Anatomía, deposición de lignina y cultivo de tejidos en ecotipos de Bouteloua curtipendula (Michx) Torr

Abstract

Pasto banderita Bouteloua curtipendula (Michx.) Torr., es una gramínea perene de gran importancia en la alimentación de herbívoros en zonas áridas y semiáridas del Norte de México; por su resistencia al pastoreo, tolerancia a sequía y salinidad, ha sido una especie forrajera de gran utilidad en pastoreo extensivo. México es centro de origen de esta especie, cuenta con gran diversidad genética y constituye una fuente genética importante para el mejoramiento de ésta a futuro. Ecotipos sobresalientes identificados a partir de la anatomía foliar, mediante preparaciones histoquímicas y analizados mediante análisis de imágenes fueron estudiados a tres diferentes edades (20,45 y 65 días). Así mismo, el estudió de la deposición de lignina fue una variable importante para la identificación de los ecotipos sobresalientes. Un análisis mediante Componentes Principales en los treinta ecotipos estudiados, mostró que el ecotipo e-16 fue sobresaliente en las mejores áreas de tejidos, mostrando un contenido moderado de lignina en la hoja, la proporción de tejido digestible (mesófilo y floema) fue comparativamente mayor que el 50% de los ecotipos estudiados. Un sistema de cultivo de tejidos fue realizado en el ecotipo e-303 por ser el de mayor rendimiento mostrado en campo. Cariópsides usados como explantes, dieron origen a diferentes tipos de callo en B. curtipendula, obteniéndose siete diferentes tipos. Por su condición apomíctica recalcitrante en ésta especie, se realizó una estrategia de regeneración basada en el uso de sorbitol en el medio de cultivo para crear estrés osmótico y estimular embriogénesis somática. El uso de medios con 2,4-ácido diclorofenoxiacético (2 mg L-1), 6-benciladenina (0.2 mg L-1) y sorbitol, propició las condiciones adecuadas para obtener embriones somáticos. Callos altamente embriogénicos fueron colocados en diferente medio de regeneración con diferentes tipos y concentraciones de reguladores de crecimiento. El mayor porcentaje de plantas regeneradas (14%) se obtuvieron en medio suplementado con cinetina (1 mg L-1), ácido naftalenacético (0.2 mg L-1) y ácido giberélico (0.2 mg L-1). Plantas normales regeneradas a partir de embriones somáticos fueron obtenidas y, con ello se estableció el primer protocolo de regeneración in vitro de esta especie, sentando las bases para el mejoramiento genético mediante técnicas biotecnológicas. _______________ ANATOMY, LIGNIN DEPOSITION AND TISSUE CULTURE IN ECOTYPES OF Bouteloua curtipendula (Michx.) Torr. ABSTRACT: Sideoat grama Bouteloua curtipendula (Michx.) Torr., is a native to México perennial summer bunch grass very important for grazing production within the arid and semi-arid lands of Mexico. Due to its drought conditions resistance it has been very valuable for extensive grazing production. Genetic diversity for this species is a good asset and important for future plant breeding programs. Outstanding sideoats grama ecotypes were identified through foliar structural anatomy evaluations using histology preparations and analyzed through image analysis based on three different leaf sprouting ages (20, 45, and 65 days). Lignin deposition was included as importance character to identify valuable plant materials. Principal Component Analysis showed that the ecotype 16 (e-16) was the most oustanding (P<0.05) with a conservative foliar lignin concentration and high (upper than 50% of the evaluated ecotypes) mesophile and phloem content. Also a plant tissue culture methodology was developed for ecotype 303 (e-303) due to its higher forage production under field conditions (Adrián R. Quero C, personal comm.). Caryopsis explants resulted on seven different callus type in B. curtipendula. Due to obligate apomictic reproductive system within this species, plant regeneration from callus was based on osmotic stress through sorbitol addition on the culture media in order to stimulate somatic embryogenesis. The use of culture media including 2,4-D (2 mg L-1), 6-benzyladenine (0.2 mg L-1), and sorbitol, resulted on precise conditions to achieve somatic embryos. Highly embryogenic calli were placed under different plant regeneration media with several levels and plant growth regulators. The higher level of regenerated plants (14%) were achieved adding to the media kinetin (1 mg L-1), NAA (0.1 mg L-1), and GA3 (0.1 mg L-1). Normal B. curtipendula plants regenerated of from somatic embryogenesis and hence the first plant regeneration from calli protocol for this species was established for procedures based on tissue culture.