy and appreciated by the bright colors and exotic forms of their inflorescences. Its cultivation in Mexico is recent in Chiapas, Puebla, Tabasco and Veracruz. They require efficient propagation systems with high plant multiplication rates that help to boost crop. In the genus Heliconia there are not available propagation protocols from somatic embryogenesis. The greenhouse acclimatization of heliconia plantlets produced in vitro is an essential step for a successful micropropagation. The objectives of this research were: I) To develop a protocol for propagation of H. collinsiana, H. nickeriensis and 'Golden Torch' variety by somatic embryogenesis and II) To study the physiological factors controlling plantlets acclimatization to greenhouse conditions. Somatic embryogenesis was achieved in H. collinsiana using cross sections explants of basal pseudostem in vitro plantlets. H. nickeriensis and variety Golden Torch showed no morphogenic capacity for somatic embryogenesis. Callus induction was obtained with the total minerals MS medium (1962) supplemented with 81.4 µM of 2, 4-D, 30 g L-1 sucrose and 0.5 g L-1 of activated charcoal during 12 weeks under dark condition. Calluses proliferated on the same medium supplemented with 4.5 and 9.0 µM of 2, 4-D at 16 h photoperiod (45 mol m-2 s-1) for 16 weeks. Maturation of somatic embryos was obtained with 2.2 µM BA and plant elongation was completed with the same culture medium at half of the concentration of salts, for eight weeks at each stage. Histological analysis allowed to observe early embryos in callus with tissue parenchymal shaped highly vascularized by circular structure and they had consisting of small cells with prominent nuclei and dense cytoplasm. Greenhouse acclimatization of the three species, obtained by direct organogenesis, took place at 75 day after transplantation in peat and perlite (1:1) and watered with a 50% Steiner nutrient solution. In vitro plantlets did not respond to the ABA-induced stomata closure compared to acclimated plants.