Efecto de dos citocininas y un inhibidor del crecimiento en la tuberización in vitro de dos genotipos de Solanum tuberosum L. vars. Atlantic y Alpha
DOI:
https://doi.org/10.15359/ru.33-2.1Palabras clave:
microtuberización, papa, Solanum tuberosum L., reguladores de crecimientoResumen
La presente investigación se llevó a cabo con el objetivo de evaluar el efecto de dos citocininas 6-benzilaminopurina (BAP) (6.5 mg l-1) y kinetina (K) (2.5 mg l-1), más un inhibidor de crecimiento ácido abscísico (ABA) (1.0 mg l-1) sobre la capacidad de tuberización in vitro de dos variedades de papa, Atlantic y Alfa. El medio de cultivo usado como testigo fue el básico MS (1962) sin reguladores del crecimiento. Los resultados obtenidos evidenciaron una respuesta diferente entre variedades. En la variedad Atlantic, el análisis de los datos en relación con las variables número (NM), peso (PM) y diámetro (DM) de microtubérculos indicó que la adición de reguladores de crecimiento no afectó favorablemente la inducción y el desarrollo de microtubérculos, con respecto al testigo. Al utilizar BAP, se notó un incremento no significativo de 41 % en el número promedio de microtubérculos en comparación con el tratamiento control, pasando de 2.6 a 4.4. La adición de citocininas y ABA al medio no provocó efectos positivos en el desarrollo de los microtubérculos. En la variedad Alfa, la utilización de citocininas en ausencia de ABA estimuló el NM y estos fueron más pesados y de mayor diámetro que en el tratamiento testigo. En esta variedad, el ABA causó un efecto negativo en el NM, así como en las variables PM y DM. Probablemente la acción exógena de las citocininas en los medios de cultivo ocasionó un desbalance hormonal endógeno en los genotipos Atlantic y Alfa, que interfirió sobre la capacidad innata de microtuberización, resultado que se evidenció en mayor magnitud para la variedad Alfa, lo cual reveló la necesidad de continuar optimizando los protocolos genotipo-específicos de los sistemas de cultivo de tejidos en papa para aumentar el rendimiento y la calidad de la semilla.
Referencias
Abelenda, J. A., Navarro, C., & Prat, S. (2011). From the model to the crop: genes controlling tuber formation in potato. Current Opinion in Biotechnology, 22(2), 287–292. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2010.11.013
Aksenova, N. P., Konstantinova, T. N., Golyanovskaya, S. A., Sergeeva, L. I., & Romanov, G. A. (2012). Hormonal regulation of tuber formation in potato plants. Russian Journal of Plant Physiology, 59(4), 451–466. https://doi.org/10.1134/S1021443712040024
Aksenova, N. P., Konstantinova, T. N., Lozhnikova, V. N., Golyanovskaya, S. A., Gukasyan, I. A., Gatz, C., & Romanov, G. A. (2005). Photoperiodic and Hormonal Control of Tuberization in Potato Plants Transformed with the PHYB Gene from Arabidopsis. Russian Journal of Plant Physiology, 52(5), 623–628. https://doi.org/10.1007/s11183-005-0092-8
Aksenova, N. P., Konstantinova, T. N., Lozhnikova, V. N., Golyanovskaya, S. A., & Sergeeva, L. I. (2009). Interaction between day length and phytohormones in the control of potato tuberization in the in vitro culture. Russian Journal of Plant Physiology, 56(4), 454–461. https://doi.org/10.1134/S1021443709040037
Al-safadi, B., Ayyoubi, Z., & Jawdat, D. (2000). The effect of gamma irradiation on potato microtuber production in vitro. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 61(3), 183–187. https://doi.org/10.1023/A:1006477224536
Alexopoulos, A. A., Akoumianakis, K. A., & Passam, H. C. (2006). Effect of plant growth regulators on the tuberisation and physiological age of potato (Solanum tuberosum L.) tubers grown from true potato seed. Canadian Journal of Plant Science, 86(4), 1217–1225. https://doi.org/10.4141/P05-227
Brenner, W. G., & Schmülling, T. (2015). Summarizing and exploring data of a decade of cytokinin-related transcriptomics. Frontiers in Plant Science, 6 (January), 1–13. https://doi.org/10.3389/fpls.2015.00029
Chapman, E. J., & Estelle, M. (2009). Cytokinin and auxin intersection in root meristems. Genome Biology, 10(2), 210. https://doi.org/10.1186/gb-2009-10-2-210
Coleman, W. K., & Coleman, S. E. (2000). Modification of potato microtuber dormancy during induction and growth in vitro or ex vitro. American Journal of Potato Research, 77(2), 103–110. https://doi.org/10.1007/BF02853737
Coleman, W. K., Donnelly, D. J., & Coleman, S. E. (2001). Potato microtubers as research tools: A review. American Journal of Potato Research, 78(1), 47–55. https://doi.org/10.1007/BF02874824
Dobránszki, J., Magyar-Tábori, K., & Hudák, I. (2008). In vitro Tuberization in Hormone-Free Systems on Solidified Medium and Dormancy of Potato Microtubers. Fruit, Vegetable and Cereal Science and Biotechnology, 2(1), 82–94.
Donnelly, D. J., Coleman, W. K., & Coleman, S. E. (2003). Potato microtuber production and performance: A review. American Journal of Potato Research, 80(2), 103–115. https://doi.org/10.1007/BF02870209
Ewing, E. E., Simko, I., Omer, E. A., & Davies, P. J. (2004). Polygene mapping as a tool to study the physiology of potato tuberization and dormancy. American Journal of Potato Research, 81(4), 281–289. https://doi.org/10.1007/BF02871770
Finkelstein, R. (2013). Abscisic acid synthesis and response. The Arabidopsis Book, e0166. https://doi.org/10.1199/tab.0166
Gopal, J. (2001). In vitro and in vivo genetic parameters and character associations in potato. Euphytica, 118(2), 145–151. https://doi.org/10.1023/A:1004062900701
Gopal, J., Chamail, A., & Sarkar, D. (2002). Slow-growth in vitro conservation of potato germplasm at normal propagation temperature. Potato Research, 45(2–4), 203–213. https://doi.org/10.1007/BF02736115
Gopal, J., Chamail, A., & Sarkar, D. (2004). In vitro production of microtubers for conservation of potato germplasm: effect of genotype, abscisic acid, and sucrose. In vitro Cellular & Developmental Biology. Plant., 40(5), 485–490. https://doi.org/10.1079/IVP2004540
Gopal, J., Minocha, J. L., & Dhaliwal, H. S. (1998). Microtuberization in potato (Solanum tuberosum L.). Plant Cell Reports, 17(10), 794–798. https://doi.org/10.1007/s002990050485
Jiménez, E., Pérez, N., de Feria, M., Barbón, R., Capote, A., Chávez, M., … Pérez, J. C. (1999). Improved production of potato microtubers using a temporary immersion system. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 59(1), 19–23. https://doi.org/10.1023/A:1006312029055
Kawakami, J., Iwama, K., Jitsuyama, Y., & Zheng, X. (2004). Effect of cultivar maturity period on the growth and yield of potato plants grown from microtubers and conventional seed tubers. American Journal of Potato Research, 81(5), 327–333. https://doi.org/10.1007/BF02870178
Kefi, S., Pavlista, A. D., Meagher, M. M., & Read, P. E. (2000). Short communication invertase activity as affected by cytokinin-like compounds during potato tuberization in vitro. American Journal of Potato Research, 77(1), 57–61. https://doi.org/10.1007/BF02853662
Lê, C. L. (1999). In vitro microtuberization: an evaluation of culture conditions for the production of virus-free seed potatoes. Potato Research, 42(3–4), 489–498. https://doi.org/10.1007/BF02358165
Li, H. Z., Zhou, W. J., Zhang, Z. J., Gu, H. H., Takeuchi, Y., & Yoneyama, K. (2005). Effect of γ-radiation on development, yield and quality of microtubers in vitro in Solanum tuberosum L. Biologia Plantarum, 49(4), 625–628. https://doi.org/10.1007/s10535-005-0062-1
López-Delgado, H. A., Sánchez-Rojo, S., Mora-Herrera, M. E., & Martínez-Gutierrez, R. (2012). Micro-Tuberization as a Long Term Effect of Hydrogen Peroxide on Potato Plants. American Journal of Potato Research, 89(3), 240–244. https://doi.org/10.1007/s12230-011-9219-y
Macháčková, I., Konstantinova, T. N., Sergeeva, L. I., Lozhnikova, V. N., Golyanovskaya, S. A., Dudko, N. D., … Aksenova, N. P. (1998). Photoperiodic control of growth, development and phytohormone balance in Solanum tuberosum. Physiologia Plantarum, 102(2), 272–278. https://doi.org/10.1034/j.1399-3054.1998.1020215.x
Motallebi-Azar, A., Kazemiani, S., & Yarmohamadi, F. (2013). Effect of sugar/osmotica levels on in vitro microtuberization of potato (Solanum tuberosum L.). Russian Agricultural Sciences, 39(2), 112–116. https://doi.org/10.3103/S1068367413020146
Murashige, T., & Skoog, F. (1962). A Revised Medium for Rapid Growth and Bio Assays with Tobacco Tissue Cultures. Physiologia Plantarum, 15, 473–497. https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.1962.tb08052.x
Park, S. W., Jeon, J. H., Kim, H. S., Hong, S. J., Aswath, C., & Joung, H. (2009). The effect of size and quality of potato microtubers on quality of seed potatoes in the cultivar “Superior.” Scientia Horticulturae, 120(1), 127–129. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2008.09.004
Raghavendra, A. S., Gonugunta, V. K., Christmann, A., & Grill, E. (2010). ABA perception and signalling. Trends in Plant Science, 15(7), 395–401. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2010.04.006
Romanov, G. A., Aksenova, N. P., Konstantinova, T. N., Golyanovskaya, S. A., Kossmann, J., & Willmitzer, L. (2000). Effect of indole-3-acetic acid and kinetin on tuberisation parameters of different cultivars and transgenic lines of potato in vitro. Plant Growth Regulation, 32(2–3), 245–251. https://doi.org/10.1023/A:1010771510526
Sarkar, D., Pandey, S. K., & Sharma, S. (2006). Cytokinins antagonize the jasmonates action on the regulation of potato (Solanum tuberosum) tuber formation in vitro. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 87(3), 285–295. https://doi.org/10.1007/s11240-006-9166-3
Scofield, S., Dewitte, W., Nieuwland, J., & Murray, J. A. H. (2013). The Arabidopsis homeobox gene SHOOT MERISTEMLESS has cellular and meristem-organisational roles with differential requirements for cytokinin and CYCD3 activity. Plant Journal, 75(1), 53–66. https://doi.org/10.1111/tpj.12198
Shan, J., Song, W., Zhou, J., Wang, X., Xie, C., Gao, X., … Liu, J. (2013). Transcriptome analysis reveals novel genes potentially involved in photoperiodic tuberization in potato. Genomics, 102(4), 388–396. https://doi.org/10.1016/j.ygeno.2013.07.001
Sharma, A. K., Venkatasalam, E. P., & Singh, R. K. (2011). Micro-tuber production behaviour of some commercially important potato (Solanum tuberosum) cultivars. Indian Journal of Agricultural Sciences, 81(11), 1008–1013.
Sharma, S., Chanemougasoundharam, A., Sarkar, D., & Pandey, S. K. (2004). Carboxylic acids affect induction, development and quality of potato (Solanum tuberosum L.) microtubers grown in vitro from single-node explants. Plant Growth Regulation, 44(3), 219–229. https://doi.org/10.1007/s10725-004-5827-6
Sharma, S., Venkatasalam, E. P., Patial, R., Latawa, J., & Singh, S. (2011). Influence of gelling agents and nodes on the growth of potato microplant. Potato Journal, 38(1), 41–46.
Villafranca, M. J., Veramendi, J., Sota, V., & Mingo-Castel, A. M. (1998). Effect of physiological age of mother tuber and number of subcultures on in vitro tuberisation of potato (Solanum tuberosum L.). Plant Cell Reports, 17(10), 787–790. https://doi.org/10.1007/s002990050483
Xu, X., van Lammeren, A., Vermeer, E., & Vreugdenhil, D. (1998). The role of gibberellin, abscisic acid, and sucrose in the regulation of potato tuber formation in vitro. Plant Physiology, 117(2), 575–584. https://doi.org/10.1104/pp.117.2.575
Yoshida, T., Mogami, J., & Yamaguchi-Shinozaki, K. (2015). Omics approaches toward defining the comprehensive abscisic acid signaling network in plants. Plant and Cell Physiology, 56(6), 1043–1052. https://doi.org/10.1093/pcp/pcv060
Yu, J. W., Choi, J.-S., Upadhyaya, C. P., Kwon, S. O., Gururani, M. A., Nookaraju, A., … Park, S. W. (2012). Dynamic proteomic profile of potato tuber during its in vitro development. Plant Science, 195, 1–9. https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2012.06.007
Zhang, Z. J., Li, H. Z., Zhou, W. J., Takeuchi, Y., & Yoneyama, K. (2006). Effect of 5-aminolevulinic acid on development and salt tolerance of potato (Solanum tuberosum L.) microtubers in vitro. Plant Growth Regulation, 49(1), 27–34. https://doi.org/10.1007/s10725-006-0011-9
Zhang, Z., Mao, B., Li, H., Zhou, W., Takeuchi, Y., & Yoneyama, K. (2005). Effect of salinity on physiological characteristics, yield and quality of microtubers in vitro in potato. Acta Physiologiae Plantarum, 27(4), 481–489. https://doi.org/10.1007/s11738-005-0053-z
Zhang, Z., Zhou, W., & Li, H. (2005). The role of GA, IAA and BAP in the regulation of in vitro shoot growth and microtuberization in potato. Acta Physiologiae Plantarum, 27(3), 363–369. https://doi.org/10.1007/s11738-005-0013-7
Zürcher, E., & Müller, B. (2016). Cytokinin synthesis, signaling, and function—advances and new insights. In International review of cell and molecular biology (Vol. 324, pp. 1-38). Academic Press. https://doi.org/10.1016/bs.ircmb.2016.01.001
Descargas
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Los autores que publican en esta revista están de acuerdo con los siguientes términos:
1. Los autores garantizan a la revista el derecho de ser la primera publicación del trabajo al igual que licenciado bajo una Creative Commons Attribution License que permite a otros compartir el trabajo con un reconocimiento de la autoría del trabajo y la publicación inicial en esta revista.
2. Los autores pueden establecer por separado acuerdos adicionales para la distribución no exclusiva de la versión de la obra publicada en la revista (por ejemplo, situarlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro), con un reconocimiento de su publicación inicial en esta revista.
3. Los autores han afirmado poseer todos los permisos para usar los recursos que utilizaron en el artículo (imágenes, tablas, entre otros) y asumen la responsabilidad total por daños a terceros.
4. Las opiniones expresadas en el artículo son responsabilidad de los autores y no necesariamente representan la opinión de los editores ni de la Universidad Nacional.
Revista Uniciencia y todas sus producciones se encuentran bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Unported.
No existe costo por acceso, revisión de propuestas ni publicación para autores y lectores.
