Índice - biovegbioveg.bioplantas.cu/static/historico/bioveg2011/bioveg2011.pdf · in vitro de...
TRANSCRIPT
Índice
Resúmenes/ Abstracts ............................................................................................................................ 1
Taller 1: Micropropagación de Plantas ................................................................................................. 1
Signalling networks in sugar-mediated control of metabolism and growth .......................................... 1
Advances in Pinus spp. biotechnologies: the challenge of using mature explants ................................ 1
A common factor involved in root and shoot meristem development................................................... 2
Micropropagación de Stevia rebaudiana Bertoni, un endulzante natural ............................................. 3
Optimización del proceso de enraizamiento y aclimatización de vitroplantas de ¨Swietenia
macrophylla King¨ (orden:Meliacea) .................................................................................................... 3
Microinjerto de ápices caulinares in vitro en la producción de tres variedades de naranjas
dulces (Citrus sinensis Osbeck ) libre de virus ..................................................................................... 4
Inducción in vitro de callo en Hylocereus costaricensis (Cactaceae) ................................................... 4
Efecto del ácido salicílico en la embriogénesis somática en yuca (Manihot esculenta
Crantz.) .................................................................................................................................................. 5
Propagación de plantas elites de cacao por embriogénesis somática en Venezuela .............................. 5
Anatomía de la embriogénesis somática de linaloe (Bursera linanoe (La LLave)) a partir de
cotiledones y hojas. ............................................................................................................................... 6
Aplicación del protocolo de micropropagación de Psidium guajava cv. Enana roja cubana a
otros genotipos de la familia Myrtaceae en Zacatecas, México. ........................................................... 6
Enraizamiento de mora (Rubus adenotrichus) en medio liquido en el sistema de inmersión
temporal. ................................................................................................................................................ 7
Influencia del ácido absícico y la desecación por temperatura en la germinación y
conversión de embriones somáticos de yuca (Manihot esculenta Crantz) en sistemas de
inmersión temporal RITA® .................................................................................................................. 8
Utilización de sistemas de inmersión contínua en la micropropagación de vainilla (Vanilla
planifolia Andrews) ............................................................................................................................... 8
In vitro propagation of Tectona grandis l. shoots in temporary immersion systems:
morpho-physiological response to BA treatments................................................................................. 9
Empleo del sistema de inmersión temporal para la propagación in vitro de la papaya, var.
„maradol roja‟. ....................................................................................................................................... 9
Plantas de piña procedentes de la propagación in vitro en BIT. Influencia de las
condiciones ambientales en el metabolismo del carbono (CAM/C3) y en el perfil
proteómico. .......................................................................................................................................... 10
Propagación in vitro de Gynerium sagitatum Aubl. ............................................................................ 11
Pineapple culture in the temperate climate of the Azores: a case study for temperature or
light supplementation and metabolic studies ....................................................................................... 12
Propagación in vitro de Hohenbergia penduliflora Mez para la obtención de proteasas. ................... 13
Multiplicación in vitro de fresa (Fragaria x ananassa) en diferentes formas de cultivo. ................... 13
Evaluación de la actividad fotosintética y de la fosfo-enolpiruvato carboxilasa en plántulas
de Coffea arabica L. obtenidas in vitro bajo la acción de campos electromagnéticos. ....................... 14
Estudio de condiciones para la brotación de estacas de cedro (Cedrela odorata L) y
establecimiento de un protocolo de desinfección para los brotes rejuvenecidos. ................................ 15
Multiplicación in vitro de yemas de brotes axilares del clon de malanga „Viequera‟
(Xanthosoma spp.) en sistemas de cultivo semiautomatizado. ............................................................ 15
Propagación de la piña (Ananas comosus L. Merr) var MD2 a partir del cultivo de ápices
meristemáticos. Aportes al esquema de propagación para la introducción de esta variedad. ............. 16
Efecto del tipo de sistema de cultivo de inmersión constante con aeración en el crecimiento
in vitro de plantas de ñame (Dioscorea spp.). ..................................................................................... 16
Efecto del pectimorf y los oligosacaridos de xiloglucano en la arquitectura de la raíz de tres
genotipos de Arabidopsis thaliana ...................................................................................................... 17
Efecto de la edad de la inflorescencia en la formación de callos con estructuras
embriogénicas y establecimiento de suspensiones celulares de plátano (MUSA CV. FHIA-
21, AAAB) .......................................................................................................................................... 18
Regeneración vía organogénesis de plantas de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrad ex
Wendl. ................................................................................................................................................. 18
Aclimatización y multiplicación vegetativa en casas de cultivo de plantas cultivadas in
vitro de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrad. ex Wendl ................................................................ 19
Uso de la zeolita en polvo para la conservación de los minitubérculos de papa (Solanum
Tuberosum L.) en frigorífico y en ambiente natural semicontrolado. ................................................. 19
Determinación de índices fisiológicos del crecimiento en variedades de papa (Solanum
tuberosum L.) obtenidas por métodos biotecnológicos ....................................................................... 20
Formación de callos en sorgo variedad comercial CIAP 2-E-95 ........................................................ 20
Impacto económico del empleo de la embriogénesis somática para la producción masiva de
plantas in vitro de plátanos y bananos ................................................................................................. 21
Efecto de 6-BAP en la formación de brotes de Phaseolus vulgaris L. var. CIAP 7247 .................... 22
Respuesta de diferentes explantes para la embriogénesis somática en cedro (Cedrela
odorata L.) .......................................................................................................................................... 22
Influencia del genotipo en la regeneración de plantas vía organogénesis directa en
Phaseolus vulgaris L. .......................................................................................................................... 23
Propuesta de una metodología para el establecimiento in vitro de explantes foliares de
Pouteria campechiana bahni ............................................................................................................... 23
Contenido de clorofila, carbohidratos y proteínas en hojas de Berberidopsis corallina
dependiendo de la combinación de solución fertilizante NPK. .......................................................... 24
Aplicación de los Sistemas de Inmersión Temporal en la producción de vitroplantas de
plátano. ................................................................................................................................................ 25
Proliferación, diferenciación y germinación de embriones somáticos en dos genotipos
cubanos de soya [Glycine max (L.) Merrill.] ....................................................................................... 25
Influencia de la sacarosa y los nutrientes inorgánicos en la respuesta in vitro de Pinus
caribaea var. caribaea ......................................................................................................................... 26
Respuesta en campo de plantas de „Cavendish enano‟ (Musa AAA) obtenidas mediante
embriogénesis somática ....................................................................................................................... 26
Producción de Semilla de Caña de Azúcar por Biotecnología ............................................................ 27
Incremento de la Eficiencia en la Micropropagación de la Caña de Azúcar (Saccharum spp
hibrido) en Biorreactores de Inmersión Temporal .............................................................................. 28
Anatomía foliar de microtallos de Castanea sativa provenientes material adulto y
cultivados bajo condiciones mixotróficas y photomixotróficas. ......................................................... 28
Foto inhibición de plantas in vitro: eficiencia máxima del PSII, ciclo de xantofilas y
degradación de D1. .............................................................................................................................. 29
Organogénesis directa en Jatropha curcas (L.)................................................................................... 30
Cultivo in vitro de la Jatropha curcas (l.), una importante planta energética. ................................... 30
Downregulation of stress-related genes in Physic nut (Jatropha curcas L.) induced by
medium term drought stress. ............................................................................................................... 31
Ensayo de regeneración de Pterogyne nitens Tul. por cultivo in vitro de ápices
meristemáticos. .................................................................................................................................... 31
Variables asociadas con la productividad de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schard y su
potencial de secuestrado de dióxido de carbono ................................................................................. 32
Taller 2: Interacción Planta - Microorganismos ................................................................................ 33
Towards the manipulation of the danger sensing apparatus of plants ................................................. 33
Diversity of N2-fixing Burkholderia species and their potential use in agro-biotechnology .............. 33
Rhizobium as microbial delivery system in agriculture. ..................................................................... 34
Bacterias promotoras del crecimiento vegetal en maíz: aplicaciones y perspectivas .......................... 34
BIOJAS®: Un controlador biológico de origen microbiano para cultivos de interés
económico. .......................................................................................................................................... 35
Evidence for horizontal acquisition and regulatory evolution of the fructan metabolic
operon by the nitrogen-fixing endophyte Gluconacetobacter diazotrophicus. ................................... 36
Can systemic resistances contribute to ecologically based ipm control of nematodes in
pineapple? ............................................................................................................................................ 37
Diversidad de microorganismos cultivables aislados de suelo en plantaciones de bambú. ................ 37
Potencialidades del género Bacillus como promotor del crecimiento vegetal en cultivos de
importancia económica. ....................................................................................................................... 38
Comportamiento de la variabilidad longitudinal del número de esporas de la cepa de hongo
micorrízico arbuscular Glomus hoi-like en el cultivo de Brachiaria decumbens ............................... 38
Identification of new genes involved in tobacco-pthogen interaction. ................................................ 39
Transcriptome analysis on Verticillium-infected tomato to identify genes involved in host
defense. ................................................................................................................................................ 39
Fraccionamiento del filtrado de cultivo y purificación de metabolitos fitotóxicos
producidos por Fusarium oxysporum f. sp. cubense GCV 01210 (raza 1). ......................................... 40
Efecto de la aplicación de selenito de sodio en la acción protectora a la marchitez vascular
en tomate: contenido de proteínas totales, compuestos fenólicos y cambios en el potencial
antioxidante. ........................................................................................................................................ 40
Tsukamurella paurometabola C 924: Mecanismos PGPR e interacción con maíz. ............................ 41
Hongos filamentosos asociados a plantaciones de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrader
ex Wendland ........................................................................................................................................ 42
Bacterias del suelo asociadas a plantaciones de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrad. ex
Wendl. ................................................................................................................................................. 42
Horizontal Gene Transfer assays in bacteria isolated from plants in vitro cultures ............................ 43
Gluconacetobacter diazotrophicus: Promotora del crecimiento de vitroplantas de piña
(Ananas comosus (L.) Merr.) en fase de aclimatización. .................................................................... 43
Promover el uso de los biofertilizantes mediante procesos participativos en la comunidad
de Valladolid, municipio san sebastián estado aragua. ....................................................................... 44
Factibilidad del ensayo de disco foliar para el antagonismo in vivo de bacterias contra
Phytophthora palmivora en cacao. ...................................................................................................... 44
Perfiles proteicos de variedades de plantas de arroz sometidas a estrés por virus .............................. 45
Detección de Fusarium proliferatum en granos de arroz en Costa Rica ............................................. 45
Aplicación de compuestos de selenio y iodo inducen acción protectora en plántulas de
tomate inoculadas con Fusarium oxysporum sp. Lycopersici raza 3 en condiciones
controladas........................................................................................................................................... 46
Metabolic changes induced in sugarcane (Saccharum sp.) upon infection by Puccinia
melanocephala..................................................................................................................................... 47
Characterization of genes involved in banana oxidative stress response after infection with
Mycosphaerella fijiensis. ..................................................................................................................... 47
Respuesta histoquímica de defensa en plantas de „cavendish naine‟ inoculadas con
Mycosphaerella fijiensis Morelet en casa de cultivo ........................................................................... 48
Components of resistance to assess black sigatoka response in artificially inoculated Musa
genotypes ............................................................................................................................................. 48
Regulation of the Isocitrate lyase promoter of Mycosphaerella fijiensis morelet. .............................. 49
Expression profile of genes involved in the compatible interaction between banana and the
fungal pathogen Mycosphaerella fijiensis. .......................................................................................... 49
Inducción agallas hojosas en plantas de Nicotiana tabacum L. en cultivo in vitro mediante
la inoculación con la bacteria causante del falso orobanche en Cuba. ................................................ 50
Hospedantes alternativos de Phakopsora pachirhizi en campos de soya (Glicine max) de la
provincia de Ciego de Avila. ............................................................................................................... 51
Efecto de filtrados cultivo bacterianos con actividad antifúngica in vitro en la interacción
Musa spp.- Mycosphaerella fijiensis ................................................................................................... 51
Taller 3: Productos Naturales .............................................................................................................. 53
"Plant Bioproduct: Research to Innovation”: - Identifying Enzymes from Biological Strains
and Its Application in Novel Nano-Biomaterials Commercialization ................................................. 53
Del genotipo al fenotipo a través de la proteómica: el ejemplo de especies vegetales ....................... 53
Metabolómica de Theobroma cacao: caracterizando la diversidad del cacao en Venezuela. ............. 54
Implication of early signalling events in the production of trans-resveratrol in grapevine
cells. ..................................................................................................................................................... 55
Estudios bioquímicos de una aspartil peptidasa aislada de frutos de Salpichroa Origanifolia ........... 57
Anotación de los genes asociados a la biosíntesis de flavonoides en Theobroma cacao L.
asistida por metabolómica. .................................................................................................................. 58
Comparative analysis of major secondary compounds from Glandular Trichomes and leaf
exudates of Nicotiana tabacum accessions. ........................................................................................ 59
Estrategia para la identificación purificación y caracterización de inhibidores de proteasas
de fuentes naturales. ............................................................................................................................ 60
Aislamiento y caracterización de nuevos inhibidores de tripsina a partir de semillas de
Gleditsia triacanthos L.(Leguminosae) y de Acer negundo L. (Aceraceae) ....................................... 60
Actividad antimicrobiana de los extractos de Acmella repens, Urtica leptophylla y Sonchus
oleraceus, sobre Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Candida albicans. ................. 61
Inducción in vitro de pigmentos en callos de Pitahaya variedad Orejona (Hylocereus
Costaricensis) mediante el uso de distintos inductores de origen biótico y abiótico y
análisis de los pigmentos producidos. ................................................................................................. 62
Antraquinonas a partir de Morinda royoc L. : Una alternativa para el control de patógenos
de plantas. ............................................................................................................................................ 63
Modelo in silico de la regulación génica en la biosíntesis de flavonoides en Theobroma
cacao L. ............................................................................................................................................... 64
Biosíntesis in vitro de Linalol y su Acetato en Callos Embriogénicos y no Embriogénicos
de Linaloe (Bursera linanoe (La Llave)). ............................................................................................ 64
Detección de proteasas durante el cultivo in vitro de Hohenbergia penduliflora (A. Rich.)
Mez. por electroforesis 2D. ................................................................................................................. 65
Producción de antraquinonas a partir de cultivo de callos de Morinda royoc L. ............................... 66
Estudio bromatológico de frutos maduros de dos especies del género Morinda. ................................ 67
RDID1.0 program employment on the optimization of Bromelain and Papain covalent
immobilization..................................................................................................................................... 68
Evaluación de la coagulación térmica sobre la estabilidad de un anticuerpo expresado en
plantas (Phb-01) para su aplicación como paso de semi-purificación. ................................................ 68
Incremento de la biosíntesis y acumulación de glicósidos cardiotónicos en brotes de
Digitalis lanata y Digitalis purpurea mediante la adición de elicitores. ............................................ 69
Clasificación de genotipos de Theobroma cacao usando el contenido de compuestos
fenólicos. ............................................................................................................................................. 70
Relación entre estructuras acumuladoras de metabolitos y parámetros bioquímicos en
clones de Theobroma cacao ................................................................................................................ 71
Caracterización química del Biojas: regulador del crecimiento y controlador biológico de
origen microbiano................................................................................................................................ 72
Desarrollo de un paquete biotecnológico para la producción de planta seca y extractos de
Justicia pectoralis y Lippia alba con altos contenidos de sus principios activos, para el uso
de la industria farmacéutica y nutracéutica nacional ........................................................................... 72
Un inhibidor peptídico aislado a partir de semillas de Maclura pomifera que presenta
actividad inhibitoria de calicreínas ...................................................................................................... 73
Taller 4: Cambio Climático, Mejoramiento Genético y Conservación de la
Fitodiversidad ........................................................................................................................................ 75
Cambio climático y utilización de las técnicas de crioconservación para especies de
propagación vegetativa de importancia agrícola ................................................................................. 75
Impacto del Cambio Climático en los ecosistemas naturales y agroproductivos ................................ 75
Cultivo in vitro y crioconservación del chirimoyo (Annona cherimola mill.): Estado actual
y perspectivas ...................................................................................................................................... 76
Selección in vitro para tolerancia a la salinidad de embriones de maíz cv. ´P 315´ y
caracterización de las vitroplantas obtenidas. ..................................................................................... 76
Valoración de la diversidad genética de piña (Ananas comosus (L.) Merrill) medida por
RAPDs en apoyo a su uso para condiciones climáticas adversas. ....................................................... 77
Preparation and formulation of green spray polyurethane foam from soy-based polyol with
good environmental implications ........................................................................................................ 77
Crioconservación de embriones cigóticos de Coffea canephora mediante vitrificación:
primeras aproximaciones. .................................................................................................................... 78
Silenciamiento génico de la trehalasa como tecnología para incrementar la tolerancia a
estrés osmótico y la mejora del crecimiento en plantas....................................................................... 79
Relationships among different species and hybrids of vine cactus as revealed by genome
sizes and fluorescent AFLP markers. .................................................................................................. 79
Genetic integrity of Amaranthus sp. species during ageing ................................................................ 80
Establecimiento del sistema de transformación genética de melón (Cucumis melo L.) cvs.
Honeydew y Cantaloupe mediada por Agrobacterium tumefaciens cepa EHA105. ........................... 80
Colecta y caracterización de especies silvestres de tomate en Manabí, Ecuador. ............................... 81
Producción de plantas transgénicas de arroz libres de marcadores de selección. ............................... 82
Rice calli with long-term morphogenic potential as ideal explants for plastid
transformation. .................................................................................................................................... 82
Morphological and physiological characterization of two new pineapple somaclones
derived from in vitro culture ............................................................................................................... 83
“Huella genética” de especies de Nicotiana por marcadores moleculares de proteína,
RAPD e ISSR. ..................................................................................................................................... 84
Caracterización citogenética de clones de boniato (Ipomoea batatas (L) Lam.) de interés
económico. .......................................................................................................................................... 84
Análisis de la estabilidad del cariotipo de plántulas de Citrus macrophylla Wester
obtenidas in vitro, con diferentes biorreguladores del crecimiento. .................................................... 85
Estimación de componentes de varianza y heredabilidad en sentido ancho, de caracteres
vegetativos y bioquímicos, en una población de guayabo (Psidium guajaba L.). .............................. 86
Caracterización citogenética y genético-bioquímica de clones y somaclones de plátanos
(Musa Spp.), pertenecientes al grupo genómico ABB. ....................................................................... 87
Heat shock induced excision of selectable marker genes in transgenic banana by the Cre-
lox site-specific recombination system ............................................................................................... 87
Estandarización de parámetros para la transferencia de ADN vía Agrobacterium
tumefaciens a callos de frijol común ................................................................................................... 88
Biotecnología, Biodiversidad y Mejoramiento Genético Vegetal en Cuba. Casos de Estudio
en Caña de Azúcar y Aguacatero. ....................................................................................................... 89
Determinación del estado de desarrollo del grano de polen en cultivares diploides de Musa
spp para el cultivo de anteras............................................................................................................... 89
Empleo de las radiaciones ionizantes (CO60
) para la obtención de mutantes de porte bajo en
Musa SPP. CV. „Zanzibar‟ (AAB). ..................................................................................................... 90
Análisis molecular mediante RAPD e ISTR de la colecciones núcleo de malanga del
género Xanthosoma ............................................................................................................................. 91
Effects of cryopreservation of Phaseolus vulgaris seeds on early stages of germination ................... 91
Empleo de tecnologías de geomática para la evaluación de riesgos por el cambio climático
y su impacto en la fitodiversidad. ........................................................................................................ 92
Caracterización e identificación de germoplasma de Phaseolus vulgaris L. en condiciones
de estrés hídrico. .................................................................................................................................. 92
Catyclia “Free for five”. Primer cultivar de orquídea epífita obtenido en Cuba, originada a
partir del cruzamiento entre especie nativa cubana y foránea. ............................................................ 93
Análisis citogenético en clones y somaclones de bananos y plátanos (Musa spp) obtenidos
por métodos biotecnológicos. .............................................................................................................. 93
Taller 5: Bioinformática ....................................................................................................................... 95
Phylogenetic analysis of receptor like proteins and receptor like kinases in the tomato
genome. ............................................................................................................................................... 95
Computational method for optimizing the preparation of xylanase immobilized derivatives
to improve the production of xylo-oligosaccharides from agro-industrial residues ............................ 96
Predicción de mapas de contacto de proteínas basado en árboles de regresión. ................................. 96
Algoritmo de Edición de Datos Biológicos para la Predicción de Estructuras de Proteínas. .............. 97
Agrupamientos Basados en Patrones para Datos Biológicos .............................................................. 97
Xml y web service para la extracción óptima de información genómica ............................................ 98
El aprendizaje de la Bioquímica a través de la tecnología educativa: Un reto para la
universidad cubana. ............................................................................................................................. 98
Taller 6: Bioeducar .............................................................................................................................. 100
Nuevos procesos de biorremediación bacteriana y su potencial para una agricultura
sustentable. ........................................................................................................................................ 100
Technical visions and emotional perceptions on Biotechnology ...................................................... 101
Estrategia en la formación académica de posgrado en las Ciencias Biológicas. Universidad
de La Habana, Cuba .......................................................................................................................... 101
Bioeducar: Una acción histórica y ahistórica .................................................................................... 102
Los reguladores del crecimiento en la aclimatización de plantas de piña propagadas in
vitro. Experiencias de programa de Maestría en Ciencias Agrícolas. Centro de Bioplantas,
UNICA, Cuba .................................................................................................................................... 102
Análisis in silico de proteínas DELLA asociadas a la floración de plantas de café y piña.
Formación doctoral CAPES-MES. UNICA, Cuba y UFLA, Brasil ................................................ 103
Resultados preliminares de la variabilidad genética entre aislados de Papaya ring-spot
virus de Cuba y Brasil. Experiencias de formación doctoral becas CAPES. UFLA, Brasil y
Centro de Bioplantas, UNICA, Cuba. ............................................................................................... 103
Sitio Web de RIABIN: Contribución a la formación en Biotecnología. ........................................... 104
Introducción del maíz transgénico FR-Bt1 en la Estación Experimental ¨Dr. Juan Tomás
Roig¨. Percepción pública de la misma. Centro de Bioplantas, UNICA, y CIGB, Habana,
Cuba. ................................................................................................................................................. 104
Articulación de programas en la formación de posgrado en universidades de Cuba y
Estados Unidos. Honduras ................................................................................................................ 105
The interaction of scientific communication and public participation on the development of
agriculture in areas under experimental trials ................................................................................... 105
Taller 7: Biotecnología, Bioenergéticos y Biocombustibles ............................................................. 107
Engineering pectin to improve biomass conversion .......................................................................... 107
Plant architecture: A TALE of two families ...................................................................................... 107
Estado actual y perspectivas de la Jatropha curcas no tóxica en el noroeste de México. ................ 108
Producción de energía a partir de la biomasa en zonas rurales cubanas: La concepción de
BIOMAS-CUBA y sus resultados. .................................................................................................... 109
La finca agro -energética: un concepto novedoso en la agricultura para la producción
sostenible de alimentos y energía ...................................................................................................... 109
Avances en la utilización de la oleaginosa arbustiva Jatropha Curcas en el contexto de
modelos agroenergético en el Proyecto BIOMAS- Cuba. ................................................................. 110
Tolerance of Jatropha curcas seedlings to NaCl: an ecophysiological analysis ............................... 110
Manejo Agroecológico de la Jatropha curcas L. con cultivos asociados. ........................................ 111
Establecimiento in vitro de la Jatropha curcas L.............................................................................. 111
1
Resúmenes/ Abstracts
Taller 1: Micropropagación de Plantas
(Martes 3 de Mayo, 2011)
Coordinador: Dr. Marcos Daquinta Gradaille
Signalling networks in sugar-mediated control of metabolism and growth
Sjef Smeekens1, Johannes Hanson
1, Jingkun Ma
1, Maureen Hummel
1, Wolfgang Dröge-Laser
2, Johannes
Hanson1
1Department of Molecular Plant Physiology, Utrecht University, Padualaan 8, 3584 CH Utrecht, The Netherlands. 2Julius-von-Sachs-Institut, Universität Würzburg, Julius-von-Sachs-Platz 2, D-97082 Würzburg, Germany
ABSTRACT
Plant growth depends on signaling systems that provide information on the status of cellular metabolites such as
sugars and amino acids. The availability of sugars is a powerful driver of growth since sugars act both as immediate
substrates for intermediary metabolism and as effective signaling molecules. Generally sugar availability is linked to
growth and development but it is unknown how exactly sugar status controls growth. In plants, sensing and signaling
pathways have been described for different sugars but only for glucose information on sensing and signaling is
available. In recent years significant progress has been made in identifying plant growth controlling regulatory
systems that receive input from sugars and sugar-derived metabolic signals. These systems are either growth
promoting or growth inhibiting. One of these systems is the C/S1 bZIP transcription factor network that in
Arabidopsis encompasses several bZIP transcription factors of the S1 (bZIP1, 2, 11, 44, 53) and C (bZIP9, 10, 25,
63) class bZIP families. Heterodimers of these S1 and C class bZIPs are potent in planta transcriptional activators
and provide the plant with extensive regulatory potential. AtbZIP11 overexpression dramatically induces
reprogramming of metabolism as shown by transcriptomics and metabolomics experiments. Constitutive bZIP11
induction halts growth, independent of nutrient availability.
The transcription activation potential of S1 class bZIP is augmented by the important SnRK1 protein kinase growth
regulatory system. In addition, S1/C bZIP heterodimers affect the level the crucially important growth regulator
trehalose 6-phoshate. Sucrose represses S1 class bZIP activity in a concentration-dependent way by arresting
translation of S1 bZIP mRNAs via a ribosome stalling mechanism. Half maximum translational repression occurs at
10–20 mm sucrose. In the presence of sucrose the „Sucrose Control‟ (SC) peptide encoded in the 5′-leader of the S1
mRNAs inhibits translation of the main bZIP ORFs. This SC peptide is evolutionary highly conserved in the plant
kingdom and found only in homologous plant bZIP genes. Thus, bZIP-mediated reprogramming of metabolism and
growth depends on the cellular sucrose level. Increasing sucrose levels gradually shut down mRNA translation of all
five members of the S1 bZIP class.
Advances in Pinus spp. biotechnologies: the challenge of using mature explants
Montalbán I.A., De Diego N., Setién A., Moncaleán P.
NEIKER-TECNALIA. Apdo. 46. 01080 Vitoria-Gasteiz. Spain
ABSTRACT
Clonal Forestry is widely discussed to cope with the expected increasing demand for wood during the next decades
(Fenning and Gersheazon 2002). Vegetative propagation of trees is an effective way to capture genetic gain and
produce large amounts of selected plant material but all propagation methods have limitations, and conifers are
2
generally more difficult to clone than most angiosperm woody trees (Von Aderkas and Bonga 2000). Organogenesis
and somatic embryogenesis are difficult to achieve in adult tissues but the economic value of a tree can only be
assessed after it reaches maturity (Cortizo et al. 2009).
Maturation and ageing in woody plants modify the physiology and morphology of the tree; For instance, in Pinus
radiata, the transition from juvenile to mature phase is characterized by changes in meristem behaviour, reduced
efficiency in rooting cuttings, decrease in the diameter growth rate of the rooted cuttings, onset of pollen and cone
formation and changed bud and foliar morphology (Menzies et al. 2000). All these changes reduce the propagation
potential of the tree (De Diego et al. 2008). Reinvigoration can be defined as a temporary increase in vigour that
enables the recovery of some organogenic habilities (Valdés et al. 2003).
Our research team is focused on the study of the main factors involved in the overcoming of aging in order to obtain
clonal plants from selected trees. In this way we have been working in the development of in vitro biotechnologies as
organogenesis and somatic embryogenesis (even a combined technique) using juvenile and mature material from
Pinus spp. (Pinus pinaster, Pinus radiata, Pinus pinea, Pinus halepensis and Pinus sylvestris) (De Diego et al. 2008;
De Diego et al. 2010; De Diego et al. 2011; Cortizo et al. 2009; Montalbán et al. 2010; Montalbán et al. 2011;
Montalbán et al. 2011).
Acknoledgements:
This research was funded by Ministerio de Ciencia y Tecnología-Spain (AGL2005-08214-CO2-O2) and DAPA from
Gobierno Vasco (VEC2004021 and VED2007014) who also granted Itziar Montalbán with a PhD scholarship.
A common factor involved in root and shoot meristem development
Anja van Dijken, Ben Scheres and Renze Heidstra
Molecular Genetics Group, Dept. of Biology, Faculty of Sciences, Utrecht University, The Netherlands. [email protected]
(http://www.uu.nl/science/molgen).
ABSTRACT
Plant post-embryonic development takes place in the meristems, where sets of stem cells self-renew and produce
daughter cells that differentiate giving rise to different organ structures. Stem cell maintenance is dependent on
organizing cells within the stem cell niches in the shoot and root meristems.
To identify genes involved in the root organizer (or quiescent center, QC) and stem cell specification and
maintenance we screened an EMS mutant population generated in a transgenic Arabidopsis line expressing two
independent fluorescent QC markers for altered expression patterns. Many isolated mutants displayed reduced
expression of both QC markers in the early stages of seedling development. In several of these mutants columella
stem cell identity was lost; suggesting disturbed signaling between QC and stem cells.
Interestingly, the recessive mutant qc19-3, displays both a root and shoot meristem phenotype.
As early as globular embryo stages altered divisions in the root meristem occasionally occur. Post embryonic roots
have a shorter meristem and the root length is half of the wildtype length. QC marker expression is reduced and
frequently re-patterning of the root stem cell niche within the vasculature is observed indicating disturbed QC/stem
cell maintenance. In later stages occasionally the root splits into two root tips that continue to grow slowly.
Roots may have arisen multiple times in the vascular plant lineages. The majority of the lineages form lateral roots to
develop an extensive rootsystem. However Selaginella, a lycophyte, has primarily dichotomous branching. The
qc19-3 mutation now gives us a tool to analyse whether the mechanism behind the “split root phenotype” is
evolutionary conserved between vascular plant species.
Mature embryos exhibit a reduced shoot apical meristem compared to wild type. After germination the qc19-3
mutant shoot meristem appears arrested: seedlings up to 11 days old do not show any leaf primordia before retarded
shoots are initiated. Mature qc19-3 plants are dwarfed and produce inflorescences bearing small serrated cauline
leaves and fertile flowers.
Introduction of markers and genetic interaction studies are in progress to determine the genes involved. Currently, a
SOLiD approach is running to identify the gene responsible. Cloning the gene will shed light on its function in
Arabidopsis root and shoot meristem development and the evolutionary conservation between ancient plant species.
3
Micropropagación de Stevia rebaudiana Bertoni, un endulzante natural
Isidro Elias Suárez Padrón1, Irma Quintero Pertuz
2
1Departamento de Ingeniería Agronómica y Desarrollo Rural, Universidad de Córdoba, Carrera 6 No. 76 – 103 Montería
(Colombia). Tel (57-4) 790 80 23, Fax (57-4) 786 0255. Email: [email protected] 2Departamento de Ingeniería Agronómica, Universidad del Magdalena, Carrera 32 No 22 - 08 Santa Marta (Colombia). PBX:(
(57-6) 430 1292. Email: [email protected]
RESUMEN
Las hojas de Stevia rebaudiana son fuente de esteviosidos y rebaudiosidos, sustancias endulzantes con bajo
contenido calórico. La propagación sexual y clonal de Stevia es difícil debido a la calidad de la semilla y el tamaño
reducido de la planta, respectivamente. Para evaluar la proliferación, brotes establecidos in vitro fueron cultivados en
½ MS con cinco (0.0, 2.22, 4.44, 8.88 y 17.6 µM) concentraciones de BAP. Posteriormente, los tallos multiplicados
se cultivaron en presencia de cinco (0.0, 2.69, 5.37, 10.74 de 21.48 µM) de ANA para evaluar enraizamiento.
Finalmente, tallos multiplicados sin enraizar, tratados o no con 0.4% de ANA, y otros enraizados in vitro fueron
transferidos a condiciones ex vitro. Todos los experimentos fueron distribuidos usando un diseño completamente al
azar con 20 replicas por tratamiento. Los resultados indicaron que BAP aumentó significativamente la tasa de
multiplicación y produjo brotes más compactos. La concentración de 10.74 µM de ANA indujo el mayor
enraizamiento; sin embargo, los tallos sin enraizamiento in vitro mostraron el mayor porcentaje de supervivencia
cuando fueron transplantados a condiciones ex vitro.
Palabras claves: Stevia, esteviosido, micropropagación, reguladores de crecimiento vegetal.
Optimización del proceso de enraizamiento y aclimatización de vitroplantas de ¨Swietenia macrophylla King¨
(orden:Meliacea)
José Bernal Azofeifa*, Alejandra Rojas y Ana Hine
*Laboratorio de Cultivo de Tejidos INISEFOR-UNA, Aptd. 86-3000, Heredia. Email: [email protected] , [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Swietenia macrophylla¨ es una especie de importancia económica enAmérica Latina debido a la calidad de su
madera, por lo cual las poblaciones sehan disminuido en términos de cantidad y calidad genética. Por lo anterior, la
técnica de cultivo de tejidos se utilizó para optimizar el proceso de enraizamiento y aclimatización de vitroplantas,
utilizando diferentes reguladores de crecimiento y medios de cultivo. El mayor de porcentaje de enraizamiento
(53,33%) se obtuvo en un medio de cultivo MS (1962) complementado con 5,7µM de AIA, seguido de un 26,67%
cultivado en un MS ½ (1962) complementado con 2,5 µM AIB y 0,25 µM ANA. En la etapa de aclimatización el
mejor resultado (70%) de sobrevivencia se obtuvo con el sustrato biodegradable Jiffys®.
Palabras claves: *Swietenia macrophylla*, AIA, AIB, ANA, enraizamiento, aclimatización.
ABSTRACT
¨Swietenia macrophylla¨ (Mahogany) is a tree species of economic importance in Latin America due to the quality of
its wood, thus the populations had been reduced in terms of its genetic quantity and quality. Therefore, the technique
of tissue culture was used to optimize the process of rooting and acclimatization of vitroplants, using different
growth regulators and culture mediums. The highest rooting percentage (53.33%) was achieved with 5.7µM AIA in a
MS (1962) culture medium, followed of 26.67% in a MS ½ (1962) complemented with 2.5 µM AIB and 0.25 µM
ANA. In the acclimatization stage the best result (70%) of plants survival was achieved with the biodegradable
substrate Jiffys®.
4
Microinjerto de ápices caulinares in vitro en la producción de tres variedades de naranjas dulces (Citrus
sinensis Osbeck ) libre de virus
Villalba R. N., González S., L.R. Mendoza, G. ., Martínez, M y Castagnino, C.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El Paraguay se ha caracterizado por ser un productor de naranjas dulces de gran calidad organoléptica, sin embargo
la presencia de enfermedades virósicas, han diezmado las plantaciones antiguas y hecho desaparecer las variedades
tradicionales. El microinjerto de ápices caulinares in vitro (MAC) es una técnica eficiente en la eliminación de
virus.El objetivo del trabajo fue aplicar el MAC para eliminar los virus de la Psorosis (CPV) y Tristeza de los
Cítricos (CTV) y el viroide de la Exocortis (CEVd) en tres variedades de naranjas dulces: Folha Murcha, San Miguel
y Shamouti. Los ápices de naranjas fueron obtenidos de invernaderos y cultivo in vitro, con 2 a 4 primordios foliares
fueron injertados en portainjertos etiolados de Citrange Troyer y Citumelo Swingle, y mantenidas con 27 ºC 2 y
16 h de luz (Navarro & Juárez, 2008). Una vez brotados los ápices y con dos hojas desarrolladas se sobreinjertaron
en limón volkameriano y luego realizados los test biológicos en plantas indicadoras para las enfermedades
citadas.Los síntomas observados en las indicadoras mostraron la ausencia de virus en las plantas microinjertadas
(Roistacher, 1991). Se obtuvieron tres plantas sobreinjertadas en todos los casos de las cuales dos plantas de San
Miguel y Shamouti y tres de Folha Murcha estaban libre de los patógenos CTV, CEVd y CPV.
Inducción in vitro de callo en Hylocereus costaricensis (Cactaceae)
Javier Gómez-Zeledón y Víctor M. Jiménez
Universidad de Costa Rica.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El cultivo in vitro de cactáceas ha llegado a ser una importante herramienta para la propagación de estas plantas,
tanto para las que están en peligro de extinción, como para otras con importancia ornamental. Esto ha contribuido a
la disminución de la extracción ilegal de cactáceas de sus ambientes naturales. Además, los cultivos celulares in vitro
se han constituido en un medio muy valioso para la obtención de metabolitos secundarios de interés comercial, tanto
para usos farmacológicos como en la industria alimentaria. En la presente investigación se llevaron a cabo
experimentos en los que evaluó distintas concentraciones de reguladores de crecimiento y de suplementos orgánicos,
con el fin de inducir la formación de callo en los genotipos de pitahaya púrpura San Ignacio y Orejona (Hylocereus
costaricensis) provenientes de la zona pacífica de Costa Rica. Utilizando plantas establecidas in vitro a partir de
semillas, se logró fomentar el desarrollo de callo a partir de cortes longitudinales y transversales de los tallos. A
pesar de que en varios de los tratamientos se obtuvo callo, sólo los que se obtuvieron utilizando el medio de
inducción de callo suplmentado con ácido 2,4-diclorofenoxiacético (1 mg/l), isopenteniladenina (0,5 mg/l), caseína
enzimática hidrolizada (100 mg/l) y extracto de malta (400 mg/l) mostraron friabilidad, ausencia de organogénesis y
una buena tasa de crecimiento al cultivarse en oscuridad. Los callos cultivados a la luz presentaron formación de
brotes aéreos por lo que el ambiente de oscuridad fue el que se estableció como el más apto para el crecimiento de
callos. Posteriormente se comprobó que era posible excluir del medio la caseína enzimática hidrolizada sin afectar
las características de los callos. Sin embargo, todos los demás constituyentes del medio demostraron ser
indispensables para la formación del tipo de callo deseado.
5
Efecto del ácido salicílico en la embriogénesis somática en yuca (Manihot esculenta Crantz.)
Laura Gélvez, Mayra Osório, Elizabeth Gámez, Diógenes Infante.
Centro Nacional de Biotecnología Agrícola, Laboratorio de Células y Tejidos 1, Instituto de Estudios Avanzados-IDEA, Carretera
Nacional Hoyo de la Puerta, Baruta, Estado Miranda, Venezuela. [email protected]; [email protected],
[email protected], [email protected]
RESUMEN
La yuca (Manihot esculenta Crantz) es una especie tropical cuyo cultivo es de interés para el consumo humano,
animal y para el uso industrial donde se aprovecha su almidón. En este trabajo se evaluó el efecto de concentraciones
picomolares de ácido salicílico en la inducción de la embriogénesis somática de dos clones de yuca, uno mejorado
Mcol 22 y uno nativo Guarama 3, siguiendo el protocolo de embriogénesis somática del laboratorio de cultivo de
tejidos del IDEA. La metodología de este ensayo implicó la siembra en condiciones asépticas de hojas inmaduras
provenientes de plantas in vitro del banco de germoplasma del instituto, en medio M&S suplementado con Picloram
y la presencia o no de 2 M de sulfato de cobre en combinación con tres concentraciones de ácido salicílico: 50; 100
y 150 pML-1 y el control. Transcurrido un tiempo se contó el número de embriones, observándose que la
combinación de acido salicílico con sulfato de cobre tov como efecto el aumentó en la cantidad de embriones, en
comparación al número obtenido cuando se emplearon por separado. En el Mcol 22 el tratamiento mas efectivo fue
el que empleó 150 pM.L-1 de acido salicílico, mientras que en el Guarama 3 fue 50 pM.L-1 lo que evidenció la
influencia del genotipo. En los tratamientos que no combinaron el ácido salicílico con el sulfato de cobre el número
de embriones obtenidos es menor al control. Los resultados mostraron que el acido salicílico en combinación con
sulfato de cobre tuvo un efecto significativo en la inducción de la embriogénesis somática en yuca. Palabras clave:
Yuca, embriogénesis somática, ácido salicílico, sulfato de cobre.
Propagación de plantas elites de cacao por embriogénesis somática en Venezuela
Gámez, E; García, C; Osório, M; Infante, D.
Centro Nacional de Biotecnología Agrícola, Laboratorio de Células y Tejidos 1. Instituto de estudios Avanzados IDEA, Carretera
Nacional Hoyo de la Puerta, Valle de Sartenejas, Baruta estado Miranda. Venezuela [email protected]; [email protected]
RESUMEN
El cacao es considerado un rubro bandera para nuestro país, ya que por su excelente sabor y aroma se diferencia de
otros cacaos a nivel internacional. Políticas estadales han venido financiando la investigación, producción y
organización campesina en torno al cultivo. Los precios del cacao a nivel de productor han ido incrementando por la
demanda de mercados internacionales como el europeo y el japonés. En Venezuela hay una necesidad imperiosa de
la producción de millones de plantas de cacao para cubrir gran cantidad de hectáreas con nuevas siembras y para
renovar las plantaciones con mucho tiempo y escaso rendimiento. El cacao se propaga básicamente por semillas,
injertos y en algunos casos por estacas, estos sistemas presentan dificultades en cuanto al porcentaje de pegues y
arquitectura de la planta en el campo. La embriogénesis somática, a través de la propagación de estaminodios y bases
de pétalos provenientes de bulbos florales que no han abierto aún, produce plantas que conservan y mejoran las
características de la planta original y se presenta como una metodología que puede darle solución a la necesidad de
plantas existente. En este trabajo se muestran los resultados obtenidos en el proceso de embriogénesis somática en
101 materiales élites de cacao de siete bancos de germoplasma y jardines clonales de nuestro país, enmarcado dentro
de un proyecto nacional donde nuestro instituto ha venido participando desde el 2006. Se utilizó el medio inicial con
sales de DKW y las hormonas (2,4-D) y Thidiazuron. Fue evaluado el efecto de las hormonas BAP y Kinetina en dos
condiciones de iluminación. La embriogénesis somática es altamente dependiente del genotipo utilizado. Los
genotipos que respondieron al proceso, lo hacen tanto en la embriogénesis somática primaria como en la secundaria.
Las bases de pétalos produjeron mayor cantidad de embriones. Existe una relación favorable entre las hormonas
utilizadas y la condición de luz sobre la producción de callos embriogénicos y el número de embriones por callo. Ya
6
existen plantas en campo que están siendo evaluadas y nuevas siembras por hacer. Discutimos sobre las perspectivas
que tenemos en la propagación de nuestro cacao criollo por esta metodología.
Palabras Claves: cacao, embriogénesis somática, Theobroma cacao.
Anatomía de la embriogénesis somática de linaloe (Bursera linanoe (La LLave)) a partir de cotiledones y
hojas.
García-Villanueva, E; González-Bernal, S. y Arellano-Ostoa, G.
Programa de Recursos Genéticos y Productividad-Fruticultura, Campus Montecillo, Colegio de Postgraduados en Ciencias
Agrícolas. Carretera México-Texcoco Km. 36.5, 56230 Montecillos, Estado de México, México. [email protected]
RESUMEN
El Linaloe, es una planta leñosa representativa de la selva baja caducifolia ubicada en la Depresión Central del Alto
Balsas de México. Debido a la sobreexplotación las poblaciones naturales han disminuido. Los principales productos
son la madera para la fabricación de artesanías y la esencia de Linalol que se usa en perfumería. En los últimos años
hemos realizado estudios para obtener la regeneración in vitro a partir de árboles nativos, consiguiéndose el éxito por
medio de la embriogénesis somática, utilizando como explantes cotiledones y hojas jóvenes en expansión. El medio
de inducción fue el MS (Murashige y Skoog 1962), suplementado con 3% (w/v) de sacarosa, 0.6% (w/v) de agar
(Merck), 21.48 μM de ácido naftalén acético (ANA), 2.22 μM de bencilamino purina (BA) y 500 mg l-1
de caseina
hidrolizada. Después de nueve semanas en oscuridad a 25 ºC los explantes fueron transferidos a un medio similar
reduciendo la concentración de ANA y BA, en condiciones de 16 h de fotoperíodo y a 25ºC ± 2
ºC durante cuatro
semanas. Para conocer la ontogenia del proceso, se realizó el estudio anatómico durante las etapas de inducción y
desarrollo de los embriones, comenzando con la fijación del callo obtenido del cultivo in vitro en formalina al 5% en
un buffer de fosfatos diluido 1:3 en agua destilada a un pH de 4.5, durante 3 horas. Posteriormente, el tejido fue
deshidratado en etanol, infiltrado con xileno, incluido en parafina histológica y cortado a 10 micrómetros. Todos los
tejidos observados estuvieron indiferenciados, pues in vitro no es necesaria la diferenciación de tejido dérmico
protector ni del vascular conductor pues las células obtienen los nutrimentos del medio por difusión. Se observaron
células en interfase muy poco diferenciadas de apariencia parenquimatosa siendo la mayoría, células en mitosis.
Después de 8 semanas en el medio de inducción y en mayor proporción en los callos generados a partir de
cotiledones, se observó la aparición de nódulos mitóticos. Los estados de torpedo y corazón fueron observados hasta
la segunda y tercera etapa del proceso de embriogénesis, en los medios de cultivo que tuvieron menor concentración
de reguladores de crecimiento o ausencia de ellos. La relación auxina/citocinina en el medio y el tipo de explante
determinaron la eficiencia del proceso de embriogénesis. Las ausencias tanto del suspensor como de la plúmula
tienen diferente significado. La del primero responde a la ausencia de utilidad dada la nutrición in vitro y de la
segunda, a la falta de observación de estados más avanzados que se están evaluando. El proceso de embriogénesis
bajo estas condiciones se ha observado casi por completo, correspondiendo a la mayor proporción de embriones
somáticos a los cotiledones en comparación con las hojas. También se ha observado una marcada diferencia entre
cotiledones en la capacidad de regenerar ES, manteniéndose en la actualidad un total de 5 líneas embriogénicas.
Palabras clave: diferenciación, tejidos vegetales, parénquima, reguladores del crecimiento, microtecnia.
Aplicación del protocolo de micropropagación de Psidium guajava cv. Enana roja cubana a otros genotipos de
la familia Myrtaceae en Zacatecas, México.
Lelurlys Nápoles Borrero1, José Luis Domínguez Álvarez
2, Blanca Berenice Flores Espinosa
2, Luis Antonio
Domínguez Perales2, Mariela Cid Ruíz
1, Reinaldo Trujillo Sánchez
1, Oscar Concepción Laffitte
1.
1Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila. Carretera a Morón, Km 9. CP 69450. Ciego de Ávila, Cuba. 2Dirección de Centros Regionales, Universidad Autónoma Chapingo. México-Texcoco, km 38.5, CP. 56230. Chapingo, Estado de
México. México.
RESUMEN
El guayabo (Psidium guajava L.) se considera uno de los frutales tropicales de mayor importancia, por el alto valor
nutricional e industrial de sus frutos, el uso medicinal de sus compuestos y la creciente demanda en mercados
7
nacionales e internacionales. México es uno de los principales productores a nivel internacional y los estados de
Aguascalientes, Michoacán y Zacatecas, cubren aproximadamente el 93% de la producción. A pesar de lo anterior,
en los últimos años se observa una disminución en el número de hectáreas sembradas. La perspectiva de abrirse a
mercados internacionales representa una posibilidad para incrementar la superficie plantada y la productividad del
cultivo, pero a la vez, constituye un reto para el productor, ya que a pesar de la amplia variabilidad existente en
México, la producción de guayaba está basada casi exclusivamente en el cultivar conocido como „Media China‟,
tanto para consumo en fresco como para proceso, por lo que se hace urgente la diversificación de variedades y
selecciones con diferentes finalidades. La reproducción acelerada y distribución de nuevos cultivares, en especial de
frutos de color, pudiera ser clave para revertir la situación. Las tecnologías de propagación por cultivo de tejidos
pueden representar vías alternativas de propagación que se complementan satisfactoriamente con los métodos
convencionales y permiten abordar con mayor efectividad un programa de reconversión de las plantaciones. El
presente trabajo tiene como principal objetivo implementar el protocolo de micropropagación del P. guajava cv.
Enana Roja Cubana del Centro de Bioplantas a variedades y selecciones cultivadas en México, así como a otras
especies Myrtaceae con alto valor como patrón o portainjerto. En el trabajo se utilizaron los cultivares „Enana Roja
Cubana‟ y „Media China‟, así como las selecciones de la UACh siguientes: RER, PM 12, PM 6, y SK Lisa. Además
se cultivó el Cas (Psidiumfriedrichsthalianum) y el Arrayán (Psidium sartorianum). Los resultados alcanzados
demostraron respuestas diversas al cultivo in vitro, con una alta incidencia del estado fisiológico del tejido vegetal
inicial y de las condiciones de cultivo de la planta madre. Además, se observó que para la proliferación de los brotes
en la multiplicación in vitro, algunos genotipos en particular, mostraron requerimientos específicos de adición de
GA3. De forma general, el enraizamiento y la aclimatización de los brotes en casas de cultivo se desarrollaron
exitosamente con altos porcentajes de supervivencia.
Palabras claves: micropropagación, guayabo, multiplicación.
Enraizamiento de mora (Rubus adenotrichus) en medio liquido en el sistema de inmersión temporal.
Dora Flores Mora1, Randall Chacón Cerdas
1, Vilma Jiménez Bonilla
1 , Fabián Ortiz Sancho
1Centro de Investigación en Biotecnología. Escuela de Biología. Instituto Tecnológico de Costa Rica. [email protected];
[email protected], [email protected] 2 Empresa privada Jaguar House. [email protected]. Creación de programación web, análisis de datos y estudios
de viabilidad enfocado a la pequeña empresa
RESUMEN
El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de tres concentraciones de Ácido Indolbutírico (AIB) sobre el
enraizamiento in vitro de la mora “Vino Sin Espinas” utilizando un Sistema de Inmersión Temporal Automatizado y
determinar la sobrevivencia de las plántulas durante la aclimatación. Se utilizó un medio de cultivo líquido MS con
sales al 50%, sacarosa al 3% y pH 5.7, suplementado con 0.125 (T1), 0.250 (T2) y 0.500 (T3=control) mg/L de AIB.
En cada recipiente para inmersión temporal se colocaron 200ml de medio y 15 explantes, se programó la inmersión
por 5 minutos cada 12 horas, se incubaron a 20°C y 16h luz por ocho semanas. Se aplicó el análisis de ANDEVA y
las pruebas de Tukey para evaluar la longitud del tallo, la longitud de las raíces y el número de entrenudos. Las
vitroplantas se aclimataron en un sustrato compuesto de suelo, carbón vegetal y granza de arroz (3:1:1) y se
determinó el porcentaje de sobrevivencia durante cuatro semanas. T1 registró la mayor longitud del tallo (6.49cm) y
fue estadísticamente diferente a T2 y T3. T3 presentó la mayor longitud radical (4.73cm) y fue estadísticamente igual
a T1 y T2. Ningún tratamiento mostró diferencia estadística en el número de entrenudos (8 promedio). T2 mostró la
mayor sobrevivencia de plántulas a la cuarta semana de aclimatación con un 78.6% seguido del T3 (57.9%) y T1
(43.3%). Se concluyó que las plantas provenientes de T2 (0.250 mg/L AIB), las cuales presentaron una longitud
promedio de tallo de aproximadamente 6 cm y una longitud promedio de raíz de aproximadamente 4cm, mostraron
la mayor sobrevivencia durante la etapa de aclimatación. La investigación se realizó en el Instituto Tecnológico de
Costa Rica en el año 2008.
Palabras clave: mora, cultivo in vitro, Inmersión Temporal, medios líquidos, aclimatación de vitroplantas.
8
Influencia del ácido absícico y la desecación por temperatura en la germinación y conversión de embriones
somáticos de yuca (Manihot esculenta Crantz) en sistemas de inmersión temporal RITA®
Mayra Osorio; Elizabeth Gámez; Diógenes Infante
1Centro Nacional de Biotecnología Agrícola, Instituto de Estudios Avanzados- IDEA, Apdo.17606, Parque Central, Caracas
1015-A, [email protected]
RESUMEN
La yuca (Manihot esculenta, Crantz) es una especie vegetal del trópico con varios usos y potencialidades en la
alimentación humana y animal, eficiente en cuanto a la producción de carbohidratos, resistente a la sequía y con
capacidad de producir en suelos pobres. En este trabajo se indujo la formación de embriones somáticos en dos clones
de yuca uno mejorado el Mcol22 y el Guarama 3 sembrado en Venezuela. La metodología implicó el uso de hojas
inmaduras puestas en medio M&S suplementado con Picloram para la formación de callos que se transfirieron a
medio de maduración que contenía 0.1 μmol de ácido abscísico y a un medio sin ABA. Se les aplicó un tratamiento
de desecación que incluyó las temperaturas 35ºC, 45ºC y 55ºC y los tiempos 2, 4 y 6 horas. Seguidamente se evaluó
la influencia en la germinación de los Sistemas de Inmersión temporal RITA. Al hacer un análisis de varianza y de
componentes principales para evaluar las variables Peso (PE), Contenido relativo de agua (CRA) y el Porcentaje de
Germinación (%GER) se concluyó que el ABA influyó positivamente en la maduración de los embriones pero no
tuvo relación con la germinación de los mismos. El porcentaje de germinación incrementó con la desecación en 45ºC
durante 2 horas para el clon Mcol22 y para Guarama 3 en 45ºC durante 4 horas. Los RITA contribuyeron en la rápida
resolución de los resultados y en la obtención de plantas vigorosas.
Palabras clave: yuca, embrión somático, desecación, maduración, germinación, ABA, RITA.
Utilización de sistemas de inmersión contínua en la micropropagación de vainilla (Vanilla planifolia Andrews)
Hilda E. Lee-Espinosa
1*, Joaquín Murguía-González
1, Ivonne Landero-Torres
1, Ma. Elena Galindo-Tovar
1,
Benjamín García-Rosas1, Héctor Oliva-Rivera
1, Otto Leyva-Ovalle
1, Consuelo Domínguez-Barradas
1, Pablo
Elorza-Martínez2, Lourdes Iglesias-Andreu
3 y Nancy Santana-Buzzy
4.
1Universidad Veracruzana. Facultad de Ciencias Biológicas-Agropecuarias, Laboratorio de Cultivo in vitro de Tejidos Vegetales.
Carretera Peñuela-Amatlán Km. 1, Peñuela, municipio de Amatlán de los Reyes, Veracruz. Tel-Fax: (271)71-66410 y
66129.*Autor responsable. Correo electrónico: [email protected]; [email protected]
RESUMEN
La vainilla (Vanilla planifolia Andrews) única especie agroindustrial de Orchidaceae, y fuente del saborizante y
aromatizante vainillina, posee gran demanda a nivel mundial. Sin embargo, presenta serias problemáticas, como la
susceptibilidad a enfermedades, aunada al manejo agronómico inadecuado del cultivo y su lenta multiplicación
tradicional, lo cual hace indispensable asegurar su producción para el cultivo sostenible; en el presente estudio se
aplicó el sistema de cultivo en inmersión continua en agitación a 150 rpm, utilizando como explantes brotes
producidos en sistema semisólido, previo control de fenolización en los explantes [ac. cítrico 150 mg L-1
+ ac.
Ascórbico 100 mg L-1
], se indujo proliferación múltiple en MS (1962) semisólido, suplementado con vitaminas (5
mL), myo-inositol (100 mg L-1
), sacarosa (30 g L-1
) y (2.5 mg L-1
) de BAP. De los brotes se seleccionaron: nudos
(N) brotes (BR) ápices de planta (AP) y ápices de raíz (AR), para transferir al sistema de inmersión continua (28 d,
150 rpm), en MS (1962), probando 2 concentraciones de BAP (1.0 y 2.0 mg L-1
), excluyendo ANA y gelificante. El
tratamiento que indujo el mayor número de centros meristemáticos reproductivos y la mayor elongación (17.75 mm)
de brotes en la primera etapa consistió en nudos cultivados en matraz Erlenmeyer en MS con BAP 2.0 mg L-1
; en
medio semisólido, los explantes de brote (BR) alcanzaron en promedio 20.36 brotes por explante a los 72 días en
cultivo en presencia de 1 mg L-1
de BAP.
ABSTRACT
Vanilla planifolia Andrews, source of vanillin, has an increasing demand. However, is under damage because of
sickness susceptibility, lack of good manage in field and slow multiplication rate by traditional means. Is necessary
to ensure its production for sustainable culture. In this work, we improve micropropagation techniques by using
9
continuous inmersion in agitated systems. Shoots from semisolid were used as source of four kind of explants: nudes
(N), shoots (SH), plantlets (PS) and roots apex (RS). Nudes cultured in Erlenmeyer flasks in MS with BAP 2.0 mg
L-1
showed the best elongation rate (17.75 mm) and meristematic reproductive centers; eventually, shoot explants (S)
achieved in average 20.36 proliferating rate after 72 days in BAP1 mg L-1
Key words. Orchidaceae, continuous inmersion system, Vanilla planifolia Andrews, meristematic centers,
micropropagation.
In vitro propagation of Tectona grandis l. shoots in temporary immersion systems: morpho-physiological
response to BA treatments
Quiala Elisa1, Cañal-Villanueva M Jesús
2, Meijón Mónica
2, Rodríguez Roberto
2, Chávez Maité
1, Valledor
Luis2,3
and Raúl Barbón1
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5,5, Santa
Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected] 2Área de Fisiología Vegetal, Dpto. Biología de Organismos y Sistemas. Universidad de Oviedo, C/Catedrático Rodrigo Uría s/n,
E-33071, Oviedo, Asturias, Spain. 3Molecular Systems Biology (MOSYS). University of Vienna. Althanstrasse 14, A-1090 Wien, Austria.
ABSTRACT
Temporary immersion systems (TIS) have improved in vitro plant quality and made acclimatisation safer for
different species. Nevertheless, the appearance of hyperhydricity, often caused by high levels of cytokinins, has
limited the application of TIS to forestry species, making morpho-physiological studies necessary to understand in
vitro plant behaviour in this simplified bioreactor. In vitroTectona grandisL. (teak) shoot proliferation and morpho-
physiological features in different benzyladenine (BA) concentrations were studied in TIS.Three BA concentrations
(2.22, 4.44 and 6.66 µM) were assayed and a cytokinin-free medium was used as a control. A high proliferation rate
was reached when 4.44 and 6.66 µM of BA was used (7.7 and 10.3 shoots/explant, respectively), and 100% of in
vitro shoots rooting in cytokinin-free medium were observed. High BA concentrations decreased the accumulation of
phenolic compounds in shoots and the deposition of lignin in the vascular cells. Morphometric analysis by scanning
microscopy revealed that the leaves of in vitro shoots from the control and those cultured with 2.22 µM of BA
showed heterogeneity in stomata, an elliptical shape and were slightly open similar to the leaves from seedlings
endowed with a normal function. However, with 4.44 µM of BA stomata were ring-shaped, raised and wide open.
Furthermore, with 6.66 µM of BA deformed stomata typical of hyperhydric leaves were observed. In vitro teak
plants from cytokinin-free medium and cultured with the lowest BA concentration, which showed normal morpho-
physiology, would be more suitable for acclimatisation. Here, we present the first report of teak propagation in
temporary immersion system.
Keywords: cytokinin, electron microscopy, forestry, histochemistry, hyperhydricity, phenolics, semi-automation,
teak
Empleo del sistema de inmersión temporal para la propagación in vitro de la papaya, var. „maradol roja‟.
Víctor R. Medero, Magaly García, Milagros Basail, Diosdada Gálvez, Sergio Rodríguez, Arletys Santos, Jorge
López, Aymé Rayas, Manuel Cabrera, Germán Rodríguez, Carmen Pons y Jesús García.
Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT). Apartado 6, Santo Domingo, CP: 53000, Villa Clara, Cuba. Email:
RESUMEN
La papaya (Carica papaya, Lin.) es uno de los frutales ampliamente cultivados en los países tropicales y
subtropicales. En Cuba se obtuvo la variedad „Maradol Roja‟, caracterizada por ser de maduración temprana, frutos
consistentes y pulpa roja, la cual se ha convertido en la variedad de mayor demanda por los productores de la región.
La principal problemática consiste en la producción de semillas de alta calidad debido a la poca homogeneidad de las
10
plantas en cuanto a la producción de los frutos hermafroditas para la extracción de la semilla y una alternativa de
solución lo constituye la aplicación de las técnicas biotecnológicas para la propagación masiva in vitro de plantas
elites. El laboratorio de Biotecnología del INIVIT se estableció un protocolo para la micropropagación asexual de la
variedad „Maradol Roja‟, pero que requiere del incremento de los coeficientes de multiplicación y por ello se realizó
el presente trabajo con la finalidad de potenciar la metodología mediante el empleo del Sistema de Inmersión
Temporal (SIT). Se estudiaron diferentes tiempos y frecuencias de inmersión, volumen de medio de cultivo por
explante, momento de subcultivo, así como la evaluación del comportamiento de las vitroplantas en medio de cultivo
semisólido (convencional in vitro) y medio de cultivo líquido con Inmersión Temporal. Además, se evaluó el
comportamiento de las vitroplantas obtenidas en la fase de aclimatización y en condiciones de campo. Los resultados
obtenidos permitieron establecer un protocolo eficiente y repetitivo de propagación en los SIT de la papaya, que
permitió incrementar el número de brotes por explante inoculado de 3,76 por el método convencional in vitro a 9,80
a los 25 días de subcultivo, sin la presencia de multiyemas o hiperhidricidad. En la fase de aclimatización y en
condiciones de campo las plantas procedentes del Sistema de Inmersión Temporal tuvieron un comportamiento
superior a las procedentes del método de cultivo convencional in vitro y sin variabilidad genética, ni cambios
fenotípicos. Estos resultados demuestran la factibilidad de utilizar el método de propagación por Inmersión Temporal
para la producción de semilla de alta calidad genética y fitosanitaria en el cultivo de la papaya.
Palabras claves: Carica papaya, Sistemas de Inmersión Temporal, micropropagación.
Plantas de piña procedentes de la propagación in vitro en BIT. Influencia de las condiciones ambientales en el
metabolismo del carbono (CAM/C3) y en el perfil proteómico.
Pineapple plants from TIB in vitro culture: environmental conditions modifies the carbon metabolism
(CAM/C3) and the proteomic profile
Aragón, C.*1; Carvalho, L.**; Escalona, M.*; González, J.*; Capote, I.*; Pina, D.*; Amâncio, S.**
* Laboratorio de Células y Cultivo de Tejidos, Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba.
** Departamento de Botânica e Engenharia Biologica, Instituto Superior de Agronomia, Universidade Técnica de Lisboa,
Portugal 1 e-mail: [email protected] ; [email protected]
RESUMEN
La introducción de la MD2 a escala comercial, es una necesidad imperiosa para la economía del centro y del país.
Esta variedad posee características de gran importancia económica, sin embargo se hace necesario la producción de
semillas a través de la biotecnología.Una de las etapas determinantes en el protocolo general de propagación es la
aclimatización, puesto que la piña por su crecimiento lento demora un gran período de tiempo en esta etapa y
experimenta cambios fisiológicos que pueden influir en las etapas siguientes de crecimiento vegetativo y hasta la
emisión de flores y frutos. Por este motivo se decidió estudiar la fase de aclimatización con cambios enfocados en
determinar la influencia de condiciones C3 y CAM en el metabolismo del carbono de las plantas de piña MD-2
procedentes del cultivo in vitro en BIT.Los resultados obtenidos muestran cómo las variaciones en las condiciones de
luz y humedad relativa pueden cambiar el fenotipo y las características metabólicas de las plantas de piña. El hecho
de ser una planta de metabolismo condicional C3/CAM facilita estos resultados. Las estrategias de cambiar un
metabolismo C3 a CAM están relacionadas con cambiar la eficiencia del uso del agua en las plantas y de favorecer
procesos como el crecimiento y enraizamiento de las mismas. Para el caso de las vitro plantas de piña MD-2
obtenidas por técnicas de cultivo in vitro (TIB), las condiciones de cultivo de tipo C3 pueden favorecer el desarrollo
vegetativo con la correcta emisión de las raíces de las mismas y alcanzar su estado adulto de forma temprana y así
lograr obtener los frutos en un menor periodo de tiempo en comparación con el cultivo tradicional. Aun cuando las
plantas en condiciones C3 presentaron un mayor recambio de la subunidad mayor de RubisCO con una mayor
cantidad de proteínas diferenciales como la OEE 1 y la OEE 2.
ABSTRACT:
Commercialization of pineapples (var MD-2) plants is considering a determinant point for the national economy and
the improvement of internal economy of Bioplant Centre. The relevant characteristics of this crop are limited by the
11
disposal of plantlets. Propagation of pineapples plant by Temporary Immersion Bioreactors (TIB) was implemented
but the acclimatization phase is lacking of a good environmental adaptation. Growing of plant is slowly with
physiological changes which can do influence on the next emission of flowers and fruit. Analyzing these problems
was delivery an experiment with two environmental conditions (C3/CAM) that influence on carbon metabolism.
Light and air humidity conditions determinate the phenotypic and metabolic characteristics of pineapple plants.
Pineapple plants haves a conditional carbon metabolism between C3 and CAM, focus on adaptation to water use and
lately related with roots emissions and morphological growing. For pineapple plant coming from TIB in vitro culture
was determinant the necessity to keep with a C3 carbon metabolism that helps with the roots emission and fruit
emission in an early time compared with plants under CAM conditions. Even when C3 plants presented a higher
turnover of large subunit of RubisCO with differentials proteins such as OEE 1 and OEE 2.
Propagación in vitro de Gynerium sagitatum Aubl.
Isidro Elías Suárez Padrón1, Hermes Araméndiz Tatis
1 e Iván Javier Pastrana Vargas
1
1Departamento de Ingeniería Agronómica y Desarrollo Rural, Universidad de Córdoba, Carrera 6 No. 76 – 103 Montería
(Colombia). Tel (57-4) 790 80 23, Fax (57-4) 786 0255. Email: [email protected]
RESUMEN
La caña flecha (GyneriumsagitatumAubl) es la materia prima para la elaboración de artesanías típicas colombianas.
Debido al aumento de la demanda artesanal, las poblaciones naturales de la planta han disminuido
significativamente. Con el fin de desarrollar un método para producir masivamente plantas de caña flecha para la
siembra de cultivos comerciales, se ha desarrollado el presente protocolo a partir de explantes con meristemos pre-
existentes. Segmentos de 2 cm de longitud con una yema axilar fueron establecidos en tres medios (1/2 MS, MS y
MS con 0.1 mg L-1
ANA + 0.3 mg L-1
BAP) para evaluar su adaptación in vitro. Posteriormente, los explantes
establecidos fueron cultivados en MS con cinco niveles (0.0, 0.5, 1.0, 2.0, 4.0, mg L-1
) de BAP y un tratamiento con
0.1 mg L-1
ANA + 0.3 mg L-1
BAP con el fin de evaluar su efecto sobre la multiplicación de brotes. El enraizamiento
fue evaluado en un medio MS suplementado con 6 niveles (0.0, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0 o 4.0 mg L-1
ANA) y un tratamiento
con 100 mg L-1
de carbón activado. Los brotes micropropagados con y sin enraizamiento in vitro fueron transferidos
ex vitro para adaptación final. Se utilizó un DCA con 15 repeticiones por tratamiento. Los resultados mostraron que
los mejores resultados para establecimiento ocurrió en MS, la mayor proliferación de brotes se observó con 0.5 mg
L-1
BAP y el mejor enraizamiento con 0.5 mg L-1
ANA. Las plantas con o sin enraizamiento tuvieron una adaptación
del 100%.
Palabras claves: Caña flecha, in vitro, micropropagación, enraizamiento, aclimatación.
12
Pineapple culture in the temperate climate of the Azores: a case study for temperature or light
supplementation and metabolic studies
Violante PACHECO DE MEDEIROS§,1,2
, Ana Catarina RODRIGUES1, Mariana CÂMARA
2, Hélder FAUSTINO
2,
Duarte PONTE1,2
1Instituto de Inovação Tecnológica dos Açores, Estrada de São Gonçalo,
9504-540 Ponta Delgada, São Miguel – Açores, PORTUGAL 2Universidade dos Açores, Rua da Mãe de Deus, 9500-321 Ponta Delgada,
São Miguel – Açores, PORTUGAL
§ - corresponding author: [email protected]
ABSTRACT
Pineapple (Ananas comosus L. Merrill var. Smooth Cayenne), a tropical bromeliad, was introduced in the Azores in
1864 with commercial purposes. The lack of high environmental temperatures and humidity required by this plant,
typically grown in open-air fields in tropical climates, was compensated successfully via growth inside glass
greenhouses. Traditional propagation process includes using the peduncle to generate plantlets from axillary gems
(“Toca” phase), growing the plantlets to a mature stage (“Brolho” phase) and the adult phase, in which flowering is
induced and fruits produced (“Plantio” phase). A complete production cycle can last 22 to 29 months, varyingly
according to the seasons in which each production phase is initiated.Although the fruit pulp‟s acidity and pH levels
throughout the year remain constant, consumers perceive it as more “acidic” in winter than in summer, consequence
of the difference in non-reducing sugars concentration (winter: 2 g/100g; summer: 10 g/100g). This contrasts with
the more uniform sweetness of fruits produced open-air in tropical climates, where temperatures and humidity reach
higher values and photoperiod changes less with the year‟s seasons. Therefore, it is crucial to understand the
relationship between the extension of CAM metabolism and consequent fruit sugar synthesis and accumulation,
according to developmental stages and several determinant climatic conditions (temperature, humidity and
photoperiod). Preliminary data suggest that, in winter, heating the roots and/or soil of plants right before flower
induction accelerates their growth, resulting in a shorter production cycle and in sweeter fruits. However, winter
heating supplementation applied to adult plants at the latest stages of fruit production (the last 1, 2 or 3 months) does
not affect the fruit‟s sugar content. These experiments are being repeated at other seasons and developmental stages,
and future essays shall include light supplementation. Additionally, we are analyzing
phosphoenolpyruvatecarboxilase (PEPC) activity, the enzyme responsible for CO2 fixation in CAM metabolism, the
first step of the carbohydrate synthesis machinery. Leaf samples are being collected at 7 timepoints over a 24h period
(1h before sunrise - 5h, 6h or 7h; 2h after sunrise – 8h, 9h or 10h; 12h; 15h; 1h before sunset – 17h, 18h or 19h; 2h
after sunset – 20h, 21h or 22h; and 0h) from plants of 4 developmental stages: young plants, adult plants prior to
flower induction, plants with inflorescence, plants with fruit, in the 2 days with extreme number of daylight hours
(winter and summer solstices) and the 2 days with equal day and night duration (vernal and autumnal equinoxes).
The first results are shown here.
Keywords: pineapple, metabolism, photoperiod, temperature, sweetness.
13
Propagación in vitro de Hohenbergia penduliflora Mez para la obtención de proteasas.
Mayelin Mora, Aurora T. Pérez, Carol Carvajal, Marcos Daquinta, Martha Hernández, Reinaldo Trujillo.
Laboratorio de Ing. Metabólica. Centro de Bioplantas. UNICA. Carretera a Morón Km. 9. Ciego de Ávila. Cuba. TEL: 053-33
224016, Fax: 053-33 266340. [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Hohenbergia penduliflora (A. Rich.) Mez. es una planta epífita o terrestre perteneciente a la familia Bromeliaceae
que habita en los ecosistemas cubanos. Las plantas de esta familia son una fuente natural de cisteino proteasas La
presencia de actividad proteolítica en extractos de órganos de esta planta ha sido demostrada recientemente, de ahí
que se incremente su potencialidad de uso en la industria alimenticia, médico-farmacéutica y biotecnológica. Sin
embargo, la extracción continua e indiscriminada de esta especie de su habitat natural provocaría grandes
afectaciones a la biodiversidad. El cultivo de células y tejidos vegetales constituye una alternativa viable para la
obtención de compuestos naturales sin afectar el medio ambiente. De ahí la importancia de esta investigación en la
propagación in vitro de Hohenbergia penduliflora (A. Rich.) Mez. para la obtención de proteasas. Se evaluó el
manejo del explante, el efecto del tiempo de cultivo, la concentración de 6-benciladenina y ácido naftalenacético en
la multiplicación de brotes provenientes de semillas. Además, se estudió la influencia del ácido naftaleacético en el
enraizamiento in vitro y se determinó el efecto de tres sustratos en la aclimatización de los brotes. El mayor número
de brotes se obtuvo cuando se seccionó la base del explante y se cultivaron en medio de Murashige y Skoog
suplementado con 8.8 µmol/L de 6-benciladenina y 1.61 µmol/L de ácido naftalenacético durante 45 días de cultivo.
El mayor número de raíces se obtuvo en el medio de cultivo con 3.22 µmol/L de ácido naftalenacético. Después de
30 días en casa de cultivo se logró un 100% de supervivencia de los brotes al utilizar cachaza como sustrato.
Palabras Claves: aclimatización, micropropagación, Bromeliaceae
Multiplicación in vitro de fresa (Fragaria x ananassa) en diferentes formas de cultivo.
Iris Capote y Marcos Daquinta
Centro de Bioplantas, UNICA, Carretera a Moron, km 9 Ciego de Ávila.
email: [email protected], [email protected]
RESUMEN
La fresa es una fruta adecuada en regímenes dietéticos, dado que tiene escasa concentración de glúcidos. Se
consumen solas o mezcladas con azúcar, azúcar y vino, azúcar y nata, en helados, mermeladas y también son muy
apreciadas en repostería como dulces, pasteles, tartas, su color rojo vivo da un toque especial como adorno. Resulta
de gran interés la propagación in vitro de las nuevas variedades introducidas, así como para la limpieza de virosis de
los cultivares más comerciales. Cuando se desean introducir nuevas variedades en el mercado y limpiar de virus las
más conocidas, las técnicas de propagación tradicional son insuficientes, por lo que resultan de gran interés las
técnicas de propagación in vitro. Con el objetivo de establecer un protocolo para la multliplicación in vitro de la fresa
se evaluaron diferentes formas de cultivo (semisólido, líquido estacionario y en agitación) en la proliferación y
calidad de los brotes. En la forma de cultivo en medio líquido las tasas de multiplicación resultaron mayores. Sin
embargo, la calidad de las plantas (altura de las plantas y número de hojas) resulto superior en el cultivo en medio
líquido en agitación. La integración de estos experimentos conllevaron al establecimiento de un protocolo para la
propagación in vitro de la fresa en medio de cultivo líquido con mayor coeficiente de multiplicación que las demás
formas de cultivo.
Palabras clave: Fresa, frutales, medio de cultivo
14
Evaluación de la actividad fotosintética y de la fosfo-enolpiruvato carboxilasa en plántulas de Coffea arabica
L. obtenidas in vitro bajo la acción de campos electromagnéticos.
Assessment of photosynthetic and phospho-enolpyruvate carboxylase activities in seedlings of coffea arabica
L. Obtained in vitro under the action of electromagnetic fields.
Elizabeth Isaac Alemán1, Andrew Mbogholi2, Justo González-Olmedo2, Carlos Aragón Abreu 2, Yilan Fung
Boix1, Albys E. Ferrer Dubois1, Guillermo Azanza1.
1 Centro Nacional de Electromagnetismo Aplicado. Apartado 4078, Santiago 4, Santiago de Cuba, Cuba. email:
[email protected] 2Centro de Bioplantas Km 9. Carretera Morón, Ciego de Ávila, Cuba.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
En plántulas de Coffea arabica de la variedad Caturra rojo obtenidas por cultivo in vitro y sometidas a una
inducción electromagnética de 2µT durante tres minutos, en fase de establecimiento y multiplicación, se evaluó la
actividad fotosintética a partir de la fotosíntesis neta,y la evapotranspiración, además de la actividad de la fosfosenol
piruvato carboxilasa (PEPC). Para ello, las plántulas fueron cultivadas en medio MS sin reguladores de crecimiento
en fase de establecimiento y suplementado con 0,5 µmol de AIA y 5 µmol de 6-BAP, para la fase de multiplicación.
Al evaluar la tasa de fotosíntesis neta se observó que para la fase de establecimiento se obtienen para el control,
18µmolCO2 m-2s
-1 con diferencias significativas con respecto a las plantas tratadas en las que sólo alcanzó el valor
de 1,57 µmolCO2 m-2
s-1
; mientras que en la fase de multiplicación, el mayor resultado se obtuvo para las plantas
tratadas (11,41 µmolCO2m-2
s-1
) con diferencias significativas con respecto control. Por otro lado, los resultados del
efecto del campo electromagnético sobre la actividad específica de PEPC en la fase de multiplicación mostró un
incremento con respecto al control, mientras que en la fase de establecimiento los valores obtenidos de actividad
específica de PEPC están muy por debajo en las plantas tratadas con respecto a las que no reciben el tratamiento
magnético, lo que evidenció la influencia que ejercen los campos electromagnéticos sobre el metabolismo de
plántulas de cafeto cultivadas in vitro.
Palabras claves:Coffea arabica, fotosíntesis neta, evapotranspiración, fosfo-enolpiruvato carboxilasa, campos
electromagnéticos.
ABSTRACT
In seedlings of Coffea arabica var. Caturra rojo obtained by in vitro culture and subjected to an electromagnetic
induction 2μT for three minutes, establishment and multiplication phase, photosynthetic activity was assessed from
the net photosynthesis, and evapotranspiration addition to the activity of the fosfosenol pyruvate carboxylase
(PEPC). Seedlings were grown on MS medium without growth regulators in the establishment phase and
supplemented with 0.5 mol of IAA and 5 mmol of 6-BAP, for the multiplication phase. In assessing the net
photosynthetic rate was observed that the establishment phase was obtained for the control, 18μmolCO2 m-2
s-1
with
significant differences compared to the treated plants in which only reached a value of 1.57 m-μmolCO2m- 2
s-1
,
whereas in the multiplication phase, the best result was obtained for the treated plants (11.41 μmolCO2m-2
s-1
) with
significant differences from control. On the other hand, the results of the effect of electromagnetic field on the
specific activity of PEPC in the multiplication phase showed an increase over the control, while in the process of
adopting the values obtained from specific activity of PEPC are significantly inferior treated plants compared to
those who do not receive the magnetic treatment, which showed the influence of electromagnetic fields on the
metabolism of coffee seedlings grown in vitro.
Keywords:Coffea arabica, net photosynthesis, evapotranspiration, phospho-enolpyruvate carboxylase,
electromagnetic fields.
15
Estudio de condiciones para la brotación de estacas de cedro (Cedrela odorata L) y establecimiento de un
protocolo de desinfección para los brotes rejuvenecidos.
Miladys Delgado Mendez1, Yailín Beltrán Gonzalez
1, Enma Arozarena Zayas
2, Marcos Daquinta Gradaille
3 y
Rolando García González2
1Estación Experimental Forestal de Camagüey. Av. Ignacio Agramonte S/N. Rpto La Zambrana. P.O. Box 405, C. P. 70100,
Camagüey, Cuba. 2Biofábrica de Camagüey. Circunvalación Norte. Rpto Puerto Príncipe. Camagüey, Cuba 3Centro de Bioplantas. Ciego de Ávila.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El Cedro (Cedrela odorata L.) es una de las especies más importantes para el sector forestal cubano por su amplio
uso y por estar situados sus productos derivados en sectores claves dentro de la economía como son la exportación de
Tabaco y el Turismo. El Cedro se encuentra bajo una presión intensa de explotación y es atacada por plagas y
enfermedades. Las técnicas de cultivo in vitro y propagación clonal pueden contribuir a atenuar estos inconvenientes
y dotar a los productores de semilla de alta calidad genética y de ciclos biológicos y productivos más reducidos. En
el presente trabajo se estudió el efecto de tres soluciones en la brotación de estacas de Cedro para facilitar su
manipulación in vitro. Los resultados dejaron establecido un procedimiento para la brotación para la especie
mediante la inmersión de las estacas en una solución de agua y BAP a 5 mgL-1
. El estudio de varios métodos de
desinfección dejó establecido que lavados de los segmentos nodales con Tilt CE 25 al 5% durante 3 minutos
posibilitó un alto porcentaje de desinfección de los explantes con una alta supervivencia de los mismos.
Palabras claves: Cedrela odorata L, cultivo in vitro, brotación, desinfección.
Multiplicación in vitro de yemas de brotes axilares del clon de malanga „Viequera‟ (Xanthosoma spp.) en
sistemas de cultivo semiautomatizado.
Arletys Santos Pino1*
, Manuel Cabrera Jova1, Rafael Gómez Kosky
2, Jorge López Torres
1, Diosdada Galvez
Guerra1, Damicela Reinaldo Aymé Rayas Cabrera
1, MilagrosBasail Pérez
1, Víctor Medero Vega
1, Yoel
Beovidez García1, Germán Rodríguez Rodríguez
1.
1Instituto Nacional de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT), Apartado 6, Santo Domingo CP. 53000, Villa Clara, Cuba
e-mail: [email protected]) 2Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreus” de Las Villas, Carretera a Camajuaní km 5, Santa
Clara, Villa Clara, Cuba
RESUMEN [Ver trabajo completo]
En Cuba, el género de Malanga Xanthosoma es el de mayor demanda en la preferencia de la población con relación a
otras aráceas comestibles. Su producción ha aumentado en los últimos años en detrimento de las áreas del género
Colocasia, sobre todo porque esta última requiere un mayor consumo de agua. Una de las posibilidades para lograr
incrementar los rendimientos en este cultivo puede ser la aplicación de las técnicas biotecnológicas, tanto para la
obtención de nuevos genotipos como para el saneamiento a patógenos y multiplicación in vitro. El empleo del Sistema
de Inmersión Temporal (SIT), basado en el contacto intermitente del medio de cultivo con los explantes, constituye
una alternativa novedosa en la micropropagación de plantas, lo cual permite una mayor facilidad para el desarrollo de
los procesos a gran escala y el aumento de la productividad del material propagado, lo que representa una reducción
en los costos de producción. El presente trabajo se realizó con el objetivo de establecer una metodología para la
multiplicación en sistemas de cultivo semiautomatizados en el clon de malanga „Viequera‟. Se evaluó el efecto de dos
sistemas de cultivo semiautomatizados SIT y sistema de inmersión constante con aireación mediante burbujeo
continuo en el medio de cultivo (SIC) en la fase de multiplicación de los brotes de yemas axilares. En el SIT se
estudiaron diferentes tiempos y frecuencias de inmersión y número inicial de brotes por frasco de cultivo, para
16
incrementar el coeficiente de multiplicación del clon objeto de estudio por esta vía de propagación. Los resultados
obtenidos permitieron demostrar la superioridad en la eficiencia del SIT respecto al SIC en la multiplicación de los
brotes del clon „Viequera‟. Los brotes de yemas axilares cultivados en este sistema de cultivo mostraron los mejores
resultados en la multiplicación, para la altura de los brotes, peso fresco y peso seco, respecto al SIC y el sistema de
cultivo estático con renovación pasiva de la atmósfera interna, utilizado como control. Se estableció que para frascos
de 250 ml con un tiempo de 14 minutos de inmersión cada seis horas, una densidad de ocho brotes se obtiene el mejor
comportamiento del material y el mayor coeficiente de multiplicación (10,5). El uso de este sistema de cultivo in
vitro, posibilitará incrementar los coeficientes de multiplicación en la micropropagación para la producción de semilla
en este género.
Palabras Clave: Medio líquido, SIT, micropropagación,
Propagación de la piña (Ananas comosus L. Merr) var MD2 a partir del cultivo de ápices meristemáticos.
Aportes al esquema de propagación para la introducción de esta variedad.
Mariela Cid; Lelurlys Nápoles; Danilo Pina; Inixis Fleitas; Naisy Fole; Oscar Concepción; Maritza Escalona.
Laboratorio Cultivo de Células y Tejidos; Unidad de Escalado. Centro de Bioplantas.Cuba
RESUMEN
El Centro de Bioplantas aplica la técnica de Birreactores de Inmersión Temporal (BIT®) en diferentes cultivos de
interés económico. Escalona (1999) estableció un protocolo para la propagación de la piña la cual comprende las
fases de cultivo in vitro y ex vitro.Para el escalado de la variedad MD2se hace uso de este protocolo donde las fases
de establecimiento y multiplicación se realizan de forma convencional hasta un tercer subcultivo Daquinta (1998).
Para la proliferación y elongación de los brotes se emplean los BIT®
lográndose la formación de raíces y la
aclimatización de las plantas según Yánez et al (1999). Unos de los problemas que afecta el éxito de esta técnica es
la edad fisiológica del material vegetal, a medida que se incrementa el número de subcultivo, se afecta su capacidad
biológica, así como la aparición de contaminantes bacterianos, elevándose las pérdidas en los BIT® debido al
envejecimiento de los brotes. Teniendo en cuenta que los ápices meristemáticos son ampliamente utilizados para
sanear y rejuvenecer el material biológico, este trabajo evalúo dos tamaños del explante: ápices meristemáticos (0-4
y 4.1-8 mm) en cuatro variantes de medio de cultivo: MS, MS+1mg.L-1
de ANA, MS+ 1mg.L-1
de ANA+ 0.5 mg.l-1
de BA y MS+1mg.L-1
de ANA+ 1 mg.l-1
de BA durante el establecimiento y su efecto en las restantes etapa de la
micropropagación del material biológico. Se demostró que los tamaños de explantes estudiados independiente del
tipo de medio utilizado lograron sanear y rejuvenecer el material vegetal. La mayor longitud de los brotes a los 90
días, se logró con el establecimiento in vitro de ápices de 0-4 mm en medio de cultivo MS con 1 mg/L ANA. Estos
brotes fueron los de mayor coeficiente de multiplicación en los BIT® y los mejores indicadores morfológicos en la
fase de enraizamiento y aclimatización.
Palabras claves: brotes, medio de cultivo, BIT®, etapas micropropagación.
Efecto del tipo de sistema de cultivo de inmersión constante con aeración en el crecimiento in vitro de plantas
de ñame (Dioscorea spp.).
Manuel Cabrera Jova
*, Ania Robaina Jiménez, Yadenis Torres Nuñez, Jorge López Torres, Arletys Santos
Pino, Víctor Medero Vega, MilagrosBasail Pérez, Germán Rodríguez Rodríguez.
Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), Apartado 6, Santo Domingo CP. 53000, Villa Clara, Cuba(*Dr.
Autor para correspondencia: e-mail: [email protected])
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El tipo de sistema de cultivo de inmersión influyó en el crecimiento de las plantas en los cuatro clones de las dos
especies de ñame cultivadas in vitro. Se evaluó el efecto de cuatro tipos de sistemas de cultivo de inmersión,
constante con aeración al medio de cultivo, constante con aeración a la atmosfera interna del frasco de cultivo,
constante con renovación pasiva de la atmosfera interna del frasco de cultivo y temporal, en el crecimiento de las
plantas in vitro. Las cultivadas en el sistema de inmersión constante con aeración al medio de cultivo presentaron a
los 30 días de cultivo una longitud de 7,6 cm, número de hojas (4,2) y número de segmentos nodales por planta (4,0)
17
sin diferencias significativas con las cultivadas en el sistema de inmersión temporal, pero si con diferencias
significativas en comparación con las cultivadas en sistema de inmersión constante con aeración a la atmosfera
interna del frasco de cultivo y a las cultivadas en el sistema de cultivo de inmersión constante con renovación pasiva
de la atmosfera interna del frasco de cultivo. Se definió emplear en el sistema de inmersión constante con aeración
mediante burbujeo continuo en el medio de cultivo un flujo de aire de 25 ml.min-1
y un volumen de 15 ml de medio
de cultivo por planta. No se presentaron en estas plantas síntomas de hiperhidricidad y en fase de aclimatización se
obtuvo porcentajes de supervivencias de las mismas superiores al 95% en cada uno de los clones de ñame evaluados.
Palabras claves: Sistema de inmersión constante, medio líquido, aeración
Efecto del pectimorf y los oligosacaridos de xiloglucano en la arquitectura de la raíz de tres genotipos de
Arabidopsis thaliana
Alenna Vázquez1, Lien González
1, Hildelisa Saralegui
2, Lara Perrotta
3, Juan Carlos Cabrera
4, Dennis
Francis5 and Hilary Rogers
5.
1Facultad de Biología, Universidad de la Habana, Ciudad de la Habana, Cuba, e-mail: [email protected] 3Jardín Botánico Nacional, Universidad de La Habana, Ciudad de la Habana, Cuba. 3Department . Of Botanical, Ecological and Geological Sciences, University of Sassari, Sassari, Italy 4Unité de Recherche en Biologie Cellulaire Végétale, Facultés Universitaires Notre-Dame de la Paix, Belgium. 5School of Biosciences, Cardiff University, Cardiff, United Kingdom.
RESUMEN
En levaduras y animales las proteínas CDC25 y WEE1 regulan la entrada a la mitosis, como activador e inhibidor,
respectivamente. En las plantas no se ha encontrado un homólogo directo de la CDC25; mientras que se ha
informado la presencia WEE1 pero su papel en la división normal de las células es menos claro; por lo que la
información que se dispone hasta el momento permanece fragmentada e incompleta. Por otra parte, el Pectimorf y
los Oligosacáridos de Xiloglucanos (OX), obtenidos por el Laboratorio de Fisiología Vegetal del Instituto Nacional
de Ciencias Agrícolas, han evidenciado tener la capacidad de promover el crecimiento de las plantas. Sin embargo,
no se conocen los mecanismos por los cuales estos ejercen sus efectos. Los objetivos de este trabajo fueron
caracterizar dos líneas transgénicas de Arabidopsis thaliana y evaluar en ambas líneas y el genotipo salvaje el efecto
de los Oligosacáridos de Xiloglucanos y el Pectimorf sobre el porcentaje de germinación y el desarrollo de raíces.
Las líneas transgénicas fueron: Spcdc25 para la expresión constitutiva del gen cdc25 de la levadura
Schizosaccharomyces pombe y Oex wee1 para la sobre-expresión constitutiva del gen wee1 de Arabidopsis thaliana.
Las semillas de cada línea y el genotipo salvaje (WT) fueron germinadas y crecidas en medio Murashige y Skoog
(MS) sin hormonas para su caracterización. Para evaluar el efecto de los productos se aplicaron los tratamientos al
medio: Control (MS), Ácido indolbutírico (0.5 mg.L-1
), Oligosacáridos de Xiloglucanos (OX, 0.1 mg.L-1
) y
Pectimorf (10 mg.L-1
). Spcdc25 y Oex wee1se caracterizaron por presentar una mayor longitud del meristemo radical
que el genotipo salvaje, la primera debido a un incremento en el número de células meristemáticas y la segunda por
células meristemáticas más elongadas. El tratamiento con OX y Pectimorf promovió el desarrollo del sistema radical
del WT y moduló el efecto de los genes cdc25 y wee1 sobre el desarrollo de raíces de las líneas transgénicasSpcdc25
y Oex wee1. Los resultados obtenidos constituyen las primeras evidencias del efecto de estos biorreguladores sobre
los genes que regulan la entrada a la mitosis y la división celular.
Palabras clave: oligosacáridos, ciclo celular, CDC25 y WEE1.
18
Efecto de la edad de la inflorescencia en la formación de callos con estructuras embriogénicas y
establecimiento de suspensiones celulares de plátano (MUSA CV. FHIA-21, AAAB)
Leyanis García-Águila, Rafael G. Kosky, Zoe Sarría, Borys Chong-Pérez, Blanca Pérez, Alexis Concepción y
Maritza Reyes
Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Carretera a Camajuaní km 5.5 Santa
Clara, Villa Clara. Cuba, CP 54 830.
e-mail [email protected].
RESUMEN
La embriogénesis somática a partir de flores masculinas inmaduras de Musa spp. se inicia con la formación de un
callo sobre el cual se desarrollan estructuras embriogénicas. Sin embargo, su bajo porcentaje de formación limita el
establecimiento de suspensiones celulares embriogénicas y por consiguiente la regeneración de plantas en este
género. Teniendo en cuenta que la inducción de la respuesta embriogénica guarda una estrecha relación con el estado
fisiológico de una planta donadora de explantes, esta investigación tuvo como objetivo determinar el efecto de la
edad de la inflorescencia sobre la iniciación del proceso embriogénico en el cv. de plátano „FHIA-21‟(Musa AAAB).
Para ello, se estableció la longitud del raquis como criterio de la edad de la inflorescencia y el primer tratamiento
correspondió a la toma de la inflorescencia seguidamente después de emitida la última flor femenina (0,0 cm de
longitud del raquis). En los tratamientos restantes la inflorescencia se colectó con 10,0; 20,0 y 30,0 cm de longitud
del raquis. A las 20 semanas de cultivo, se cuantificó el número de flores masculinas inmaduras con formación de
callos con estructuras embriogénicas. Adicionalmente, se determinó el efecto del tipo de callo sobre el
establecimiento de suspensiones celulares embriogénicas. A partir de los resultados, se demostró que las flores
masculinas inmaduras procedentes de las inflorescencias más jóvenes, con menor longitud del raquis, presentaron
mayor porcentaje de callos con estructuras embriogénicas. La caracterización morfológica de loscallos y la
determinación de su frecuencia de aparición fueron especialmente importantes para el establecimiento de
suspensiones celulares embriogénicas. Se precisó que a partir de callos compuestos por proembriones y embriones
somáticos en etapas tempranas de desarrollo ontogénico se estableció un 85,0% de suspensiones celulares
embriogénicas. Con base a los resultados se puede concluir que la edad de la inflorescencia influyó en el porcentaje
de callos con estructuras embriogénicas y el establecimiento de suspensiones celulares embriogénicas, siendo este el
primer paso en el éxito de la propagación in vitrodel cv. „FHIA-21‟ por embriogénesis somática.
Palabras clave: callos embriogénicos, edad de la inflorescencia, FHIA-21, flores masculinas inmaduras, Musa,
suspensiones celulares embriogénicas
Regeneración vía organogénesis de plantas de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrad ex Wendl.
Y. García-Ramírez, M. Freire-Seijo, Blanca Rosa Pérez, Ortelio Hurtado, Miladys León
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central „Marta Abreu‟ de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5 Santa
Clara. Villa Clara. Cuba. CP 54 830 e-mail: [email protected]
RESUMEN
En Cuba, los recursos maderables son escasos, por ello la reforestación con bambú sería una alternativa ecológica
para mitigar los efectos del cambio climático sobre el medio ambiente y resolver los problemas del hábitat en
comunidades rurales y semirurales. El presente trabajo, se realizó con el objetivo de establecer, multiplicar y enraizar
plantas in vitro de B. vulgaris a partir de yemas axilares. Como resultado sedeterminó que la época del año influyó
en el establecimiento in vitro de B. vulgaris. El mayor número de yemas brotadas por explantes (99%) y de
explantes libres de contaminantes microbianos visibles (98%), se logró en los meses de enero-octubre. Se determinó
que el 6-BAP influyó en el establecimiento in vitro de B. vulgaris. El mayor número de brotes por explantes (2,81) se
alcanzó al emplear una concentración de 6-BAP de 3,0 mg L-1
. Se comprobó que el medio de cultivo en estado
líquido influyó en la multiplicación in vitro de B. vulgaris. El mayor valor de coeficiente de multiplicación de 3,0 se
19
obtuvo en el quinto subcultivo de multiplicación. Se comprobó, además, que el medio de cultivo en estado líquido
influyó en el enraizamiento in vitro de B. vulgaris. Se demostró que el TDZ influyó en el enraizamiento in vitro de B.
vulgaris.Los mayores porcentajes de raíces emitidas (88,2%) se alcanzaron al emplear una concentración de 0,6 mg
L-1
de TDZ en el medio de cultivo líquido de enraizamiento. Estos resultados, contribuirá al desarrollo de futuras
estrategias para la propagación masiva de B. vulgaris,a consolidar una cultura medioambiental por el impacto
ambiental de la reforestación sobre la captación de CO2, la degradación de suelos y la mejora de la biodiversidad.
Palabras clave: bambú, enraizar, establecer, multiplicar, yemas axilares
Aclimatización y multiplicación vegetativa en casas de cultivo de plantas cultivadas in vitro de Bambusa
vulgaris var. vulgaris Schrad. ex Wendl
Ortelio Hurtado, Marisol Freire-Seijo, Michel Leiva-Mora, Yudith García-Ramírez
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
El presente estudio se realizó en el Instituto de Biotecnología de las Plantascon el objetivo de lograr la aclimatización
de plantas cultivadas in vitro de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrad. ex Wendl y su posterior multiplicación
vegetativa en condiciones de casas de cultivo.Para ello, se consideró el efecto del estado de desarrollo de las plantas
cultivadas in vitro (presencia de raíz, altura). A los 30 días de cultivo en aclimatización se cuantificó el número de
plantas vivas (supervivencia). Además, se comparó mediante análisis histológicos el desarrollo morfológico de la
hoja y la raíz de plantas aclimatizadas con 0 y 90 días de sembradas y se comparó con plantas de campo. Por otra
parte, se determinó la influencia del tipo de sustrato y la fertilización en el desarrollo morfológico de plantas de B.
vulgaris durante la aclimatización y multiplicación vegetativa en casa de cultivo. Se cuantificó el número de plantas
vivas (supervivencia), el número de brotes, raíces y hojas, así como se midió la altura y se determinó la masa fresca y
seca de las plantas. Se utilizaron sustratos basados en humus de lombriz y zeolita, bolsas de polietileno y bandejas de
polieturano negras con un volumen de 572 cm3 y 200 cm
3 respectivamente, riego por microaspersión. Entre los
principales resultados se pudo constatar que los mayores valores de supervivencia (%), número y longitud de las
raíces, así como, número de brotes por planta y masa seca y fresca de las raíces y la zona caulinar se lograron con el
sustrato compuesto por una mezcla de 50% de humus de lombriz con 50% de zeolita. Respecto a la fertilización los
mejores resultados se reflejaron en la altura de las plantas y la brotación de nuevos hijos por planta, también en la
multiplicación vegetativa se pudieron constatar estos mismos resultados.
Palabras clave: fertilización, masa fresca, masa seca, morfología, sustrato
Uso de la zeolita en polvo para la conservación de los minitubérculos de papa (Solanum Tuberosum L.) en
frigorífico y en ambiente natural semicontrolado.
F. Jiménez-Terry, D. Agramonte, M. La O, M. Pérez, M. León-Miranda, M. Rodríguez, M. González, M.
León-Quintana, M. Pons, M. Acosta, Y. Alvarado-Capó, M. Leiva-Mora
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara. Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
La conservación en frigorífico y la aplicación de productos naturales desempeñan un papel importante para los
programas de producción de semilla de papa en países con climas tropicales. Con el objetivo de determinar el efecto
de la zeolita en polvo en la conservación de minitubérculos de papa, se realizó este trabajo donde se cuantificaron las
pérdidas y el rendimiento en campo después de la conservación. Además, se tuvieron en cuenta variables
relacionadas con la calidad de conservación de los minitubérculos en el frigorífico y en ambiente natural
semicontrolado sin refrigeración. Los resultados mostraron que los tubérculos procedentes de la casa de cultivo con
sustrato zeolita y aplicación de zeolita en polvo fueron significativamente superiores en todas las variables evaluadas
20
durante la conservación en frío a 4ºC y 90% de humedad relativa. Se observó que cuando se aplica zeolita en polvo
a semilla biotecnológica de papa procedente de la casa de cultivo, es posible conservarla en ambiente sin
refrigeración y con la calidad adecuada durante cuatro meses posteriores la cosecha. En campo los resultados fueron
satisfactorios.
Palabras clave: semilla biotecnológica de papa, sustrato inorgánico, ambiente sin refrigeración
Determinación de índices fisiológicos del crecimiento en variedades de papa (Solanum tuberosum L.) obtenidas
por métodos biotecnológicos
M. Leiva-Mora, Y. Portela Díaz Y, S. Torres García, N. Veitía, F. Jiménez-Terry, D. Agramonte, M. León, Y Alvarado-
Capó, M. Acosta-Suárez, M. Cruz-Martín, C. Sánchez, B. Roque
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara. Villa Clara. Cuba. CP 54 830
e-mail: [email protected]
RESUMEN
Este trabajo se realizó con el objetivo de evaluar índices fisiológicos asociados al crecimiento de variedades de papa
(Solanum tuberosum L.) obtenidas por métodos biotecnológicos. Como material vegetal, se utilizaron minitubérculos
con una masa entre 10 y 15 gramos de las variedades Grettel, Romano y Santana. La distancia de plantación utilizada
fue de 0.20m entre planta y 0.90m entre hileras y se realizaron las labores agrotécnicas y fitosanitarias establecidas por el
instructivo técnico de la papa. Se evaluaron a los 21 y 75 días posteriores a la plantación las siguientes variables: masa
seca foliar, Tasa Absoluta de Crecimiento (TAC), Tasa Relativa de Crecimiento (TRC) y a los 75 días se evaluó la
masa seca de tubérculos por planta. Los mayores valores de masa seca foliar, TAC y TRC se observaron en la
variedad Grettel con 14.9 g, 2.76 g/día y 0.036 g/g.día respectivamente. La mayormasa seca de tubérculos por planta
fue de 126 g/ tubérculo y se observó en la variedad Grettel. Las variedades Romano y Santana mostraron valores
inferiores a la Grettel pero similares entre ellas respecto a las variables anteriormente mencionadas. Estos resultados
permitirán seleccionar las variedades de papa más productoras de masa seca para la producción de una semilla con
mejor calidad fisiológica, mediante técnicas biotecnológicas.
Palabras clave: crecimiento, fisiología, materia seca, minitubérculos, semilla de papa
Formación de callos en sorgo variedad comercial CIAP 2-E-95
Silvio Martínez1.2, RG Kosky 1, R. Barbón1, M. Reyes1, D. Torres1, B Pérez1, R. Collado1 1Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa Clara.
Villa Clara. Cuba CP 54 830. e-mail: [email protected] 2Sede Universitaria Municipal Camajuaní. Joaquín Páneca 62. Camajuaní. Villa Clara. Cuba. e- mail: [email protected]
RESUMEN
Elsorgo [Sorghum bicolor (L.) Moench], tiene un empleo muy variado en la alimentación animal y humana. Su
producción en Cuba está limitada por factores como el ataque de aves y su uso por la calidad de la proteína, que por
métodos tradicionales de mejoramiento genético se hacen muy difíciles de resolver. El empleo de la biotecnología y
específicamente la transformación genética, facilita el mejoramiento de estos caracteres. El presente trabajo de
investigación se realizó en el Instituto de Biotecnología de las Plantas con el objetivo de determinar el efecto del
ácido diclorofenoxiacético (2,4-D) y el ácido ascórbico en la formación de callos de sorgo variedad comercial CIAP
2-E-95. Como material vegetal se utilizaron plantas regeneradas in vitro vía organogénesis directa. Se cortaron
segmentos del cilindro central de las vainas de las hojas de 0.5 cm de longitud y 0.3 cm de diámetro, por encima de
la base de la planta. Se colocaron en el medio de cultivo semisólido, compuesto por las sales MS, enriquecido con
vitaminas Heinz, mio-inositol (100 mg l-1
), sacarosa (30g l-1
), agar (4.2 g l-1
) y pH 5.7. Las condiciones de cultivo
fueron oscuridad constante y 28±2ºC. Se estudiaron tres concentraciones de 2,4–D (2, 4 y 6 mg l
-1) para la inducción
de callos, como control se empleó este medio de cultivo sin reguladores de crecimiento. Se detrminó el porcentaje de
formación de callos y se observó la aparición de compuestos fenólicos. Con el objetivo de reducir o eliminar los
compuestos fenólicos durante la formación de callo se empleó como antioxidante el ácido ascórbico en
21
concentraciones de 20, 50 y 80 mg l-1.
Se cuantificó el número de explantes necrosados y se describió la presencia de
pigmentos oscuros en el medio de cultivo. Adicionalmente, se comparó la respuesta de tres partes del cilindro central
de las vainas de las hojas para incrementar el porcentaje de formación de callos. Se cuantificó el número de
segmentos que formaron callos. La utilización de las sales MS con 4.0 mg l-1
de 2,4-D elevó el porcentaje de
inducción de callos hasta un 80% con diferencias significativas respecto al resto de los tratamientos. Con el empleo
de ácido ascórbico a 50 mg/l-1
no se observaron explantes necrosados, ni pigmentos de color oscuro-púrpura en el
medio de cultivo. Se determinó que el segmento uno situado por encima de la base de la inserción de las vainas de la
planta in vitro incrementó significativamente el porcentaje de formación de callos. Se observaron dos tipos de callo,
unos compactos con superficies lisas y brillantes y otros blandos de coloración oscura. Finalmente, se logró 100% de
formación de callos sin la presencia de compuestos fenólicos al colocar el segmento uno del cilindro central de las
vainas de las hojas en un medio de cultivo con las sales MS, 4.0 mg l-1
de 2,4-D y 50 mg l-1
ácido ascórbico. Estos
resultados brindan información básica para establecer un protocolo eficiente de regeneración de plantas vía
embriogénesis somática como requisito fundamental para iniciar un Programa de transformación genética en este
cultivo.
Palabras clave: compuestos fenólicos, explantes necrosados, Sorghum bicolor
Impacto económico del empleo de la embriogénesis somática para la producción masiva de plantas in vitro de
plátanos y bananos
Miguel Suárez-Castellá, Rafael G. Kosky, Maritza Reyes, Borys Chong-Pérez, Zoe Sarría, Pedro Orellana,
Leyanis García-Águila, Alex Rodríguez, Robin Triana, Zaida Pérez, Milagros González, Miladys León,
Blanca Pérez
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5. 5. Santa
Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
La embriogénesis somática como tecnología de propagación ha sido reconocida por muchos autores como la futura
generación en la regeneración de plantas a escala masiva, por las ventajas en la eficiencia productiva. Sin embargo,
se ha registrado en la literatura especializada los problemas que han confrontado diversas experiencias en el empleo
de esta tecnología. Se destaca la presencia de plantas fuera de tipo y los pocos estudios de las plantas en campo, lo
que ha limitado su aplicación en la producción in vitro a escala comercial. El Instituto de Biotecnología de las
Plantas (IBP) ha trabajado durante los últimos tres años en el escalado para la producción comercial de más de 300
000 plantas in vitro de plátanos y bananos („Grande naine‟, „Cavendish enano‟, „FHIA 18‟, „FHIA 21‟) mediante una
variante propia de embriogénesis somática, que incluye su siembra y estudio en campo por no menos de dos ciclos
productivos del cultivo y donde se han solucionado las limitantes referidas en cuanto al uso de estas tecnologías en
la producción masiva. Partiendo de dicha experiencia en el IBP, el presente trabajo pretende mostrar las ventajas
económicas del empleo de la embriogénesis somática en plátanos y bananos en medios de cultivo semisólido
mediante el análisis comparativo de los principales conceptos de gastos de producción de la embriogénesis somática
y la organogénesis. Se confirman no solo los impactos que genera esta tecnología sino las perspectivas reales que
brinda para su incorporación en las carpetas tecnológicas de los laboratorios de cultivos de tejidos. Con los
resultados de la experiencia desarrollada se afirma que el empleo de la embriogénesis somática como tecnología para
la producción masiva de plantas es viable, altamente eficiente y constituye una herramienta clave para la producción
en marco de las altas demandas de alimentos que exige el escenario actual.
Palabras clave: „Cavendish enano‟, „FHIA 18‟, „FHIA 21‟, „Grande naine‟, Musa spp.
22
Efecto de 6-BAP en la formación de brotes de Phaseolus vulgaris L. var. CIAP 7247
N. Veitía1, R. Collado
1, L. R. García
1, I. Bermúdez-Caraballoso
1, D. Torres
1, C. Romero
1, G. Angenon
2
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, Villa Clara, Cuba, CP 54 830 e-mail: [email protected] 2 Laboratory of Plant Genetics. Vrije Universiteit Brussel. Belgium.
RESUMEN
La regeneración de plantas de frijol común Phaseolus vulgaris L. con el empleo del cultivo de tejidos ha avanzado
en los últimos años. Sin embargo, el efecto del genotipo en la capacidad de formar brotes in vitro así como, el
empleo de los reguladores del crecimiento son aspectos a tener en cuenta para el desarrollo de los protocolos de
regeneración de plantas vía organogénesis indirecta. El presente trabajo tuvo como objetivo determinar el efecto de
diferentes concentraciones de 6-BAP y del agente gelificante en la regeneración de plantas de P. vulgaris var. CIAP
7247. Como explante inicial se empleó el nudo cotiledonal con un cotiledón que se colocó en el medio de inducción
de callos. Los callos formados fueron colocados en el medio de inducción de brotes con varias concentraciones de 6-
BAP. Se emplearon 2.25, 4.5, 6.75 y 9.0 mg.l-1 de 6-BAP para un total de cuatro tratamientos. Una vez determinada
la concentración de citoquinina se procedió a determinar el efecto del agente gelificante en la formación de brotes.
Para ello, se empleó el medio de inducción de brotes con 6.0 g.l-1
de agar y 3.0 g.l-1
de agargel. En ambos
experimentos las evaluaciones consistieron en determinar a los 21 días de cultivo el número de brotes por callo. Los
resultados mostraron que la concentración de 6-BAP y el agente gelificante en el medio de cultivo influyó sobre el
número de brotes formados. El mayor número de brotes se formó en el medio de cultivo con 2.25 y 4.5 mg.l-1
de 6-
BAP. Los brotes presentaron hojas diferenciadas. Con el empleo de agargel se logró mayor número de brotes en esta
variedad de frijol.
Palabras clave: nudo cotiledonal, reguladores del crecimiento, organogénesis indirecta
Respuesta de diferentes explantes para la embriogénesis somática en cedro (Cedrela odorata L.)
Leixys Rodríguez Rodríguez *, Anabel Díaz Ramos.
Instituto de Investigaciones del Tabaco e-mail: [email protected]
RESUMEN
El Cedro (Cedrela odorata L.) es una especie particularmente importante para la industria tabacalera. Las
poblaciones naturales de cedro están amenazadas y deterioradas genéticamente por el uso indiscriminado y la falta de
programas para la recuperación y mejoramiento de la especie. La obtención de un método para la producción clonal
de plántulas vía embriogénesis somática (ES) pudiera constituir una alternativa en la solución de estos problemas.
Sin embargo, el cultivo in vitro del cedro se dificulta debido a que es una especie recalcitrante. Poco se conoce sobre
el tema y diversos autores reportan bajos niveles de inducción de callos a partir de fuentes de explantes que no están
disponibles durante todo el año. De ahí que el siguiente trabajo pretenda determinar las condiciones primarias para
una exitosa inducción de callos embriogénicos en cedro. Fueron evaluados diferentes tipos de explantes: cotiledones
e hipocotilos de plántulas germinadas in vitro, raquis y hojas provenientes de brotes rejuvenecidos, raquis y hojas de
plantas adultas así como embriones cigóticos inmaduros. En el caso particular de la obtención de brotes
rejuvenecidos a partir de estacas fue evaluado el efecto de dos soluciones diferentes: agua común (sln A) y agua con
0.25 mg/L de BAP (sln B), los mejores resultados fueron a partir del tratamiento con sln A. Los métodos de
desinfección empleados para cada material fueron en principio similares, los tiempos de exposición al hipoclorito de
sodio variaron en dependencia del material. Para evaluar el desarrollo de callosidades el medio MS, fue
suplementado con vitaminas MS, sacarosa 30%, ácido ascórbico, ácido cítrico, una relación de 2:1 entre la
benzilaminopurina (BAP) y el ácido nafatalenacético (ANA) y agar, el pH fue ajustado a 5.8. Los explantes fueron
colocados a razón de 10 explantes por placa Petri con 5 réplicas, bajo fotoperíodo (16 hrs luz/ 8 hrs osc.), a una
temperatura de 25 ± 1 ºC. Después de 40 días se efectuaron los análisis macromorfológicos de las callosidades. Fue
utilizado un ANOVA de clasificación simple y la prueba de Rangos Múltiples con el procedimiento de diferencia
23
mínima significativa (LSD) de Fisher para el análisis del carácter formación de callos. Los explantes provenientes
de árboles adultos presentaron los mayores valores de contaminación y fueron los más maltratados durante el
proceso de desinfección. Los explantes más reactivos para el medio evaluado resultaron los raquis provenientes del
material rejuvenecido, seguido por los cotiledones e hipocotilos. Los callos presentaron diferencias morfológicas
evidentes. Se demostró que es posible obtener callos a partir de diversas fuentes de explantes disponibles durante
todo el año, la importancia de rejuvenecer el material y el desarrollo de callos con potencial para la embriogénesis
somática a partir de las condiciones de cultivo propuestas.
Palabras claves:Cederla odorata, embriogénesis somática, BAP, ANA, explantes
Influencia del genotipo en la regeneración de plantas vía organogénesis directa en Phaseolus vulgaris L.
L. R. García, I. Bermúdez-Caraballoso, N. Veitía, R. Collado, D. Torres, C. Romero
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5. 5. Santa
Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
Por su contenido proteicoel frijol en Cuba constituye una importante fuente para la alimentación humana; por lo que
la búsqueda de cultivares con mayores potencialidades es un reto eminente en esta especie. El cultivo de tejidos, en
Phaseolus vulgaris L., resulta muy dificultoso causado entre otros factores por su condición genotipo dependiente. El
objetivo de la presente investigación fue evaluar la regeneración de plantas vía organogénesis directa en cinco
genotipos de P. vulgaris. Como explante inicial se utilizó el nudo cotiledonal obtenido de semillas maduras
germinadas in vitro durante 3 días de cultivo. Estos fueron colocados en un medio de cultivo para la inducción de
yemas múltiples. Se realizaron tres subcultivos cada 15 días al mismo medio de cultivo y luego los explantes fueron
transferidos a un medio de cultivo para la regeneración de plantas. Las variables evaluadas fueron número de
explantes con yemas múltiples, número de yemas por explantes y número de brotes regenerados por explante. Los
genotipos estudiados fueron ICA Pijao, BAT 93, BAT 482, BAT 304 y, CIAP 7247. Como resultado de la
investigación se encontró que los genotipos BAT 304 e ICA Pijao tuvieron los mayores valores de explantes con
inducción de yemas múltiples y difirieron significativamente con los restantes genotipos estudiados. Mientras que
en la variable número de yemas múltiples por explantes los mayores valores se obtuvieron en los genotipos CIAP
7247 y BAT 482. El genotipo BAT 93 presentó el menor valor de explantes con inducción de yemas múltiples. En
este cultivar la formación de callos fue muy profusa lo que atentó contra el número de explantes con yemas
inducidas. La regeneración de plantas fue otra variable que difirió en los genotipos estudiados. El CIAP 7247 fue el
que mayor comportamiento presentó en esta variable obteniéndose 3.73 brotes por explante como promedio. Los
genotipos que mostraron los menores valores fueron el BAT 304 y el BAT 93. En este último cultivar no se
desarrollaron brotes mayores de 1.0cm de longitud a los 30 días de cultivo.
Palabras clave: frijol, cultivo in vitro, yemas múltiples
Propuesta de una metodología para el establecimiento in vitro de explantes foliares de Pouteria campechiana
bahni
Yuniet Hernández1, Argelys Kessel
1 y María Esther Gonzáles
1.
1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Cuba,[email protected]
RESUMEN
El canistel (Pouteria campechiana Bahni.) es uno de los frutales más codiciados de la familia Sapotaceae luego del
zapote (Pouteria sapota Jaqc.) y el níspero (Manilkara sapota L.), por las características organolépticas y
nutricionales que presentan sus frutos, considerados entre los más exóticos no solo a nivel internacional sino
también en el mercado nacional cubano. Esta especie ha quedado confinada al estrecho marco de patios y jardines de
vivienda, presumiblemente por la pérdida que sufren las áreas destinadas a su cultivo y su difícil propagación. Ante
esta situación se impone la necesidad de tomar medidas y desarrollar estrategias encaminadas a contrarrestar su
24
pérdida. El presente trabajo de investigación tiene como objetivo, desarrollar una metodología para el
establecimiento in vitro de explantes foliares de Pouteria campechiana Bahni. Se empleó como material vegetal
explantes foliares de plantas de canistel cultivadas en condiciones de invernadero.La desinfección superficial del
explante se realizó con alcohol al 70 % e hipoclorito de sodio al 1,5% durante cuatro tiempos de exposición (0, 5, 10
y 15 minutos), posteriormente se realizaron tres enjuagues con agua destilada estéril con cisteína y se sembraron en
un medio Murashige y Skoog suplementado con 4 mg.L-1
de tiamina, 25 mg.L-1
de cisteína, 2 mg.L-1
de kinetina, 0,5
mg.L-1
de 2,4 D y 30 g.L-1
de sacarosa solidificado con agar y pH 5,7. Se aplicó un diseño completamente
aleatorizado con tres repeticiones por tratamiento y 30 explantes como unidad experimental. Las variables evaluadas
por tratamiento fueron: a) porcentaje de contaminación, b) porcentaje de fenolización y c) porcentaje de callos
inducidos. El análisis de los resultados se realizó utilizando el paquete estadístico SPSS 11.5 para Windows,
aplicándose la prueba ANOVA simple. Las diferencias entre las medias estadísticas se determinaron a través de la
prueba de rangos múltiples Tukey.
Los resultados obtenidos mostraron diferencias significativas entre los diferentes tratamientos empleados para el
establecimiento aséptico de segmentos foliares de canistel.Se alcanzó porcentajes de explantes asépticos superiores
al 80% con la desinfección de NaOCl durante 10 y 15 min. La oxidación fenólica no causó efectos negativos durante
el establecimiento in vitro de los explantes foliares.A los 30 días del establecimiento todos los explantes mostraban
formación de callos. En general el tercer tratamiento fue el más adecuado para el establecimiento in vitro de los
explantes foliares de canistel.
Palabras clave: canistel, desinfección y formación de callos.
Contenido de clorofila, carbohidratos y proteínas en hojas de Berberidopsis corallina dependiendo de la
combinación de solución fertilizante NPK.
Mirtha Latsague 1*, Patricia Sáez
2, Gustavo Donoso
3
1Laboratorio de Ecofisiología y Genética Molecular, Facultad de Recursos Naturales, Universidad Católica de Temuco, casilla
15-D, Temuco, Chile. 2Laboratorio Cultivo de Tejidos Vegetales, Facultad de Ciencias Forestales y Centro de Biotecnología, Universidad de
Concepción, casilla 160-C, Concepción, Chile. 3Facultadde Recursos Naturales, Escuela de Ciencias Forestales, Universidad Católica de Temuco, casilla 15-D, Temuco, Chile.
RESUMEN
La propagación a partir de estacas, así como su manejo en vivero es una técnica ampliamente utilizada en la
producción de plantas a escala comercial. Así, numerosos estudios se han realizado en torno a la utilización de
distintas soluciones fertilizantes que combinan nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), informando resultados
beneficiosos sobre los índices fisiológicos. Sin embargo, en especies nativas y principalmente en aquellas que
presentan problemas de conservación, muy poco ha sido estudiado. Berberidopsis corallina Hook.f. es una especie
endémica de Chile, se distribuye en forma discontinua desde la Región del Maule hasta la Región de los Lagos sólo
por la Cordillera de la. Su distribución se ha visto disminuida debido a tala y competencia con Eucalyptus spp. y
Pinus radiata. Adicionalmente, esta especie es utilizada en la elaboración de productos de artesanía, y existe en la
actualidad un creciente interés en su uso como planta ornamental y en sus frutos, debido a sus posibles cualidades
antioxidantes, con lo cual, cobra especial importancia el cultivo de B. corallina y la obtención de plantas de calidad.
En base a lo anterior, el objetivo de este estudio fue investigar el efecto de fertilizantes NPK en distintas
combinaciones y dosis fijas de 150 mg L-1
sobre la síntesis de carbohidratos solubles totales, proteínas solubles
totales, clorofila y producción de biomasa en plantas de B. corallina obtenidas a partir de estacas y mantenidas en
invernadero en condiciones controladas de temperatura y riego. La solución completa produjo un aumento
significativo en el contenido de clorofila total respecto al tratamiento control, con un promedio de 8,1 mg mL-1
y 2,8
mg mL-1
, respectivamente. El porcentaje de carbohidratos y proteínas solubles totales aumentó en un 41% y 57%
respecto al control. La misma tendencia se observó respecto al aumento de biomasa cuando las plantas fueron
tratadas con dosis completas de fertilizante. Los resultados corroboran el rol de NPK en procesos fisiológicos,
reflejado directamente sobre el aumento del contenido de clorofila a, b, carbohidratos solubles totales y proteínas
solubles totales causando un aumento del crecimiento vegetativo de la planta.
Palabras clave:Berberidopsis corallina, NPK, carbohidratos solubles totales, proteínas solubles totales, clorofila.
25
Aplicación de los Sistemas de Inmersión Temporal en la producción de vitroplantas de plátano.
Mayra Jiménez Vázquez, Aydiloide Bernal, Odalys Rivera, Zenaida Occeguera, Jorge L. Montes de Oca,
Pablo Machado, Carlos Reyes.
Estación Territorial de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara – Cienfuegos (ETICA). Autopista Nacional Km. 246.
Ranchuelo. Villa Clara. E- mail: [email protected].
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La creación de Empresas Agropecuarias en el MINAZ destinadas a satisfacer las necesidades de alimentos a la
población, propició la diversificación de la producción en la Biofábrica como alternativa para dar respuesta a las
necesidades de semilla de plátano que hoy existe en el país. Teniendo en cuenta el incremento en la demanda cada
vez más creciente de alimentos, nos propusimos sobre la base de un análisis económico final trabajar en la
automatización de la fase de multiplicación para la producción de vitroplantas de plátano a través de los
Biorreactores de Inmersión Temporal (BIT), pudiendo a la vez estudiar la incidencia de este método de propagación
en la variabilidad genética de los explantes producidos y su comportamiento en la fase de adaptación. En el presente
trabajo se integró, escaló y optimizaron tecnologías y procedimientos en los Sistemas de Inmersión Temporal para la
propagación de vitroplantas producidas por biotecnología en (Biofábrica), las cuales: Incrementaron la eficiencia
productiva de la Biofábrica automatizando la fase de multiplicación, y se logró la creación de un modelo de
producción para otros sistemas productivos de vitroplantas en el país.
Palabras Claves: diversificación, automatización, Biorreactores de Inmersión Temporal
Proliferación, diferenciación y germinación de embriones somáticos en dos genotipos cubanos de soya
[Glycine max (L.) Merrill.]
I. Bermúdez-Caraballoso1, T. Del Socorro Blanco
2, J. Pérez-Pérez
3, L. R. García
1, N. Veitía
1, R. Collado
1, D.
Torres1, C. Romero
1
1Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5. 5.
Santa Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected] 2Escuela de Ingeniería Agroindustrial, Instituto Universitario de la Paz. Carretera a Bucaramanga km 15. Barrancabermeja,
Colombia 3 Centro de Estudios de Biotecnología Vegetal. Universidad de Granma. Carretera vía Manzanillo, km17.5, Peralejo, Bayamo,
Granma, Cuba. CP 85 100
RESUMEN
La soya en Cuba representa una importante fuente para la alimentación tanto humana como animal. La
embriogénesis somática muestra diferencias entre cultivares en las fases de inducción, proliferación y diferenciación
de embriones somáticos, lo que ha llevado a trabajar en nuevos protocolos de regeneración de plantas. Con el
objetivo de determinar el efecto del genotipo sobre la proliferación en medios de cultivo líquido y semisólido, así
como en la diferenciación y germinación de embriones somáticos en los genotipos cubanos de soya (Incasoy-1 e
Incasoy-27) y el control Williams-82, se realizó la siguiente investigación. Como explante se emplearon 100 mg de
embriones somáticos en etapa globular, obtenidos a las cuatro semanas de cultivo. Se realizó la caracterización
morfológica de los embriones somáticos y se calculó el incremento de masa fresca (mg) para determinar la respuesta
de dichos genotipos en la proliferación de embriones somáticos en los medios de cultivo semisólido MSD20 y
líquido FNL. Posteriormente, se determinó el efecto de estos medios de proliferación en la diferenciación y
germinación de los embriones somáticos en los genotipos en estudio. Como resultado de la investigación se encontró
que los genotipos cubanos IS-1 e IS-27 y el genotipo control Williams-82 proliferaron en los dos medios de cultivo
evaluados. Según el medio de cultivo empleado para la proliferación, los tejidos embriogénicos presentaron
diferentes características morfológicas. En MSD20 se observó que las nuevas estructuras embriogénicas o embriones
somáticos secundarios se formaron sobre la superficie de los embriones somáticos primarios. Estos eran de pequeños
y algunos traslúcidos, otros presentaron tonalidades entre blanca y amarilla en los genotipos IS-1 e IS-27. En el
control Williams-82 los embriones somáticos globulares eran de más grandes y se apreciaron tonalidades entre
amarillo y verde claro. En el medio de cultivo FNL, se observaron masas densas de proembriones o embriones
somáticos en etapa globular. No se apreciaron diferencias en la coloración debidas al genotipo. Se concluyó que el
26
mayor incremento de masa fresca durante la proliferación de los embriones somáticos se logró al emplear el medio
de cultivo líquido FNL. El genotipo que mejor se adaptó a la proliferación bajo estas condiciones fue IS-27 en
comparación al resultado obtenido por el genotipo IS-1. Se observaron embriones somáticos con morfología
anormal, de un 15–35%, en ambos medios de cultivos estudiados. Cuando se analizó el efecto de estos medios de
cultivo en el porcentaje de germinación, los embriones somáticos proliferados en medio de cultivo MSD20 lograron
un mayor porcentaje de germinación (70.5–74.3%) así como mayor número de embriones somáticos germinados por
explante (1.25-1.46) a diferencia de los proliferados en FNL que fueron menores. El genotipo de mejor respuesta fue
IS-27, seguido por el IS-1 y el Williams-82. Por tal motivo se recomienda la proliferación en medio de cultivo
MSD20 para garantizar la diferenciación y germinación de los embriones somáticos en los genotipos IS-1, IS-27 y
Williams-82. Estos resultados proporcionan información básica para investigaciones posteriores en este cultivo.
Palabras clave:embriogénesis somática, medios de cultivo, regeneración
Influencia de la sacarosa y los nutrientes inorgánicos en la respuesta in vitro de Pinus caribaea var. caribaea
Maité Chávez, Manuel de Feria, Raúl Barbón, Felipe Jiménez-Terry, Mariana La O, Marta Pérez, Elisa
Quiala, Daniel Agramonte
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central „Marta Abreu‟ de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830 e-mail: [email protected]
RESUMEN
El género Pinus ha sido clasificado como recalcitrante en relación con la formación de raíces in vitro. El presente
trabajo se realizó con el objetivo de determinar la influencia de la sacarosa sobre las características morfológicas de
plantas cultivadas in vitro de Pinus caribaea var. caribaea. Se evaluó, además, la respuesta de estas plantas en la fase
de enraizamiento con diferentes concentraciones de AIB y diferentes concentraciones de nutrientes inorgánicos (50 y
100%). Los mejores resultados se alcanzaron con 50 y 60 g l-1
de sacarosa, con una menor formación de nuevos
brotes y mayores porcentajes de materia seca. Con 60 g l-1
de sacarosa, se observaron acículas más diferenciadas,
muy similares a las desarrolladas en condiciones naturales, las plantas presentaron un color verde más intenso y el
olor característico de los aceites esenciales que puede percibir al macerar tejidos de árboles adultos. En la fase de
enraizamiento, independientemente de la concentración de sacarosa (30-60 g l-1
) que dio origen a las plantas in vitro,
al incrementarse la concentración de AIB, se incrementó la longitud de las plantas. Para el porcentaje de materia
seca, la respuesta fue diferente, pues en las plantas obtenidas con 30 g l-1
de sacarosa, cuando se incrementó la
concentración de AIB disminuyó el porcentaje de materia seca, mientras que, en las plantas obtenidas con 60 g l-1
ocurrió lo contrario. A las plantas desarrolladas con 60 g l-1
de sacarosa, y colocadas después en medio de cultivo de
enraizamiento con reducción del 50% de los nutrientes inorgánicos, se les cuantificó el mayor porcentaje de residuos
de la pared celular (47.95%). Estos resultados, evidencian la importancia que tiene estudiar el efecto de la sacarosa y
la concentración de nutrientes inorgánicos en función de obtener plantas con una mayor diferenciación celular, mejor
preparadas para lograr formar raíces in vitro.
Palabras clave: nutrientes inorgánicos, pino, potencial osmótico, reguladores del crecimiento, sacarosa
Respuesta en campo de plantas de „Cavendish enano‟ (Musa AAA) obtenidas mediante embriogénesis
somática
Pedro Orellana, Rafael G. Kosky, Leyanis García-Aguila, Borys Chong-Pérez, Miladys León, Maritza Reyes,
Zoe Sarría, Robin Triana, Blanca Pérez, Milagros Rodríguez
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e- mail: [email protected]
RESUMEN
La embriogénesis somática(ES) ha sido desarrollada en varias especies de plantas con diferentes objetivos, pero en
pocos casos se ha logrado la producción masiva de plantas y la evaluación de su respuesta en campo en grandes
27
poblaciones. En algunos cultivares de Musa spp. se ha desarrollado la embriogénesis somática para facilitar
protocolos de transformación genética, pero esta técnica puede ser una alterativa que incremente la eficiencia de la
producción masiva de plantas in vitro a escala comercial, para la siembra en áreas de producción. Se evaluó la
estabilidad de los caracteres morfológicos y cuantitativos de las plantas relacionados con los componentes del
rendimiento. Se determinó además, el rendimiento agrícola bajo condiciones de producción de las plantas en
comparación con plantas obtenidas de cormos (C) como sistema convencional. Los resultados mostraron que las
plantas obtenidas por embriogénesis somática presentaron bajos índices de variación morfológica en el primer ciclo
productivo. Además, el rendimiento agrícola fue mayor con respecto a las plantas obtenidas de cormo en ambos
ciclos productivos. Estos resultados de la evaluación de poblaciones de más de 5 000 plantas obtenidas por
embriogénesis somática en el cultivar „Cavendish enano‟, constituyen una evidencia confiable para recomendar este
método como una alternativa viable para la propagación masiva de plantas en este cultivar.
Palabras clave: propagación masiva, variación morfológica.
Producción de Semilla de Caña de Azúcar por Biotecnología
Aydiloide Bernal Villegas, Odalys Rivera Fernández, Pablo E. Machado Armas, Mayra Jiménez Vázquez,
Zenaida Occeguera Águila, Carlos Reyes Esquirol, Jorge. L. Montes de Oca Suárez, Ana Rosa Hernández
Freire, Irenaldo Delgado.
Estación Territorial de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara – Cienfuegos (ETICA).Autopista Nacional Km. 246.
Ranchuelo. Villa Clara. E- mail: biofá[email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El presente trabajo se realizó en la biofábrica de caña de azúcar de Villa-Clara, se colectaron meristemos de dos
variedades de caña de azúcar en condiciones de campo y se implantaron según la metodología propuesta por
Jiménez et al., (1995). Se estudió durante cinco subcultivos el comportamiento del coeficiente de multiplicación en
los Biorreactores de Inmersión Temporal (BIT), comparándose con la micropropagación convencional. Se evaluó el
comportamiento de los explantes en diferentes variantes de enraizamiento y su comportamiento en la fase de
adaptación y la presencia o no de variabilidad genética al final del proceso. La adaptación de lasplántulas se realizó
en condiciones ambientales semicontroladas. Con los resultados obtenidos se estableció una metodología para la
micropropagación de la caña de azúcar con el empleo de los BIT como parte de una estrategia de
semiautomatización del proceso. Se logró un incremento de los coeficientes de multiplicación independientemente
del genotipo evaluado, con el empleo de los BIT, lo cual a su vez reduce el tiempo de trabajo y aumenta la
productividad. Se corroboró que el medio de cultivo recomendado por Jiménez en 1995 es el más eficiente para el
enraizamiento de vitroplantas de caña de azúcar. Llográndose reducir los costos en la producción de vitroplantas de
caña de azúcar, incrementar las capacidades actuales de producción, disminuir las pérdidas por contaminación,
además de acelerar el proceso de producción de semilla de caña de azúcar de nuevos genotipos adaptados a las
condiciones agroproductivas del país con certificada sanidad vegetal.
Palabras clave: meristemos, semiautomatización, subcultivos, Biorreactores de Inmersión Temporal.
28
Incremento de la Eficiencia en la Micropropagación de la Caña de Azúcar (Saccharum spp hibrido) en
Biorreactores de Inmersión Temporal
Jorge Luis Montes de Oca Súarez1, Novisel Veitía-Rodríguez
2, Aydiloide Bernal
1, PabloMachado
1, Mayra
Jiménez1, Zenaida Occeguera
1, Carlos Reyes
1, Ana Rosa Hernández
1, Irenaldo Delgado
1, Ariel Arencibia
1,
Ignacio Santana1, Elio Jiménez
2
1Estación Territorial de Investigaciones de la Caña de Azúcar Villa Clara – Cienfuegos. Autopista Nacional km 246. Ranchuelo,
Villa Clara, Cuba. [email protected]. 2Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, CP 54 830.Villa Clara, Cuba
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El trabajo tuvo como finalidad mejorar la eficiencia del proceso de propagación in vitro de la caña de azúcar en
biorreactores de inmersión temporal (BIT). Se realizaron experimentos donde se estudió la influencia de la presión
de aire, la posibilidad de eliminación de la etapa de elongación y el efecto combinado de la densidad de inóculo y el
tiempo de cultivo en los BIT. De estos estudios se obtuvo que en la configuración de BIT con liberación de la
presión interna (intercambio pasivo) se logró un mejor desarrollo morfológico de las plantas y un incremento en los
coeficientes de multiplicación, así como mayor sobrevivencia de las plantas en la fase de aclimatización. Se
demostró que es posible eliminar la fase de elongación realizando el último subcultivo de multiplicación en medio
sin PBZ, permitiendo reducir el tiempo en el esquema de propagación y un incremento en la calidad de las plantas
producidas. Con la combinación de la densidad de inóculo de 40 brotes por vaso de cultivo y un tiempo de cultivo de
50 días, se logra una mejor utilización de la capacidad del vaso de cultivo y la producción de un mayor número de
plantas por SIT, que en términos productivos significa un mejor aprovechamiento de la capacidad instalada,
permitiendo manejar un mayor número de explantes por área física de las cámaras de cultivo. El escalado productivo
realizado en 3 cultivares en Biofábricas de Guatemala, Cuba y Brasil, validó los resultados obtenidos en la presente
investigación.
Palabras clave: aclimatización, explante, inmersión temporal
Anatomía foliar de microtallos de Castanea sativa provenientes material adulto y cultivados bajo condiciones
mixotróficas y photomixotróficas.
Darcy G. Ríos L1*
, Luis Villar1, Patricia L. Sáez
1 y Manuel Sánchez-Olate
1
1Laboratorio Cultivo de Tejidos Vegetales, Facultad de Ciencias Forestales y Centro de Biotecnología, Universidad de
Concepción, casilla 160-C, Concepción, Chile. [email protected]
RESUMEN
Las condiciones de cultivo in vitro alteran el desarrollo de la anatomía foliar y la funcionalidad del aparato
estomático de hojas de microtallos. Esto se traduce en una escasa capacidad de adaptación a condiciones ex vitro,
viéndose afectados los procesos asociados a fotosíntesis y transpiración. Adicionalmente, ha sido reportado que la
micropropagación de material adulto es generalmente preferido sobre el juvenil debido a que no siempre es posible
determinar la calidad futura del material juvenil. Sin embargo, pocos estudios han evaluado el efecto de las
condiciones de cultivo in vitro sobre las características anatómicas del material adulto. Postulamos que microtallos
provenientes de material adulto cultivado bajo condiciones fotomixotróficas mantendrían su anatomía foliar,
presentando menores anomalías con respecto a microtallos cultivados bajo condiciones mixotróficas. Varetas de
arboles adultos de Castanea sativa fueron mantenidas en cámara de cultivo hasta la emergencia de sus brotes. Un
grupo de explantos fue cultivado en medio MS suplementado con 30 g L-1
de sacarosa, en envases herméticos y a 50
umol de fotones m-2
s-1
de radiación (mixotrofía). El segundo grupo fue cultivado en medio MS con 5 g L-1
de
sacarosa,envases ventilados y 150 umol de fotones m-2
s-1
(fotomixotrofía). Se analizó, la variación de los caracteres
anatómicos foliares, aparato estomático y área foliar específica (AFE). Las hojas formadas a partir de varetas,
29
presentaron una organización tisular y un aparato estomático de características similares al de las primeras hojas
formadas en vivero a partir de semilla, tanto de tamaño como de densidad (240 a 300 um2
y 300 estomas/mm2,
respectivamente), con porcentajes de apertura de 38%, con lo cual se estableció que el material introducido in vitro
no presentaba caracteres anatómicos alterados por el ambiente de la cámara de cultivo. Respecto a las hojas
expandidas in vitro, se observaron diferencias significativas entre los tratamientos. Así, bajo condiciones
fotomixotróficas el aparato estomático presentó características similares a aquel observado en hojas desarrolladas en
condiciones de vivero mostrando menores porcentajes de apertura (30,43%) los 30 días de cultivo, el cual aumentó
significativamente luego de 60 días (49,73 %). Por el contario, estomas desarrollados bajo mixotrofía se encontraron
en su mayoría abiertos (57,56% y 94,21% a los 30 y 60 días, respectivamente). Además, estos estomas se
presentaron principalmente redondeados. Distinto a lo observado en el tratamiento anterior, donde la mayoría se
presentaban elípticos, lo que refleja su mayor funcionalidad. Respecto a la organización del tejido foliar, hojas
cultivas fotomixotróficamente presentaron una organización foliar similar a la de plantas cultivadas en vivero, con un
mesófilo de empalizada y aerífero claramente definidos. Por el contario, hojas desarrolladas bajo mixotrofía no
presentaron una organización definida de los distintos estratos celulares. Finalmente, el AFE encontrada en
fotomixotrofía superó en un 25% al tratamiento mixotrófico. Éstas características indican que las condiciones
mixotróficas afectan drásticamente las características anatómicas del material adulto introducido in vitro. Por el
contrario, el cultivo fotomixotrófico, permite producir microtallos con características similares a las observadas en
vivero y que por tanto deberían poseer una mayor capacidad de adaptación a las condiciones ex vitro.
Palabras clave:fotomixotrófico, mixotrófico, castaño, anatomía foliar, estomas.
Foto inhibición de plantas in vitro: eficiencia máxima del PSII, ciclo de xantofilas y degradación de D1.
Patricia L. Sáez1*
, León A. Bravo2, Mirtha I. Latsague
3, Manuel E. Sánchez-Olate
1 y Darcy G. Ríos
1
1Laboratorio Cultivo de Tejidos Vegetales, Facultad de Ciencias Forestales y Centro de Biotecnología, Universidad de
Concepción, casilla 160-C, Concepción, Chile. 2Laboratorio de Fisiología y Biología Molecular Vegetal, Instituto de Agroindustria, Departamento de Ciencias Agronómicas y
Recursos Naturales, Facultad de Ciencias Agropecuarias y Forestales, Universidad de La Frontera. Av. Francisco Salazar 01145,
Temuco, Chile. 3Laboratorio de Ecofisiología Vegetal y Genética MolecularFacultad de Recursos Naturales, Universidad Católica de Temuco.
Rudecindo Ortega 02950, Temuco, Chile.
RESUMEN
La baja densidad de flujo fotónico utilizado comúnmente en el cultivo in vitro inhibe el desarrollo de mecanismos de
fotoprotección, observándose una baja capacidad de disipación térmica del exceso de energía lumínica (NPQ) en
comparación con plantas desarrolladas en condiciones normales (vivero). Así, el lento desarrollo y las altas tasas de
mortalidad observadas luego de la transferencia a condiciones ex vitro, podrían ser producto del severo fotodaño al
aparato fotosintético debido al incremento en la intensidad lumínica. Se postula que las plantas in vitro poseen una
limitada capacidad fotoprotectora determinada por bajas cantidades de pigmentos de tipo xantofilas, poca capacidad
de desepoxidación, escaso contenido de PsbS y escaza capacidad de recambio de la proteína D1. Por tanto, bajo una
condición fotoinhibitoria, las plantas in vitro presentarán un mayor fotodaño y/o menor tasa de recuperación que
plantas producidas en vivero. Microtallos y plantas de vivero de Castanea sativa fueron sometidas a un tratamiento
de fotoinhibición (TPh) por dos horas a 1000 umol fotones m-2
s-1
y temperatura ambiente. Se analizó la cinética de
recuperación de la eficiencia máxima del PSII (Fv/Fm). Mediante fluorescencia de la clorofila se estimó la tasa de
transporte de electrones (ETR), NPQ y presión de excitación del PSII (1-qL), contenido relativo de proteínas
tilacoidales (D1, PsbS y Lhcb1) y pigmentos del ciclo de las xantofilas: violaxantina (V), anteraxantina (A) y
zeaxantina (A), antes y después de aplicar el TPh. In vitro, Fv/Fm disminuyó posterior al TPh, alcanzando valores
menores a 0,1. Fv/Fm aumentó lentamente después de 9h del Tph, recuperándose sólo 70 h post-TPh. En plantas de
vivero la disminución de Fv/Fm fue mínima (0,74) y se recuperó completamente 20 h post-TPh. NPQ disminuyó
tanto en plantas in vitro como en vivero posterior al TPh, siendo significativamente mayor en plantas de vivero y
mostraron una tendencia a la recuperación. La ETR incrementó significativamente en vivero luego del TPh junto con
una drástica disminución de 1-qL. Todos los parámetros de fluorescencia tendieron a la recuperación dentro de 24 h,
contrario a lo observado in vitro donde sólo se observaron disminuciones, excepto en 1-qL el cual incrementó
durante la recuperación. Respecto al contenido relativo de proteínas tilacoidales y xantofilas, estos fueron mayores in
30
vitro que en vivero. Sin embargo, la conversión de V a Z posterior al TPh sólo fue observada en plantas de vivero.
Las plantas in vitro fueron incapaces de desepoxidar V hasta Z y disminuyeron drásticamente el contenido de VAZ
posterior a la fotoinhibición. Nuestros resultados indican que la escasa NPQ de las plantas cultivadas in vitro no se
debe a deficiencias estructurales relacionadas con el contenido de PsbS, ni a la capacidad de recambio de D1. Sino
más bien a una incapacidad de conversión de V a Z, la cual contribuye a la disipación del exceso de energía en la
antena del PSII, esto puede estar influenciado por la ETR observada in vitro, la cual podría ser muy baja como para
generar el ΔpH requerido para la conversión de V a Z.
Palabras clave: Fotoinhibición, cultivo in vitro, fluorescencia, xantofilas, D1.
Organogénesis directa en Jatropha curcas (L.).
Juan Vegas
Unidad de Biotecnología, Universidad de Tamaulipas, México
RESUMEN
La reproducción natural de Jatropha curcas se realiza por vía sexual, esta forma de propagación induce una alta
variabilidad genética que se traduce en irregularidad de la producción, con efectos negativos en un posterior uso
industrial y alimentario de la semilla. Aunque presenta buenos resultados la propagación vegetativa por estacas, no
existe material suficiente para cubrir la demanda para el establecimiento de plantaciones, y sobre todo, desde
genotipos sobresalientes. Todo lo anterior, hace indispensable la utilización de herramientas biotecnológicas como
lo es el cultivo de tejidos para la micropropagación de material vegetativo seleccionado, a fin de garantizar
uniformidad y calidad en la producción de semilla. En el presente trabajo se evaluó el efecto de BA y ANA en el
proceso de organogénesis directa de J. curcas.
Cultivo in vitro de la Jatropha curcas (l.), una importante planta energética.
Yarianne Lezcano; Fernando Sagarra; Marcos Daquinta; Danilo Pina;Maritza Escalona.
Laboratorio Cultivo de Células y Tejidos. Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila. [email protected]
RESUMEN
Jatropha curcas (L.) pertenece a la familia de las Euphorbiaceae y en la actualidad esta en el marco de numerosas
estrategias como planta energética del futuro. La planta es tolerante a la sequía, crece bien en tierras marginales,
necesita solo de bajo nivel de humedad (300 - 1 000 mm por año), es fácil de establecer y de rápido crecimiento, así
como ayuda a la recuperación de los suelos. Este pequeño árbol produce semillas después de dos a cinco años de
plantada que contiene entre un 30-40 por ciento de aceite el cual ha sido utilizado en la producción de jabones,
velas, y en la industria cosmética, tiene además propiedades medicinales y se está utilizando en la producción de
biocombustibles. Estos atributos demandados de la Jatrophahan sido traducidos en proyectos científicos para la
producción a gran escala de aceite y/o biocombustible. En el Centro de Bioplantas se viene trabajando en el empleo
de técnicas biotecnológicas que permiten la selección de genotipos y la propagación in vitro con el empleo de
técnicas semi-automatizadas para la producción sostenible de Biocombustible. Con el objetivo de aumentar el
conocimiento sobre la base genética y la diversidad de esta planta se dispone de un jardín de variedades con colectas
nacionales e internacionales. La obtención de protocolos eficientes para la propagación de plantas a través de la
proliferación de yemas axilares y apicales ha sido establecida en la variedad de Cabo Verde. Los primeros resultados
en el uso de la técnica de inmersión temporal para la proliferación de la Jatrophaconducen a evaluar las
potencialidades de esta técnica para la propagación masiva de genotipos élites con el empleo del medio líquido. Se
informa además sobre un eficiente procedimiento para la regeneración de plantas por organogénesis indirecta
utilizando los cotiledones como explantes.
31
Downregulation of stress-related genes in Physic nut (Jatropha curcas L.) induced by medium term drought
stress.
Sagarra, F1; Rodríguez, JL
2; Meijón, M
2;Escalona, M
1; Cañal, MJ
2; Rodríguez, R
2& Valledor, L
2.
1-Laboratory for Plant Cell and Tissue Culture, Bioplants Centre, University of Ciego de Ávila, Cuba.
2-EPIPHYSAGE Research Group, Plant Physiology, IUBA, University of Oviedo. C/ Cat. Rodrigo Uría, s/n, Oviedo33071, Spain
RESUMEN
Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae) is a drought-tolerant, perennial shrub considered a potential source of Biofuel-
producing energy crop. Yield is variable, but seed production up to 5 t/ha and 37% non-edible oil content has been
reported (Achten et al., 2008). Drought is a multifaceted stress condition that significantly limits plant productivity
(Ribaut et al. 2002). Therefore, drought tolerant crops must be developed as an urgent and strategic goal for plant
biotechnology. A functional genomics approach, in which thousands of genes are screened, enables us to identify
candidate genes putatively related to the expression of phenotypic and physiological traits. Thus, several
transcriptomic studies have been developed in different drought-treated plant species (Schafleitner et al., 2007;
Gimeno et al., 2009) in order to gain deeper knowledge of physiological responses that can be applied in breeding
programs. Despite its importance only a few transcriptomic studies in Jatropha curcas L. can be found in literature
(Tang et al., 2007; Zhang et al., 2008), so further efforts need to be done in order to screen the expression profile of
drought-induced genes. The aim of this study was to monitor transcriptome changes in Jatropha curcas L. upon
drought stress, by using Genesnare differential gene expression Kit.
Ensayo de regeneración de Pterogyne nitens Tul. por cultivo in vitro de ápices meristemáticos.
Sugastti, F.1 y Villalba R. N.
2
1 Ing. For, [email protected] 2 Ing. Agr.,[email protected]).
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El Paraguay se caracteriza por una gran riqueza florística, con hermosos ejemplares ornamentales y forestales. Se
destaca en especial la especie maderable Pterogyne nitens de elevado valor comercial. El cultivo in vitro de tejidos
vegetales es una metodología para regenerar especies con cualidades tan nobles como ésta, ya que brinda la ventaja
de poder utilizarse prácticamente cualquier parte del vegetal y obtener en corto tiempo gran número de individuos.
Para la regeneración se obtuvieron plántulas por cultivo de semillas tanto in vitro como in vivo, en arena lavada
estéril. Los ápices fueron desinfestados con NaOCl 5% durante 5 minutos y sembrados en medio MS suplementado
con concentraciones de 1,0 mg/L de BAP, 0,1 mg/L de AG3 y 0,01 mg/L de ANA. Los tubos, 175 en total, se
mantuvieron a 25 ºC y fotoperiodo de 16 horas. Se realizaron evaluaciones a los 15 y 30 días de la siembra. En la
primera se obtuvo una tasa de 91,4 % de sobrevivencia de explantes. El desarrollo morfogénico a los 30 días como
callos se agrupó por tamaño según su peso y longitud en tres categorías: pequeño, mediano y grande, dando un total
de 23,6 % de callos de consistencia friable y color verde.
32
Variables asociadas con la productividad de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schard y su potencial de
secuestrado de dióxido de carbono
M. Leiva-Mora, Yordanys Bravo Lázaro, Ortelio Hurtado, Miladys León, Yudith García-Ramírez, Y Alvarado-
Capó, M. Acosta-Suárez, M. Cruz-Martín, C. Sánchez, B. Roque
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara. Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
Los bambúes resultan cultivos de interés por su potencial para la realización de servicios ambientales a través del
secuestro de carbono y por la producción de madera en un corto período de tiempo. Esto cobra gran importancia en
la búsqueda de alternativas para mitigación o adaptación al cambio climático. En el presente trabajo, se evaluaron
ocho variables asociadas con la productividad de esta especie y se realizó una estimación del dióxido de carbono
secuestrado en plantaciones establecidas en campo. El número total promedio de culmos por plantón fue de 16.53, la
longitud promedio de los culmos fue de 12.35 m. El diámetro externo del culmo en la porción basal, media y distal
fue de 7.10 cm, 6.48 cm y 3.05 cm; mientras que el diámetro interno fue de 4.16 cm, 5.12 cm y 1.95 cm
respectivamente. La masa fresca en la porción basal, media y distal fue de 1.15 kg, 0.59 kg y 0.18 kg, mientras que la
masa seca fue de 0.63 kg, 0.33 kg y 0.11 kg. El volumen neto del culmo de la sección basal, media y distal fue de
0.12 m3, 0.056 m
3, 0.045 m
3 mientras que el volumen aparente del culmo fue de 0.29 m
3, 0.27 m
3, 0.13 m
3. El
porcentaje promedio de carbono secuestrado por culmo fue de 3.25 kg/planta y 53.68 kg/plantón. Estas variables
pueden utilizarse para realizar mediciones más precisas del crecimiento y productividad de Bambusa vulgaris en
condiciones de campo, así como para realizar estimaciones de las contribuciones ambientales mediante la estimación
del secuestro de CO2 que realiza esta especie en los agroecosistemas cubanos.
Palabras clave: bambú, cambio climático, mitigación, reforestación, secuestro de CO2
33
Taller 2: Interacción Planta - Microorganismos
(Martes 3 de Mayo, 2011)
Coordinadores: MSc. Rayza González Rodríguez | Dra. Barbarita Companioni
Towards the manipulation of the danger sensing apparatus of plants
Giulia De Lorenzo
Department of Biology and Biotecnology "Charles Darwin", "Sapienza” Università di Roma, P.le A.Moro 5, 00185 Roma, Italy
ABSTRACT
An efficient sensing of danger and a rapid activation of the immune system are crucial for the survival of plants.
Conserved pathogen/microbe-associated molecular patterns (PAMPs/MAMPs) and endogenous molecular patterns,
which are present only when the tissue is infected or damaged (damage-associated molecular patterns or DAMPs),
can act as danger signals and activate the plant immune response. These molecules are recognized by surface
receptors that are indicated as pattern recognition receptors (PRRs). I will present recent data on oligogalacturonides
(OGs), a class of DAMPs that is released from the extracellular matrix of the plant cell during pathogen attack or
wounding will be presented. I will also discuss the characteristics of the Arabidopsis Wall-Associated Kinase 1
(WAK1), a PRR recently identified as a receptor of OGs, and the use of WAK1, PRRs and chimeric receptors to
engineer resistance in crop plants.
Diversity of N2-fixing Burkholderia species and their potential use in agro-biotechnology
Paulina Estrada de los Santos, Lourdes Martínez Aguilar, Augusto Ramírez Trujillo, Janette Onofre Lemus,
Arnoldo Wong Villarreal, Rocío Castro González, Corelly Salazar Salazar, Nicolás Gómez Hernández and
Jesús Caballero Mellado
Centro de Ciencias Genómicas, Universidad Nacional Autónoma de México. Apartado Postal 565-A. Cuernavaca, Morelos,
México. [email protected].
ABSTRACT
The genus Burkholderia comprises 62 species which have been isolated from a wide range of environmental niches.
The analysis of 16S rRNA sequence from all Burkholderia species shows two well defined clusters. Both clusters are
also formed when using multilocus sequence analysis (MLSA). One group includes plant and animal pathogens and
the opportunistic pathogen B. cepacia complex (BCC). The other cluster comprises non-pathogenic species, which
are mostly found in association with plants or in soil. Fifty percent of these species are N2-fixing, and some of them
nodule legume plants. The genomic content analysis of the N2-fixing plant associated Burkholderia species has
revealed multi-replicones (2-5) with a total size of 7-9 Mb. These large chromosomes could explain the ability of this
species to colonize the rhizosphere and the inner tissues of different host plants or their behavior as plant growth
promotion bacteria (PGPB). Some biological active compounds involved in PGP detected in N2-fixing Burkholderia
species are indolacetic acid (IAA) and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC). IAA production seems to be
synthesized through unknown metabolic pathways, since the genome of some of these species does not reveal the
genes involved in this activity. These Burkholderia species are also able to synthesize siderophores, which may be
involved in their antagonistic ability against plant pathogens. Additionally, some N2-fixing plant-associated
Burkholderia are able to grow on pollutant aromatic hydrocarbons as the sole carbon source. Transmissibility factors
identified among clinical isolates of BCC have not been detected in any of the plant-associated N2-fixing
Burkholderia. Certainly, the N2-fixing plant-associated Burkholderia species represent a great potential for agro-
biotechnological applications, which could lead towards using consortia of these species as plant growth promoting
rhizobacteria (PGPR) and, concomitantly, in rhizoremediation and for biological control of plant pathogens.
34
Rhizobium as microbial delivery system in agriculture.
Lina P. Rivera, Marta Robledo, Esther Menéndez, Pilar Martínez, José D. Flores, Raúl Rivas, Encarna
Velázquez, Eustoquio Martínez Molina, Pedro F. Mateos.
Departamento de Microbiología y Genética, CIALE. Universidad de Salamanca. Spain. [email protected]
Resumen
El aumento de la seguridad se ha convertido en uno de los grandes objetivos del sector agrario y la industria
agroalimentaria y para lograr este objetivo es necesario reducir, y si fuera posible eliminar, el uso de abonos
químicos en los cultivos sustituyéndolos por otro tipo de fertilización. Los microorganismos constituyen la
alternativa más prometedora a los fertilizantes químicos para mantener la producción mejorando la calidad de los
productos agrícolas. Los estudios llevados a cabo en los últimos años, han permitido que el conocimiento de la
rizosfera y sus implicaciones en la fisiología de las plantas aporte una ingente cantidad de información para utilizar a
los microorganismos como biofertilizantes. Dentro de ellos, los rhizobia por su capacidad de establecer simbiosis con
leguminosas y promover el crecimiento de no leguminosas constituyen uno de los grupos más atractivos para ser
incluidos en las formulaciones de biofertilizantes, y continuar con los estudios que proporcionen una mayor
comprensión de las interacciones beneficiosas microorganismo-planta. Nuestro grupo de investigación, en
colaboración con otros grupos internacionales, describimos por primera vez la asociación endofítica natural entre
Rhizobium leguminosarum bv. trifolii y las raíces de arroz. En este trabajo aislamos y seleccionamos varias cepas de
Rhizobium leguminosarum bv. trifolii que eran Nod+ Fix
+ en trébol y que tenían el potencial de promover el
crecimiento del arroz y su productividad tanto en condiciones de laboratorio como en ensayos de campo. Como
continuación de este trabajo seleccionamos una cepa, Rhizobium leguminosarum bv. trifolii E11, que incrementaba
significativamente el rendimiento de grano de arroz y el índice de la cosecha con una disminución del uso de
fertilizantes químicos. Los beneficios de esta asociación Rhizobium-arroz no se deben a la fijación biológica de
nitrógeno sino a otros factores que promueven el crecimiento vegetal. La cepa seleccionada (E11) produce auxinas
(ácido indolacético) y giberelinas (GA7), celulasas y poligalacturonasas, bacteriocinas, sideróforos y es capaz de
solubilizar fosfatos tanto orgánico (fitato) como inorgánico (fosfato cálcico). La pared celular vegetal es una barrera
física de defensa frente a la infección de los microorganismos presentes en la rizosfera. Sin embargo, en la simbiosis
Rhizobium-leguminosa, el microsimbionte es capaz de atravesar esta barrera sin destruirla completamente ni activar
los mecanismos de defensa de la planta. Nuestro grupo de investigación ha comprobado que una de las celulasas
(CelC2) producidas por el microsimbionte Rhizobium leguminosarum bv. trifolii puede hidrolizar de una forma muy
localizada y específica la pared celular de su planta homóloga Trifolium repens evitando la destrucción de la misma y
facilitando la entrada de la bacteria, lo que hemos descrito como fenotipo Hot (Hole on the Tip). En esta ponencia
describiremos la influencia de esta celulasa en la habilidad que tiene Rhizobium leguminosarum bv. trifolii E11 de
colonizar e infectar las raíces de diversos cultivos de interés agrícola. Además de analizar su capacidad de infectar
diversas plantas mostraremos como esa universalidad también se puede aplicar a la capacidad de promover el
cremiento vegetal en un amplio rango de hospedadores.
Bacterias promotoras del crecimiento vegetal en maíz: aplicaciones y perspectivas
Adriana Montañez1*, Andrea Rodríguez Blanco
2, Claudia Barlocco
1, Martin Barracochea
1, and Margarita
Sicardi
1 Laboratorio de Microbiología del Suelo, Instituto de Ecología y Ciencias Ambientales (IECA). Facultad de Ciencias,
Universidad de la República, Iguá 4225, CP 11400 Montevideo, Uruguay 2 Laboratorio de Microbiología, Departamento de Biología Vegetal, Facultad de Agronomía, Universidad de la República, Av.
Garzón 780, Montevideo, Uruguay
* e-mail: [email protected]
RESUMEN
Los programas de mejoramiento de cultivos están diseñados a mejorar sus características agronómicas, como
rendimiento, eficiencia en el uso del fertilizante, resistencia a plagas, sequía, etc. Muchas veces esos programas no
tienen en cuenta el potencial de las interacciones útiles entre las plantas y las comunidades de microorganismos del
35
suelo. En numerosos trabajos experimentales, se ha evidenciado que las relaciones benéficas entre las plantas y los
microorganismos del suelo pueden ser la clave para disminuir la cantidad de fertilizantes químicos utilizados
(nitrógeno y fósforo), sin disminuir los rendimientos y mejorando la sustentabilidad del cultivo. El objetivo de este
trabajo fue: 1) determinar la capacidad intrínseca de cultivares de maíz de incorporar N2 atmosférico con el método
de dilución isotópica de 15
N; 2) aislar, identificar y caracterizar las bacterias endófitas de maíz en su capacidad de
bacterias promotoras del crecimiento vegetal (BPCV); 3) seleccionar aquellas cepas que por su capacidad como
BPCV puedan ser eventualmente utilizadas como inoculantes comerciales. Un primer aspecto fue determinar el
potencial de Fijación Biológica de Nitrógeno (FBN) intrínseco en 10 cultivares de maíz comerciales. El ensayo fue
en macetas con suelo, en cámara de crecimiento de plantas y en condiciones ambientales controladas. Los valores
obtenidos variaron entre 12% en Tendem a 33% en Topacio. El cultivar NK940 y Suco dieron valores más altos y
significativos de FBN comparado con los restantes, 27% y 26%, respectivamente. La misma tendencia se observó
cuando la FBN se determinó por el contenido de N-total de la parte aérea de las planta. El siguiente paso en la
investigación fue determinar la presencia de bacterias en el interior de las plantas de maíz (endófitas) y en particular
su capacidad de fijar nitrógeno (diazótrofas). Se evaluó como capacidad de BPCV la fijación de nitrógeno
atmosférico (N2), el control de ciertos fitopatógenos, la solubilización de fósforo, la producción de acido indolacetico
y de sideroforos. Con ese objetivo se aislaron bacterias de tallo, raíz y hoja de los cultivares disponibles. El tallo fue
el órgano del cual se obtuvo el mayor número de bacterias y por una metodología clásica se seleccionaron las
fijadoras de nitrógeno. Las bacterias mostraron alta diversidad morfológica y genética, los géneros identificados
fueron Pantoea, Rhizobium, Pseudomona, Rhanella, Herbaspirillum, Azospirillum Burholderia, Enterobacter y
Brevundimonas. Adicionalmente, la mayoría de las bacterias estudiadas producen metabolitos del tipo ácido indol
acético (AIA) con efecto directo en el crecimiento de las plantas y un 90% de ellas es capaz de solubilizar fosfato
tricálcico in vitro. Estas características indican que la FBN puede no ser la única y principal razón de un mayor
crecimiento y/o rendimiento vegetal, sino que puede ser el resultado de más de un mecanismo de beneficio para las
plantas. Las cepas seleccionadas por sus características como BPCV se evaluaron en invernáculo y campo. Los
resultados obtenidos son promisorios para la producción de bioinoculantes.
BIOJAS®: Un controlador biológico de origen microbiano para cultivos de interés económico.
Georgina Michelena*§, Justo JG. Gonzalez**, Beatriz Altuna*, Grolamys Castillo*, Felipe Eng*, Grisel
Ortega*, Silvano Legra*, Silvia Matos*, Silvia Armenteros*, Xiomara Alvarez*, Emilia Carreras*.
*Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA)
** Centro de Bioplantas, UNICA, Ciego de Avila.
§ Autor para la correspondência, e-mail: [email protected]
RESUMEN
Cada día la protección del medio ambiente se expresa en regulaciones exigentes, y el potencial de los beneficios
económicos de subproductos más eficientes y específicos, abren interesantes oportunidades para nuevas aplicaciones,
siendo una de ellas la producción microbiológica de reguladores del crecimiento vegetal.
El Acido Jasmónico (AJ) es un regulador del crecimiento vegetal endógeno, sintetizado de manera natural por una
gran variedad de plantas, con efectos tales como: incremento de rendimientos agrícolas; estimulación de la
formación de tubérculos, maduración de frutos y un especial papel en los mecanismos de defensa de las plantas. La
producción de este regulador puede realizarse a través de la extracción de las plantas superiores, por vía química o
microbiana. Hasta el momento la vía predominante es la extracción de fuentes naturales en los que el AJ se encuentra
a un bajo nivel, por lo que este producto se coloca en el mercado mundial a elevado costo, los precios oscilan entre
300 - 400 USD/g calidad reactivo.
En este trabajo se presenta el desarrollo del producto BIOJAS® a partir de un procedimiento fermentativo de
producción de Acido Jasmónico (AJ) y otros jasmonatos con una cepa autóctona de Botryodiplodia sp. aislada de
cáscara de cítricos yseleccionada de un total de 32 cepas,en el que se ha logrado maximizar la producción tanto por
la optimización del medio de cultivo, como por un estudio de requerimiento de oxígeno y se caracterizó la velocidad
de crecimiento máxima, y máxima velocidad de consumo de sustrato. Se logró un proceso con las más altas
concentraciones de AJ indicadas en la literatura y en productos comerciales del orden de 1000 mg/L.
Los resultados obtenidos con el BIOJAS® han demostrado su efecto en el control del Sclerotium rolfsii, hongo
patógeno de más de 180 especies de plantas, entre las que se encuentra la caña de azúcar, en el control de la Chinche
36
harinosa en plantaciones de piña Cayena lisa, en donde redujo apreciablemente los ataques por Chinche harinosa
expresado en la disminución drástica tanto del número de individuos como de colonias, en el control de áfidos
(pulgones) en el cultivo de habichuelas Escambray, ante la infección con Fusarium oxysporum f. sp cubense raza 2
en condiciones de aclimatización en plantas de plátano var. CEMSA ¾, donde el ácido jasmónico en dosis de 1.0
mg.L-1 siempre redujo la presencia del hongo, demostrando acción protectora, ante la infección de plantas de piña
(Ananas comosus (L.) Merr.) con Phytophthora nicotianae var. parasitica. Queda demostrada la importancia del uso
del AJ en la micropropagación de la piña, ya que permitió disminuir las pérdidas de material vegetal durante los
primeros días de adaptación ex vitro, y por consiguiente, una disminución de los costos de producción. En el
extranjero, se evaluó ante la infección de plantas de calabacín, berenjena y pepino en Almería, España, en donde se
observó respuesta efectiva de las plantas frente a las aplicaciones de BIOJAS para incrementar la resistencia ante las
plagas (Áfidos) y enfermedades (Oidio), evidenciado en una menor incidencia de síntomas visuales sobre las hojas,
el vigor y el verdor de las plantas tratadas se incrementaron y fueron superiores en relación a las plantas
seleccionadas como testigos BIOJAS®
es un producto con marca registrada con el no. 2003- 1073 logotipo y
EVIPOL, derivado de efecto biocontrolador, con No. 1243/2005, con solicitud en el Registro de Fertilizantes de
Cuba con No. 008/2003, un derivado del jasmónico "Biocida compuesto por una sal de jasmonato y otros aditivos"
fue patentado con Patente de Invención No. 23555 y Resolución 1428/2010. El producto cuenta con avales de
introducción del resultado que demuestran su factibilidad agronómica y avales científicos.
Evidence for horizontal acquisition and regulatory evolution of the fructan metabolic operon by the nitrogen-
fixing endophyte Gluconacetobacter diazotrophicus.
Lázaro Hernández1, María E. Ochagavia
1, Luís E. Trujillo
1, Ricardo Ramírez
1, Paulina Estrada-de los
Santos2, Carmen Menéndez
1
1Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB), Apartado postal 6162, Habana 10600, Cuba. 2Centro de Ciencias Genómicas, UNAM, Apartado postal 565-A, Cuernavaca, Morelos, México.
ABSTRACT [View full text]
The nitrogen-fixing endophyte Gluconacetobacter diazotrophicus colonizes sugarcane and other economically
important crops. The bacterium utilizes plant sucrose via a secreted levansucrase (LsdA, EC 2.4.1.10). The enzyme
converts the disaccharide into glucose, fructose, short-chain fructooligosaccharides (FOS), and highly polymerized
levan (2,6)-linked polyfructan with above 104 fructosyl residues. In the absence of favored energy sources, levan
can be degraded by the action of a fructose-releasing exolevanase (LsdB). The lsdA and lsdB genes are located on the
chromosome forming a single-copy operon with a distinct transcriptional regulation. The first gene is expressed
constitutively, while lsdB transcription is induced at low fructose concentrations and repressed by glucose. LsdA and
LsdB are secreted to the extracellular medium via the type II secretory pathway. We present phylogenetic evidence
for horizontal acquisition of the lsdA-B operon by G. diazotrophicus. The codon usage adaptation and fine-tuned
regulation of gene expression suggest that the operon evolved after the ancient horizontal transfer event. The
thirteen–component type II operon, although located next to the lsdA-B locus, could have a different evolutionary
history. The acquisition and regulatory evolution of the fructan metabolic operon might have been crucial in the
bacterium adaptation to the plant environment. We postulate that fructan synthesis and degradation are excluding but
also complementing habitat–related processes in G. diazotrophicus. The bacterium can synthesize, but not degrade,
levan during endophytic interaction. Outside the plant, when the substrate sucrose is not available, the constitutively–
expressed LsdA would initiate the exohydrolysis of levan in the biofilm providing for a slow release of fructose as
the signal to activate the expression of the more efficient hydrolyser LsdB. In this sense, levan degradation may
supply the bacterium for energy to temporarily survive in the rhizosphere.
37
Can systemic resistances contribute to ecologically based ipm control of nematodes in pineapple?
Soler A. and Marie-Alphonsine P.A.
CIRAD Martinique, Quénéhervé P., IRD Martinique, PRAM. Tel (596) 596 42 30 92. ([email protected])
ABSTRACT
Pineapple monoculture and the use of pesticides reduced the biodiversity in the agrosystems and increased the
imbalance between pathogenic and beneficial organisms. Non specific natural defenses induced by chemical elicitors
or non pathogenic microorganisms, may contribute to ecologically based IPM as an alternative to pesticides (Vallad
and Goodman, 2004). We showed that pineapple plants (MD-2 and Smooth cayenne) can produce a systemic
resistance against nematodes after elicitor application. We measured Rotylenchulus reniformis populations and the
evolution of enzymatic activities linked to plant defenses (oxidative enzymes, and LOX and PAL as key enzymes for
signaling molecules, Methyl-jasmonate, „Met-jasm‟, and Salicylic acid, „SA‟). These enzymatic activities were tested
as potential markers of physiological changes after 3 elicitors treatment.
Diversidad de microorganismos cultivables aislados de suelo en plantaciones de bambú.
Yelenys Alvarado-Capó, Mileidy Cruz-Martín, Mayra Acosta-Suárez Michel Leiva-Mora, Berkis Roque,
Cynthia Sánchez-García, Marisol Freire-Seijo
Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
Los bambúes tienen gran importancia económica por sus aplicaciones y su impacto en el ambiente, principalmente
en la protección del suelo y las cuencas. Sin embargo, no se han caracterizado comunidades microbianas asociadas a
plantaciones de especies de bambú cultivadas en Cuba. Esto podría contribuir a validar su impacto ambiental
favorable y al conocimiento de la interacción planta-microorganismo. Teniendo en cuenta lo anterior este trabajo
tuvo como objetivos: cuantificar, caracterizar e identificar bacterias y hongos filamentosos de suelo en plantaciones
de diferentes especies de bambú. Se muestrearon plantas de la colección de bambúes del Jardín Botánico de
Cienfuegos de más de 60 años de establecidas y plantaciones jóvenes de algunas de estas especies. Además, se
incluyeron muestreos de suelo de otras especies vegetales y de suelo sin cultivo para comparar los resultados. Los
análisis microbiológicos se enmarcaron en microorganismos cultivables. Se comprobó que la concentración de
hongos filamentosos se encontraba entre 103 y 10
4ufc/g y la de bacterias entre 10
5 y 10
7ufc/g, órdenes similares a los
de otras especies vegetales muestreadas. Se demostró, además, la presencia de especies de bacterias fijadoras de
nitrógeno y de bacterias y hongos solubilizadores de fósforo. Se identificaron un total de 13 géneros de hongos y tres
familias de bacterias que demuestran la diversidad de microorganismos del suelo asociados a diferentes especies de
bambú cultivadas en Cuba y sientan las bases para profundizar en el estudio sobre su impacto ambiental.
Palabras clave: bacteria, hongos filamentosos, rizosfera, bambúes.
38
Potencialidades del género Bacillus como promotor del crecimiento vegetal en cultivos de importancia
económica.
Marcia M. Rojas Badía1, Berto Tejera Hernández
1, Mondher ElJaziri
2, Jacques Mahillon
3, Diana M. Bosh
Crespo1, Mayra Heydrich Pérez
1.
1Dpto. de Microbiología y Virología, Facultad de Biología, Universidad de La Habana. Cuba. 2Laboratory of Plant Biotechnology, Free University of Brussels, Belgium. 3Laboratory of Food and Environmental Microbiology, University Catholic of Louvain, Belgium.
Dirección: Calle 25 #455 e/ J e I Vedado, CP10400, Ciudad de La Habana. Teléfono: 8329241. E-mail: [email protected]
RESUMEN
El uso de las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPB) podría sustituir parcialmente el uso de
fertilizantes químicos, que no solo encarecen la producción, sino que también traen consigo un efecto negativo sobre
el medio ambiente. En el presente trabajo se demostró que el género Bacillus está presente en los cultivos del arroz
(Oryza sativa L.), maíz (Zea maíz L.) y café (Coffeea arabica L.) procedentes de diferentes regiones de Cuba.
Mediante el aislamiento directo del suelo rizosférico o mediante el Modelo Microscosmos se obtuvieron 95 cepas de
bacilos Gram positivos, aerobios y formadores de endosporas. Todos produjeron compuestos indólicos estimuladores
del crecimiento vegetal y 27 solubilizaron fosfatos inorgánicos. Además se determinó cualitativamente la capacidad
de crecer en medio libre de nitrógeno. Con mutantes espontáneos a antibióticos de las cepas RP27 B. cereus y EAI3
B. pumilus identificados por secuenciación parcial del ADNr16S, se realizó un estudio de colonización de plántulas
de arroz (cultivares Perla e Iacuba 30) durante 7 días, obteniéndose que la cepa RP27 (proveniente de la rizosfera de
Perla) coloniza mejor la rizosfera, la raíz y las hojas de las plántulas de ambos cultivares, lo que demuestra la
independencia del origen en esta capacidad. Por otra parte, se demostró la capacidad de movimiento de ambas cepas
en medio de cultivo a bajas concentraciones de agar superficialmente (“swarming”) y sumergido (“swiming”), así
como la capacidad para formar biopelícula, medida por el método de violeta cristal en placas de poliestireno,
características que constituyen una ventaja que potencia la colonización de la planta. Diez cepas seleccionadas se
identificaron como pertenecientes al género Bacillus utilizando la secuenciación del gen que codifica para el ADN
ribosómico 16S. Se diseñaron un par de cebadores a partir de 32 secuencias de 16 especies diferentes de la subunidad
A del gen de la Girasa (gyrA), lo que permitió amplificar este gen y posteriormente secuenciar e identificar 4 cepas
hasta especie, demostrando la factibilidad de utilizar estos cebadores con este fin. En este trabajo se obtuvieron cepas
autóctonas del género Bacillus asociadas a cultivos de interés económico con potencialidades para la colonización de
la planta y la promoción del crecimiento. Además brinda herramientas para la identificación de las cepas de interés
en este género.
Comportamiento de la variabilidad longitudinal del número de esporas de la cepa de hongo micorrízico
arbuscular Glomus hoi-like en el cultivo de Brachiaria decumbens
Bannie Vázquez1, Ramón Rivera
1 y Kalyanne Fernández
1
1Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas
Email: [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Con el objetivo de determinar el comportamiento de la variabilidad longitudinal del número de esporas del hongo
micorrízico arbuscular (HMA) Glomus hoi-like en canteros, utilizando Brachiaria decumbens como planta trampa,
se realizó este estudio. Para dar cumplimiento al mismo, se inoculó el cultivo con la cepa Glomus hoi-like (INCAM-
4), suministrado por el cepario de HMA del INCA, sobre un sustrato arcilloso. Se realizaron muestreos a los 60, 90 y
120 días de germinadas las semillas en los que se subdividieron los canteros en tres partes iguales y se tomó una
muestra compuesta por cinco submuestras en la profundidad de 0-20 cm, determinándose el número de esporas. Para
determinar la variabilidad espacial del número de esporas en los canteros se tomó una muestra compuesta por tres
39
submuestras cada 1,5 m, a lo largo del cantero,a cada muestrase le determinó el número de esporas y los contenidos
de algunos indicadores químicos del sustrato. Se realizó una correlación entre el número de esporas y los indicadores
químicos del sustrato. El número de esporas en ambos periodos fue aumentando con el tiempo y presentó una
elevada variabilidad a lo largo del cantero. Las mayores producciones de esporas se encontraron en el periodo de
junio a octubre. La correlación entre el númerod de esporas y algunos indicadores químicos revelaron resultados
poco significativos y con muy bajos coeficientes de correlación, lo cual demostró que estos indicadores no son los
responsables de la variabilidad sobre la producción de esporas.
Palabras clave: variabilidad, número de esporas de HMA
Identification of new genes involved in tobacco-pthogen interaction.
Orlando Borras Hidalgo
Centro de ingeniería genética y Biotecnología. Habana.Cuba
ABSTRACT
Plants typically defend against a wide range of parasites by preventing them from entering attacked cells. This non-
host resistance (plant immunity) is based on a two-layer protection, which includes pre- and post-invasive defence
components .In this report, we provide evidence for a role of several genes in disease response in Nicotiana species.
The genes transcript level strongly increased following several types of biotic stress. In accordance with gene
expression data, loss-of-function analysis of these genes seriously compromised the resistance to several disease
produced by fungal and oomycete pathogens in tobacco plants.
Transcriptome analysis on Verticillium-infected tomato to identify genes involved in host defense.
Ermis Yanes-Paz1,3*
, Sajid Rehman1, Yuling BAI
2, Ramón Santos Bermudez
3, Orlando Borrás-Hidalgo
4, Bart
P.H.J. Thomma1
1Laboratory of Phytopathology, Wageningen University, Droevendaalsesteeg 1, 6708 PB Wageningen, The Netherlands. 2Laboratory of Plant Breeding, Wageningen University, Droevendaalsesteeg 1, 6708 PB Wageningen, The Netherlands. 3Bioplants Center, Ciego de Avila, Cuba. 4Center for Genetic Engineering and Biotechnology, Havana, Cuba
ABSTRACT
Despite the economical importance of Verticillium spp., relatively little is known about the molecular basis of
Verticillium pathogenicity and host resistance against this fungus. In the present work we present the progress of the
project “Unravelling the molecular basis of Verticillium wilt diseases in Nicotiana species to be applied in Cuban
tobacco cultivars”. In a first series of experiments we aimed to identify key components involved in the interaction
between Verticillium and tomato. For that purpose comparative transcriptomics was performed on susceptible and
resistant tomato lines of the cultivar MoneyMaker inoculated with a race 1 isolate of Verticillium using cDNA-
AFLP. As a resistant line, Ve1 transgenic MoneyMaker was used (Fradin et al., 2009). A total number of 176
selective primer combinations were tested and 1434 differentially expressed transcript-derived fragments (DE-TDFs)
were identified. As the DE-TDFs that are up-regulated specifically in resistant tomato upon Verticillium inoculation
(302 DE-TDFs) may be involved in host resistance, these are functionally analyzed using virus-induced gene
silencing (VIGS). The initial results of this analysis will be presented. In a second series of experiments, we present
the results on the determination of Ve1 expression patterns by using reciprocal grafting and expression of Ve1
promoter::GUS fusions in tomato.
40
Fraccionamiento del filtrado de cultivo y purificación de metabolitos fitotóxicos producidos por Fusarium
oxysporum f. sp. cubense GCV 01210 (raza 1).
Nayanci Portal González1(*), Mayda Arzola
2, Alitza Iglesias
2, Indira Persaud
1, JenellaGarraway
1, Karlina
García Sosa3, Ermis Yanes
2, Barbarita Companioni
2, Luis Manuel Peña Rodríguez
3, Ramón Santos
Bermúdez2.
1Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad de Ciego de Ávila “Máximo Gómez Báez”. Carretera a Morón Km 9. Ciego de
Ávila. Cuba. (*) [email protected] ; [email protected] 2Centro de Bioplantas. Universidad de Ciego de Ávila “Máximo Gómez Báez”. Carretera a Morón Km 9. Ciego de Ávila. Cuba. 3Centro de Investigación Científica de Yucatán (CICY). Mérida. Yucatán. México.
RESUMEN
El Mal de Panamá o Fusariosis del banano, causada por Fusarium oxysporumf. sp. cubense, representa una de las
enfermedades más destructivas y de importancia económica en el género Musa. No existen variedades comerciales
disponibles con resistencia a la enfermedad y la actual clasificación de razas del patógeno se encuentra ampliamente
cuestionada. Previamente, se caracterizó la dinámica de excreción de metabolitos al medio de cultivo durante el
crecimiento in vitro de la Razas 1 del patógeno, lo cual ha mostrado diferentes patrones que pudieran estar
relacionados con la diferencia en la capacidad de afectar los diferentes cultivares de plátanos y bananos. Por ello, el
objetivo fundamental del presente trabajo es purificar el extracto orgánico del filtrado de cultivo de Fusarium
oxysporum f. sp. cubense GCV 01210 en los momentos de excreción diferencial al medio líquido, para su posterior
caracterización química. Se purificaron tres compuestos a partir del filtrado de cultivo del patógeno con ausencia de
especificidad frente a cultivares susceptibles y resistentes a la enfermedad. De este modo, podrán desarrollarse
utilitarios moleculares y/o por herramientas de metabolómicas para la diferenciación de razas del patógeno, la
ingenierización de plantas con niveles incrementados de resistencia a la enfermedad a partir de la incorporación de
receptores para el reconocimiento específico de estas moléculas microbianas involucradas en la enfermedad, así
como la posibilidad de emplear los mismos como agentes de selección precoz de resistencia a la enfermedad en los
programas de mejoramiento genético.
Palabras clave: Actividad fitotóxica, extractos orgánicos, cromatografía, plátanos y bananos.
Efecto de la aplicación de selenito de sodio en la acción protectora a la marchitez vascular en tomate:
contenido de proteínas totales, compuestos fenólicos y cambios en el potencial antioxidante.
Protective action of sodium selenite against fusarium wilt in tomato: total protein contents, levels of phenolic
compounds and changes in antioxidant potential.
B. Companioni1, J. Medrano
2, J. A. Torres
2, A. Flores
3, E. Rodríguez
4, A. Benavides
2.
1Lab. Plant-Pathogen Interaction, Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba, Email:
[email protected] 2Depart. Horticulture, 3Depart. Parasitology, 4Depart. Basic Science,Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro, Coahuila,
México,
Author for correspondence: [email protected]
RESUMEN
En México, el tomate está considerado como la hortaliza de mayor importancia por sus niveles de producción. Sin
embargo, las enfermedades representan uno de los problemas más serios para la producción de este cultivo. La
marchitez vascular producida por Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici es la principal enfermedad que causa
problemas en el cultivo. Lo anterior, ha impulsado la búsqueda de nuevas alternativas para el manejo de
enfermedades. En los últimos años se han realizado investigaciones sobre los inductores de resistencia de las plantas
a las enfermedades obteniendo como resultado, el descubrimiento de las propiedades de una serie de compuestos que
han demostrado eficacia en la lucha contra enfermedades fungosas. La presente investigación se desarrolló con el
objetivo de determinar el efecto de la aplicación de selenito de sodio en la acción protectora a la marchitez vascular
41
en plántulas de tomate; y en monitorear algunos cambios bioquímicos que se producen en las raíces inoculadas con
Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici raza 3, después de la aplicación del selenito de sodio. Los indicadores
evaluados fueron: contenido de proteínas totales, compuestos fenólicos y cambios en el potencial antioxidante. Los
resultados alcanzados en este experimento demostraron que la aplicación con selenito de sodio permitió obtener un
control más eficiente a Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici raza 3, y a su vez incrementar la calidad de la plántula.
La aplicación de la solución nutritiva de selenito de sodio incrementó el contenido de proteínas totales en los
cultivares susceptibles y resistentes. Por otra parte, las plántulas susceptibles y resistentes tratadas con la solución
nutritiva mostraron un incremento significativo en la capacidad de antioxidantes totales en las plántulas. Lo cual
sugiere que la solución nutritiva al ser adsorbida por la planta después de la aplicación, desencadena una respuesta
oxidativa, que a su vez se traduce en un incremento en la cantidad total de antioxidantes en las plantas. Los
antioxidantes son componentes importantes en la dieta de los humanos, de allí la importancia de aumentar su
cantidad en los alimentos.
Palabras clave: acción protectora, aplicación de selenite de sodio, Fusarium wilt.
ABSTRACT
In Mexico, tomato is considered as a vegetable of high importance due to its production levels. However, diseases
represent one of the most serious problems of field performance. The Fusarium wilt produced by Fusarium
oxysporum f. sp. lycopersici is the main disease that affects tomato crop. Therefore, new alternatives to control it are
being studied. In recent years, properties of some compounds that have shown efficacy on the fight against fungal
diseases have been determined. The present research was developed to determine the effect of the application of
sodium selenite on the protective action against Fusarium wilt in tomato plantlets; and to monitor some biochemical
changes that are produced in the roots inoculated with Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 3, after the
application of sodium selenite. The indicators evaluated were: total protein contents, levels of phenolic compounds
and changes in antioxidant potential. The results achieved in this experiment showed that the application of sodium
selenite was the most efficient control of Fusarium wilt, and also it increased the quality of the plantlets. The
application of sodium selenite increased the total protein content in susceptible and resistant cultivars. On the other
hand, susceptible and resistant plantlets treated with the product showed a significant increase of total antioxidant
capacity. This suggests that the product after being absorbed by the plant causes an oxidative response, and then an
increase in the quantity of total antioxidants. Antioxidants are important compounds in human diet and therefore
increase the quality of foods.
Keywords: application sodium selenite, Fusarium wilt, protective action.
Tsukamurella paurometabola C 924: Mecanismos PGPR e interacción con maíz.
Marieta Marín Bruzos
RESUMEN
Tsukamurella paurometabola C 924: Mecanismos de promoción del crecimiento veg etal e interacción con el cultivo
de maíz (Zea mays) Las bacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) son aquellas que colonizan la rizosfera
de las plantas y producen sustancias que estimulan su crecimiento y/o las protegen contra los patógenos.
Tsukamurella paurometabola C 924 es una bacteria aislada de rizosfera de plátano en el área de Camaguey, Cuba. El
objetivo del presente trabajo fue estudiar los mecanismos potenciales a través de los cuales esta cepa podría estimular
el crecimiento de las plantas al interactuar con ellas y evaluar además, su efecto sobre las variables fenológicas al ser
aplicada en el cultivo de maíz (Zea mays). Se encontró que T. paurometabola C 924 produce ácido indolacético,
solubiliza fosfatos, produce enzimas líticas y posee una marcada actividad antifúngica frente a hongos fitopatógenos.
Al inocular plantas de maíz con esta bacteria, se observó estimulación de la germinación de las semillas, así como
mayor altura, número de hojas y peso seco al compararlas con las plantas sin inocular. Se concluyó que T.
paurometabola C 924 estimuló el crecimiento de las plantas de maíz, lo que podría estar relacionado a los caracteres
PGPR determinados in vitro. El presente trabajo constituye el primer reporte de actividad PGPR para una cepa de
esta especie bacteriana. palabras clave: Tsukamurella; PGPR; maíz; actividad antifúngica; interacción planta-bacteria
42
Hongos filamentosos asociados a plantaciones de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrader ex Wendland
Mayra Acosta-Suárez1, Yelenys Alvarado-Capó
1, Mileidy Cruz-Martín
1, Michel Leiva-Mora
1, Berkis Roque
1,
Cynthia Sánchez-García1, Manuel Alfonso Mariño
2, Marisol Freire-Seijo
1
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected] 2 Servicio Estatal Forestal
RESUMEN
Bambusa vulgaris es una de las especies de gran importancia económica, sin embargo existe poca información
disponible sobre las comunidades de hongos asociados a sus plantaciones, su contribución tanto al desarrollo de
esta especie forestal, como su impacto en el ambiente. Teniendo en cuenta estos criterios este trabajo tuvo como
objetivos: cuantificar, caracterizar, identificar y conservar hongos filamentosos en suelo cultivado con Bambusa
vulgaris var. vulgaris Schrader ex Wendland. Para el análisis microbiológico se tomaron muestras de tres tipos de
suelo con plantaciones de Bambusa vulgaris. Además, se tomaron muestras de suelo de otras dos especies vegetales
para comparar los resultados, estas fueron: yagruma (Cecropia peltata L.) y eucalipto (Eucaliptus grandis L.).
Igualmente se muestreó suelo sin cultivo para ser utilizado como control. Se utilizó el método del conteo en placa, en
medio de cultivo agar Rosa Bengala. Se cuantificó el número de colonias por placa y se calculó el número de
unidades formadoras de colonias por gramo de suelo (ufc/g). Se describieron las características culturales en medio
de cultivo PDA y se hicieron observaciones en microscopio óptico para la observación de las características
morfológicas. La concentración de hongos filamentosos en suelo de plantaciones de Bambusa vulgaris osciló entre
103 y 10
5ufc/g, similar a lo registrado en las plantas de yagruma y eucalipto y en el suelo sin cultivo. Se identificaron
un total de 13 géneros los cuales fueron: Aspergillus, Botryotrichum, Cephalosporium, Cladosporium,
Cunningamella, Fusarium, Paecilomyces, Penicillium, Pythium, Pyrenochaeta, Rhizoctonia, Trichocladium y
Trichoderma. Se demostró que las comunidades de hongos en plantaciones de B. vulgaris son diversas y en número
similares a otras especies de importancia económica.
Palabras clave: hongos filamentosos, rizosfera, bambúes.
Bacterias del suelo asociadas a plantaciones de Bambusa vulgaris var. vulgaris Schrad. ex Wendl.
Mileidy Cruz-Martín, Yelenys Alvarado-Capó, Mayra Acosta-Suárez, Berkis Roque, Cynthia Sánchez-
García, Michel Leiva-Mora, Marisol Freire-Seijo
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara. Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
Se conoce que Bambusa vulgaris var. vulgaris es una especie que protege el suelo y tiene múltiples aplicaciones.
Para demostrar su impacto sobre el ambiente se requiere identificar los microorganismos asociados a sus
plantaciones, entre los cuales las bacterias juegan un papel fundamental. Este trabajo tuvo como objetivos:
cuantificar, caracterizar e identificar las bacterias del suelo asociadas a plantaciones de Bambusa vulgaris var.
vulgaris. Se emplearon muestras de suelo de una plantación de B. vulgaris var. vulgaris de 4 años de cultivo, así
como de Cecropia peltata L. y de suelo sin cultivo para control. Para cuantificar el número de bacterias cultivables
presentes se utilizó el método de conteo en placa. Además, se realizó el conteo en medios de cultivo selectivos para
fijadores de nitrógeno y solubilizadores de fósforo. Se aislaron las colonias con características culturales diferentes y
se les realizó una caracterización morfológica, cultural y fisiológica. Como resultado, se comprobó la presencia de
comunidades bacterianas en orden similar a las encontradas en la otra especie y en suelo sin cultivar. Además, se
observó crecimiento de colonias bacterianas en el medio de cultivo selectivo para fijadores de nitrógeno y
solubilizadores de fósforo y se identificaron siete cepas como Bacillus. Los resultados alcanzados constituyen un
punto de partida para trabajos de ecología microbiana en B. vulgaris.
Palabras clave: Bambú, cuantificación, microorganismos, rizofera.
43
Horizontal Gene Transfer assays in bacteria isolated from plants in vitro cultures
José M. Machado-Rodríguez1, Leonardo J. Moreno Bermúdez
2, Mileidy Cruz-Martín
1, Berkis Roque
1,
Yelenys Alvarado-Capó1
1Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5. 5.
Santa Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected] 2 Facultad de Ciencias Agropecuarias. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5. 5. Santa
Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830
ABSTRACT
One unexplored field in risk assessment regarding gene flow in transformed plants, is the fact that endogenous
microflora of such plants, when they are multiplying in vitro, may obtain the foraneous DNA more easily than if they
were in the field. There is more intimate contact than in the case of the microorganisms of the rhizosfere and they are
under hormones pressure and growth factors of plants. Nevertheless, such research has never been done, as far as we
know, and we think it must be. Some questions will remain: Is this important for the environment? Could this
microflora extend out of his host? How can we differentiate them from the natural occurring soil microflora? Are the
actual molecular tools enough efficiently to have the answer we need? How can we, as undeveloped countries face
this problem? In our laboratory, we have made an attempt to calculate the intake of exogenous DNA by some
contaminating bacteria of plants in vitro cultivated in our biofactory, using the techniques from the laboratories of
Genok Institute, Norway. We hope this will be useful to make further research regarding contaminating micro flora
of such plants and its risk on transgenic plants culture.
Gluconacetobacter diazotrophicus: Promotora del crecimiento de vitroplantas de piña (Ananas comosus (L.)
Merr.) en fase de aclimatización.
Rayza M. González1, Taletha A. Laudat
2, Alitza Iglesias
1, Lázaro Hernández
4, José C. Lorenzo
1, Lázaro E.
Pulido2, Bernardo Dibut
3.
1.Centro de Bioplantas. Carretera Morón km 9, Universidad de Ciego de Avila, Cuba. CP 69450. [email protected].
2.Facultad de Agronomía, Universidad de Ciego de Avila. Cuba.
3.Instituto de Investigaciones Fundamentales de la Agricultura tropical, INIFAT, C. de la Habana, Cuba.
4.Centro de Investigaciones de Genética y Biotecnología, CIGB, C. de la Habana, Cuba.
RESUMEN
La piña (Ananas comosus (L.) Merr.) se enmarca entre los cultivos agrícolas de interés por su potencialidad
agronómica y económica.En Cuba, el cultivo se ha incrementado durante los últimos años con motivo de la creciente
demanda de la fruta, así como por su gran aceptación en la población. En las últimas décadas se han establecido
protocolos de micropropagación del cultivo con el objetivo de incrementar los volúmenes de producción, y satisfacer
la demanda de material de plantación existente. Sin embargo el crecimiento de la vitroplantas en la fase de
aclimatización es lento y requiere de la aplicación de altos contenidos de fertilizantes e insumos. Por lo que evaluar
productos de origen biológico que contribuyan a incrementar el rendimiento del cultivo y por ende preservar el
medioambiente, lo que se complementa con la reducción de los riesgos por el uso de fertilizantes químicos,
constituye una alternativa de vital importancia en la actualidad. Evaluar la efectividad de Gluconacetobacter
diazotrophicus,unabacteria endofítica con altas potencialidades como promotor del crecimiento vegetal, constituyó el
objetivo de esta investigación teniendo en cuenta resultados precedentes con el uso de otros biofertilizantes en la
aclimatización de vitroplantas de piña. Para cumplimentar este objetivo se desarrollaron dos experimentos en fase de
laboratorio y casas de aclimatización pertenecientes al Centro de Bioplantas de la Universidad de Ciego de Avila
para determinar el efecto de diferentes cepas de G. diazotrophicus y la frecuencia de aplicación de la mejor cepa
seleccionada. Se emplearon en ambos experimentos vitroplantas de piña cv Cayena lisa provenientes de la
micropropagación convencional cultivadas en medio MS. De las pruebas discriminatorias de diferentes cepas de G.
diazotrophicus el mejor comportamiento correspondió a la cepa PAL5, la cual difirió significativamente del resto de
44
las cepas y el testigo. La frecuencia de aplicación cada 30 días con la cepa PAL5, propició la mayor estimulación en
el crecimiento y desarrollo de las vitroplantas.Estos resultados confirman el efecto bioestimulador de esta bacteria
endofítica la cual no había sido evaluada en el sistema planta utilizado.
Palabras claves: Gluconacetobacter diazotrophicus, vitroplantas, aclimatización
Promover el uso de los biofertilizantes mediante procesos participativos en la comunidad de Valladolid,
municipio san sebastián estado aragua.
Alan Miyadi1 y Marisol López
2
1Área de Agricultura y Soberanía Alimentaría. IDEA, Baruta, Miranda, Venezuela, [email protected]. 2Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias, INIA, Maracay, Aragua, Venezuela, [email protected]
RESUMEN
Los Biofertilizantes son la base para una Agricultura Sustentable, por lo tanto, es importante su promoción y
evaluación mediante diferentes enfoques. Los objetivos específicos de esta investigación fueron: a) Diagnosticar la
situación actual del uso de los biofertilizantes en la comunidad de Valladolid; b) Socializar conocimientos sobre
biofertilizantes con los agricultores de Valladolid; c) Determinar el efecto de los biofertilizantes en el cultivo de
caraota en la comunidad de Valladolid. La investigación se llevó a cabo en la comunidad de Valladolid del
Municipio San Sebastián de los Reyes, estado Aragua. Esta se realizó en dos fases: I) Uso de herramientas
participativas para promover y evaluar la tecnología, II) Experimentos en campo con los siguientes tratamientos: T1:
Testigo, T2: Rhizobium (Rh), T3: Rh + Solubilizadora de fósforo (SF) y el de laboratorio con los tratamientos: T1:
Testigo, T2: Rh, T3: SF y T4: Rh+SF, ambos experimentos fueron realizados para evaluar el efecto de los
biofertilizantes en caraota (Phaseolus vulgaris) variedad local “Munición vaina mora”. Las cepas utilizadas fueron de
Rh-CENIAP y la cepa SF-San Sebastián. Se logró cambios de actitud en los agricultores (as), siendo más
participativas, motivadas y con disposición a organizarse para el beneficio de la comunidad. Las evaluaciones de los
biofertilizantes nos demostraron que el tratamiento de la combinación de las cepas Rh y SF fue el mas efectivo para
promover el crecimiento vegetal de las plantas, posiblemente, debido a un efecto sinérgico entre los
microorganismos (Bacillus y Rhizobium).
Palabras clave: Participación, Agricultura Sustentable, Biofertilizantes, Rhizobium, Solubilizadora de fósforo,
Caraota (Phaseolus vulgaris).
Factibilidad del ensayo de disco foliar para el antagonismo in vivo de bacterias contra Phytophthora palmivora
en cacao.
Yanelis Acebo-Guerrero 1, Annia Hernández-Rodríguez
1, Mayra Heydrich-Pérez
1, Mondher El Jaziri
2
1Laboratorio de Ecología Microbiana, Facultad de Biología, Universidad de la Habana. 2Laboratorio de Biotecnología Vegetal, Universidad Libre de Bruselas.
RESUMEN
El ensayo del disco foliar como medida de susceptibilidad de los diferentes genotipos de cacao ha sido ampliamente
utilizada en las últimas dos décadas. Sin embargo, su utilización como medida de la actividad antagónica de bacterias
ante Phytophthora palmivora no ha sido probada anteriormente. El objetivo del presente trabajo fue determinar la
factibilidad del ensayo del disco foliar como herramienta para seleccionar las cepas con potencialidades en el
antagonismo ante P. palmivora Est3. Se utilizaron cuatro cepas bacterianas a las que previamente se les había
demostrado actividad antagonista in vitro. Se colectaron hojas de dos meses de edad de la accesión UF650, se
desinfectaron (hipoclorito de calcio, 5%) y se confeccionaron discos foliares de 1.5 cm de diámetro. Se optimizaron
las concentraciones de inóculo bacteriano y fúngico, así como la metodología reportada en la literatura para la
inoculación de Phytophthora. Se demostró que las mejores condiciones de inoculación de las bacterias se logran con
suspensiones de 1·108 ufc·ml
-1 , aplicando esta suspensión por aspersión en el centro de los discos y dejando secar.
Posteriormente, se aplican 20µl de la suspensión de zoosporas (200 000 zoosporas·ml-1
) homogeneizadas con
45
agarosa de bajo punto de fusión (0.8%) en el centro de cada disco y se incuban en cámaras húmedas de 3 a 7 días en
la oscuridad. De las cuatro cepas bacterianas probadas, tres mantuvieron su actividad antagonista in vivo,
disminuyendo la severidad de los síntomas con respecto al control a los 7 días de incubación. Este ensayo puede ser
utilizado como un elemento que permita discriminar entre cepas bacterianas con actividad antagonista con un menor
empleo de material vegetal.
Perfiles proteicos de variedades de plantas de arroz sometidas a estrés por virus
Nubia F. Barrera1, Julio C. Calvo
2, Jesús Jorrín – Novo
3, Luz Marina Melgarejo
1
1Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Biología, 2.Universidad Distrital Francisco José de Caldas- Facultad de
Ciencias y Educación. 3 Universidad de Córdoba, España.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El presente estudio es de interés para el sector arrocero colombiano, ya que la infección por el virus de hoja blanca
genera disminución en el rendimiento del cultivo, y, por tanto, importantes pérdidas económicas. El virus es
transmitido por el insecto Tagosodes oriziculos. En este contexto, se están llevando a cabo programas de mejora
dirigidos a la obtención de plantas que sean resistentes, para lo que los estudios básicos a nivel molecular de la
respuesta y resistencia pueden ser de gran ayuda. Nuestros grupos han iniciado recientemente un trabajo en el que se
pretende abordar dichos estudios mediante una aproximación de proteómica. Para ello llevamos a cabo, mediante
proteómica comparativa o de expresión diferencial, un análisis comparativo de los perfiles proteicos de plantas sanas
e infectadas de líneas susceptibles y resistentes al virus de la hoja blanca. El trabajo se llevo a cabo mediante un
diseño en bloques completos al azar, en donde cada tratamiento utilizado se realizo por triplicado, siendo estos los
siguientes: plantas control (no infectadas), plantas sometidas a insecto sin el virus y plantas sometidas al insecto el
cual porta el virus, todo bajo condiciones de invernadero (temperatura promedio 25ºC y humedad relativa 77%). Las
plantas seleccionadas para el presente estudio fueron identificadas de acuerdo con estudios anteriores realizados en el
CIAT. Los ensayos de infectividad realizados arrojaron un porcentaje de 50% de plantas infectadas para la variedad
resistente y 85.5% de plantas infectadas para la variedad susceptible. Para corroborar que las plantas que
aparentemente se encontraban sanas, no presentaran la infección, se realizó un ensayo ELISA, el cual confirmó que
las plantas sometidas a infección por RHBV, pero que no presentaban síntomas, eran positivas para el virus, mientras
que aquellas que no fueron sometidas a la infección, presentaban reacción negativa. Una vez colectadas las hojas de
cada tratamiento, se liofilizaron para posterior maceración con nitrógeno líquido y posterior extracción de proteínas
con TCA/acetona. Los extractos se cuantificaron por el método de Bradford y se sometieron a electroforesis SDS-
PAGE. Los resultados obtenidos por SDS-PAGE muestran que las plantas control de la variedad susceptible
presentaron 30 bandas con pesos moleculares aproximados entre 190 kDa y 7.6 kDa, y las plantas con virus de la
misma variedad, 43 bandas; mientras que las plantas control de la variedad resistente no presentaba una
diferenciación en cuanto a la cantidad de bandas entre los dos tratamientos. En ambas variedades se evidenció un
aumento en la expresión de proteínas cuyo peso aproximado está alrededor de 22 – 23 kDa. El ensayo 2-DE,
comparativo, muestra también un mayor número de spot (280) en la variedad susceptible sometida a virus, cuando se
compara con la variedad resistente (200), igualmente el análisis estadístico de varianza mostró diferencias en la
expresión de proteínas en cada uno de los tratamientos. Los spot diferenciales están siendo analizados, tras su
digestión con tripsina, mediente espectrometría de masas.
Palabras clave: electroforesis 2-DE, Oryza sativa, proteómica, RHBV.
Detección de Fusarium proliferatum en granos de arroz en Costa Rica
Javier Gómez Zeledón
Universidad de Costa Rica
RESUMEN
Se obtuvieron muestras de arroz de distintas zonas arroceras del país, de los cuales se aisló un grupo de hongos en
medio de cultivo PDA (Potato Dextrose Agar). Se realizaron cultivos monospóricos de los aislamientos. Después de
obtener cultivos puros estos se observaron al microscopio de luz y al microscopio electrónico de barrido, lo cual
permitió seleccionar los aislamientos pertenecientes al género Fusarium. Después de obtener cultivos puros se
46
procedió a cultivarlos en medio líquido para posteriormente realizar una extracción de ADN. Con la utilización de
imprimadores específicos para Fusarium, se logró amplificar el segmento de ADN correspondiente al TEF
(transcription elongation factor) mediante la técnica de PCR. Se recurrió a la secuenciación de este fragmento de
ADN para obtener una identificación acertada de las especie de Fusarium presente en los granos de arroz. La
comparación de la secuencia del hongo en estudio con las de las bases de datos (Fusarium-ID) permitió identificar
con más de un 98 % de confiabilidad, que los 10 aislamientos obtenidos corresponden a Fusarium proliferatum.
Paralelamente se realizaron análisis de fumonisinas utilizando el método de Fumonitest™. Los niveles de estas
toxinas encontradas en algunas muestras de arroz de la zona sur del país, superaron el límite máximo recomendado
para el consumo humano. En la actualidad se estudia la patogenicidad de los aislamientos en variedades de arroz
comerciales y el efecto de distintos tratamientos fungicidas sobre los mismos. Además, utilizando la misma
metodología, se estudian otras especies de hongos encontradas en granos de distintas regiones para identificarlos
correctamente y así poder tomar las medidas respectivas para su control.
Aplicación de compuestos de selenio y iodo inducen acción protectora en plántulas de tomate inoculadas con
Fusarium oxysporum sp. Lycopersici raza 3 en condiciones controladas.
B. Companioni1, A. Torres
2, J. Medrano
2, A. Flores
3, E. Rodríguez
4, A. Benavides
2*.
1Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Ciego de Ávila, Cuba 2Depart. de Horticultura, 3Depart. de Parasitología, 4Depart. de Ciencias Básicas, Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro,
Coahuila, México
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El iodo y el selenio no están considerados dentro de los elementos esenciales para el desarrollo de las plantas, sin
embargo se ha evidenciado que la aplicación de estos elementos confiere efectos benéficos al inducir una acción
protectora frente al estrés.
En el presente trabajo se llevó a cabo la aplicación de las siguientes cantidades: 78.3 micromol de iodo como ioduro
de potasio, 60.7 micromol de iodo como iodato de potasio y 127 micromol de selenio como selenito de sodio en
plántulas de tomate inoculadas el patógeno vascular Fusarium Oxyporum f.sp. Lycopersici raza 3, bajo condiciones
controladas, obteniendo resultados favorables en las variables físicas monitoreadas: número de hojas, número de
hojas marchitas y altura con respecto a las plántulas de tomate inoculas y sin tratamiento alguno. Las aplicaciones
fueron efectuadas por riego y por aspersión foliar. Sin embargo no se mostró una radical tendencia en la forma
óptima de aplicación de los compuestos, de acuerdo a los resultados obtenidos. Se encontró, que los más favorecidos
resultados fueron: para la variable número de hojas con aplicación de los compuestos ioduro de potasio y selenito de
sodio por aspersión foliar; para la variable número de hojas marchitas la aplicación por riego de los tres compuestos
y para la variable altura la aplicación de ioduro de potasio por aspersión foliar. Todas las variables físicas
presentaron una mejoría con la aplicación de los compuestos inductores de protección con respecto a las plántulas
testigo, sin embargo la aplicación de que se mostró beneficio constante en todas las variables monitoreadas fue el
ioduro de potasio.
47
Metabolic changes induced in sugarcane (Saccharum sp.) upon infection by Puccinia melanocephala.
María I. Oloriz1,3
, Víctor Gil2, Luis Rojas
1, Orelvis Portal
1, Yovanny Izquierdo
1 Elio Jiménez
1 and Monica
Höfte3.
1 Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní Km. 5 ½,
Santa Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54830. 2 Centro de Investigaciones Agropecuarias Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní Km. 5 ½,
Santa Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54830. 3 Laboratory of Phytopathology, Faculty of Bioscience Engineering, Ghent University, Coupure Links 653, B-9000 Gent,
Belgium.
ABSTRACT
Sugarcane brown rust is one of the major diseases of sugarcane. The disease is caused by Puccinia melanocephala, a
biotrophic fungus infecting the plant leaves. Obligate biotrophs are entirely dependent on living plant tissue. In order
to gain knowledge on the mechanisms of infection and the transcriptional modification of sugarcane metabolism
upon rust infection, a group of genes were studied for their expression profile during the time course of disease
progress by real-time quantitative reverse transcription PCR (qRT-PCR). Results of expression analysis of genes
involved in glycolysis, C4 carbon fixation and cellular use of S-adenosylmethionine are analyzed in base to
physiology of rust infected plants in a susceptible and a resistant (hypersensitive) genotype.
Keywords: mutants, resistance genes, post-haustorial hypersensitive response, sugarcane brown rust.
Characterization of genes involved in banana oxidative stress response after infection with Mycosphaerella
fijiensis.
Milady F. Mendoza-Rodríguez1, Yovanny Izquierdo
1, Orelvis Portal
1, Mayra Acosta-Suárez
1, Berkis Roque
1,
Monica Höfte2 and Elio Jiménez
1
1Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central „Marta Abreu‟ de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara, Villa Clara, Cuba.
CP 54 830 e-mail: [email protected] 2 Laboratory of Phytopathology, Faculty of Bioscience Engineering, GhentUniversity, Coupure Links 653, B-9000 Gent, Belgium
ABSTRACT
Plants respond to pathogen attack by activating vast arrays of defense reactions, including generation of chemically
distinct reactive oxygen species (ROS) in various intracellular compartments which can cause oxidative damage or
act as signals. The study of ROS production and of some genes as scavengers of ROS has gained significant support
in recent years. Many genes has been reported as scavenging of free radicals and new ones are discovered with the
same function, like Metallothionein (MT) encoding genes, which were adjudge recently. In this study, three
complementary deoxyribonucleic acid (cDNA) encoding MT-like genes were obtained from an expressed sequence
tag (EST) collection, obtained from a polymerase chain reaction based suppression subtractive hybridization (SSH)
approachfrom leaves of the resistant genotype „Calcutta 4‟ inoculated with Mycosphaerella fijiensis at an early stage
of infection. Bioinformatic tools like sequence alignment (ClustalW) was used to align 25 putative plant type-3 MT-
like genes with respect to three MT-like genes from the SSH. Phylogenetic analysis (MEGA 4), which included 55
putative MT protein-encoding genes from the GenBank, wasused to study their evolutionary relationships. Finally, it
was possible to demonstrate that the three ESTs shared the main characteristics of type-3 plant metallothioneins, like
a highly conserved motif, the presence of Cys-rich domains in both N- and C-terminus and a central domain devoid
of Cys inside the coding sequence. The analysis of evolutionary relationships showed that our three MT protein-
encoding genes are phylogenetically related.
Keywords: Banana, Black Sigatoka Disease, metallothioneins, Musa spp., suppression subtractive hybridization,
reactive oxygen species.
48
Respuesta histoquímica de defensa en plantas de „cavendish naine‟ inoculadas con Mycosphaerella fijiensis
Morelet en casa de cultivo
Cynthia Sánchez-García, Yelenys Alvarado-Capó, Mayra Acosta-Suárez, Michel Leiva-Mora, Mileidy Cruz-
Martín y Berkys Roque
Instituto de Biotecnología de las Plantas (IBP). Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5,
Santa Clara. Villa Clara. Cuba. e-mail: [email protected]
RESUMEN
Las plantas de Musa del subgrupo Cavendish son las preferidas por los productores, sin embargo estas son muy
afectadas por la enfermedad foliar del Rayado Negro de la hoja causada por el hongo Mycosphaerella fijiensis
Morelet. Debido a que las medidas de control de la enfermedad son ineficaces en su mayoría y resultan costosas para
los pequeños productores, es necesario desarrollar nuevas estrategias basadas en el mejoramiento genético de estas
plantas. Así, resulta necesario aumentar el conocimiento de los mecanismos involucrados en la interacción Musa
spp.-M. fijiensis con el fin de seleccionar posibles genes candidatos para la transformación. Por esta razón, el
objetivo del presente trabajo fue determinar la respuesta de defensa en hojas de plantas de „Cavendish naine‟
inoculadas con M. fijiensis en casa de cultivo. Se emplearon técnicas histoquímicas para la observación de lignina,
peróxido de hidrógeno y compuestos fenólicos, así como se cuantificó la concentración de antocianinas, clorofila y
compuestos fenólicos totales en el tejido vegetal, con síntomas en diferentes estadios de la enfermedad. Como
resultado se observó la presencia de deposiciones de lignina, así como la acumulación de peróxido de hidrógeno y
fenoles en el tejido vegetal cercano al posible sitio de penetración del patógeno, desde el primer estado de síntoma, lo
cual aumentó a medida que estos evolucionaron. La concentración de antocianinas y fenoles totales aumentó
gradualmente en el tejido vegetal correspondiente a cada estado de síntomas, mientras que la concentración de los
pigmentos clorofílicos disminuyó con el progreso de las lesiones. Aunque la respuesta de defensa de este cultivar
ante el patógeno no es eficaz en la prevención del desarrollo de la enfermedad, los resultados de este trabajo ofrecen
nuevas evidencias bioquímicas en este patosistema a la vez que ratifican la validez del uso de técnicas de
histoquímica para el estudio de esta interacción planta-patógeno.
Palabras clave: antocianina, bananos, clorofila, compuestos fenólicos, Rayado negro de la hoja
Components of resistance to assess black sigatoka response in artificially inoculated Musa genotypes
M. Leiva-Mora, Y. Alvarado-Capó, M. Acosta-Suárez, M. Cruz-Martín, C. Sánchez, B. Roque.
Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5. Santa
Clara. Villa Clara. Cuba. CP 54 830
e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Components of resistance to Black Sigatoka disease were evaluated in artificially inoculated Musa genotypes with
mycelial fragment suspension of Mycosphaerella fijiensis Morelet (CCIBP-Pf80), to assess quantitative response of
Musa spp. Incubation period (IP), Lesions number (LN), Lesion area (LA), Infection index (II), AUDPC and
Asexual latent period (ALP), were evaluated in leaves of seven genotypes and used as component of resistant to
dissect the infective cycle of M. fijiensis under greenhouse condition. Significant differences among Musa spp.
response indicated that resistance to Black Sigatoka in artificially inoculated genotypes can be evaluated by
components of resistance to assess quantitatively the reaction of Musa spp. to BLSD. Results may improve or
facilitate the efficiency and precision of early evaluation process in banana and plantain breeding programs. Further
genotypes with known resistance, partial resistance and susceptible phenotypes in field condition must be confirmed
in subsequent greenhouse tests to validate these results. These results may be useful for screening BLSD Musa
resistant breeding material, evaluation of aggressiveness of M. fijiensis isolates, studies about molecular plant-
pathogen interaction and management schemes of BLSD. Additionally, these findings have supplied information for
guiding future studies about mechanisms involved in the BLSD resistance in Musa spp by dissecting the infection
cycle of M. fijiensis under controlled condition.
Keywords: Black leaf streak disease, early screening, greenhouse assay, infective cycle, Mycosphaerella fijiensis,
partial disease resistance.
49
Regulation of the Isocitrate lyase promoter of Mycosphaerella fijiensis morelet.
Orelvis Portal1, Dorien Colman
2, Barbará Ocaña
1, Mayra Acosta-Suárez
1, Monica Hofte
2, Elio Jiménez
1
1 Instituto de Biotecnología de las Plantas. Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5,
Santa Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected] 2 Faculty of Bioscience Engineering. GhentUniversity. Coupure Links 653, Gent, Belgium
ABSTRACT
Mycosphaerella fijiensis is a typical hemibiotrophic ascomyceteand the causal agent of black leaf streak disease in
bananas and plantains. In fungi, there are evidences indicating an important role of the fatty acid metabolism during
plant penetration. Lipolysis and β-oxidation are the mechanisms responsible to convert the lipid stores into acetyl-
CoA, which is further consumed in the tricarboxylic acid cycle via the glyoxylate cycle. Although much progress has
been achieved recently on the biochemical characterization, and the possible role of the key glyoxylate cycle enzyme
Isocitrate lyase (ICL) as pathogenicity factor in different filamentous fungi, there is very little information
concerning its regulation. In this work, transcription, expression and bioinformatic approach analysis were conducted
to investigate the regulation of the native icl promoter in the context of a M. fijiensis green fluorescent protein (GFP)
transformant strain, which resembles the wild type strain that gave rise. In this M. fijiensis transformant strain, the
gfp transcription is under the control of a mutated Neurospora crassa icl promoter. First, it was shown that M.
fijiensis could grow in minimal medium supplemented with glucose, glycerol and ethanol as sole carbon sources.
After RT-PCR analysis in repressing and non-repressing conditions it was demonstrated that both icl promoters from
N. crassa and M. fijiensis in the GFP transformant context are two-carbon induced and not repressed by glucose.
Similar result was obtained for the N. crassaicl promoter by GFP measurements. A motif detection approach was
useful to give new insight about the icl promoter regulation and carbon catabolite repression in fungi; the latter is not
always correlated with a transcription of the carbon repression protein CreA. Possible implications of the ICL
constitutive expression in M. fijiensis are discussed.
Keywords: bananas and plantains, Black Sigatoka, isocitrate lyase, glyoxylate cycle
Expression profile of genes involved in the compatible interaction between banana and the fungal pathogen
Mycosphaerella fijiensis.
Yovanny Izquierdo1,2
, Orelvis Portal1,2
,David De Vleesschauwer2, Aminael Sánchez-Rodríguez
1,Milady
Mendoza-Rodríguez1,Mayra Acosta-Suárez
1, Bárbara Ocaña
1, Elio Jiménez
1* and Monica Höfte
2
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central „„Marta Abreu‟‟ de Las Villas, Carretera a Camajuaní km 5.5, 54
830 Santa Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830 2Laboratory of Phytopathology, Faculty of Bioscience
Engineering, GhentUniversity, Coupure Links 653,
9000 Ghent, Belgium
*Corresponding author: e-mail: [email protected]
ABSTRACT
Mycosphaerella fijiensis, a hemibiotrophic fungus, is the causal agent of black leaf streak disease, the most serious
foliar disease of bananas and plantains. To analyze the compatible interaction of M. fijiensis with Musa spp., a
suppression subtractive hybridization (SSH) cDNA library was previously constructed by our workgroup to identify
transcripts induced at late stages of infection in the host and the pathogen. Several plant genes predicted to be
involved in the synthesis of phenylpropanoids and detoxification compounds had been identified, as well as signaling
and pathogenesis-related proteins that could be involved in the plant response against M. fijiensis infection. Only one
fungal gene was identified, encoding UDP-glucose pyrophosphorylase (UGPase). In order to dissect the roles of
some of these genes, we selected a group representative of the plant defense pathways involved, together with the
fungal gene, and constructed their expression profiles throughout the infection process in the compatible interaction.
50
Quantitative PCR experiments revealed that at late stages of infection, jasmonic acid and ethylene signaling
transduction pathways appear to be active, which corresponds with the necrotrophic life style of M. fijiensis at this
time. Furthermore, antifungal genes encoding PR proteins and GDSL-like lipase are only transiently induced 30 days
post inoculation (dpi). This could indicate that the fungus is actively repressing plant defenses before this moment,
and reinforces such repression as well as repair mechanisms after the antifungal genes‟ expression peak at 30 dpi.
This is consistent with the fact that the only fungal gene studied, encoding UGPase, was induced 37 dpi. UGPase is
an enzyme involved in the biosynthesis of trehalose. Trehalose biosynthesis was probably induced in response to
prior activation of plant antifungal genes and has been reported to act as an osmoprotectant against membrane
damage. The expression peak of plant defense genes at 30 dpi could be triggered by the increase in tissue damage
shown at this time, as lesions evolve to stage 3 symptoms, whereas at 37 dpi stage 4 lesions are already present. We
can then conclude that the compatible interaction of Musa and M. fijiensis is characterized by the late induction of
defense mechanisms probably mediated by ethylene/jasmonate signaling. Therefore it would be interesting to study
the expression profiles of these genes in a compatible interaction.
Keywords: banana, Black Sigatoka, plant defense, Musa, qPCR.
Inducción agallas hojosas en plantas de Nicotiana tabacum L. en cultivo in vitro mediante la inoculación con la
bacteria causante del falso orobanche en Cuba.
Y. M. Morán Gómez1*, O. Chacón Chacón
1, R. Domínguez Larrinaga
1, O. Borrás Hidalgo
2, F. L. Herrera
Isla3.
1Instituto de Investigaciones del Tabaco (IIT), Carretera a Tumbadero Km 8 ½. San Antonio de los Baños. Cuba. 2Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología (CIGB), Avenida 31 e/158 y 190. Cubanacán. La Habana. Cuba. 3Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas (UCLV), Santa Clara. Cuba
*Teléfono: 0(53) 47 32 34 45. Correo electrónico: [email protected]
RESUMEN
El falso orobanche es una enfermedad que afecta al tabaco cubano (Nicotiana tabacum L.), y está incrementando su
incidencia en las provincias centrales del país [1]. Esta enfermedad se manifiesta como tumoraciones o excrecencias
de masas blanquecinas jugosas e irregulares a nivel de las raíces de las plantas. Cuando estos rebrotes alcanzan la
superficie del suelo pueden llegar a presentar clorofila y producir órganos vegetales como si se tratara de una planta
independiente [2]. Recientemente se demostró la etiología bacteriana de este trastorno [3]. En pruebas de
patogenicidad con plantas de tabaco se ha asociado con la inducción de la sintomatología a un aislado bacteriano
gram positivo proveniente de la rizosfera de plantas de tabaco afectadas por la enfermedad. Este aislado, denominado
T42, es muy similar morfoculturalmente a otros aislados no patogénicos por lo que resulta difícil la demostración
completa de los postulados de Koch para este aislado. El objetivo de este trabajo es demostrar la capacidad del
aislado T42 de producir los síntomas característicos de la enfermedad en cultivos in vitro de plantas de tabaco. Se
sembraron semillas estériles de tabaco de la variedad 'Habana 92' en el medio MS suplementado con vitaminas y
sacarosa al 2%. Las vitroplantas de 45 días de sembradas en MS se inocularon con una suspensión del cultivo puro
del aislado bacteriano T42. A partir de los 15 días de la inoculación comenzaron a desarrollarse síntomas en las
plantas tratadas. Al cabo de los 30 días los síntomas más evidentes fueron la proliferación excesiva de brotes
abortados a nivel de cuello del tallo y en el borde del limbo de algunas hojas. Las plantas no tratadas se mantuvieron
asintomáticas durante todo el tiempo que duró el ensayo. Los análisis realizados para esclarecer la ubicación
taxonómica del aislado T42 recuperado del cultivo in vitro indicaron que no es Rhodococcus fascians. Este resultado
permitirá de una manera fácil la demostración completa de los postulados de Koch para este agente fitopatógeno.
Constituye, además, el primer informe para Cuba de la presencia de un agente bacteriano, gram positivo, inductor de
agallas hojosas en el cultivo de tabaco diferente de R. fascians.
Palabras clave: Falso orobanche, tabaco, bacteria, R. fascians.
51
Hospedantes alternativos de Phakopsora pachirhizi en campos de soya (Glicine max) de la provincia de Ciego
de Avila.
Yasmiany Santana-Torres1, Einar Martínez-de la Parte
2, Luis Pérez-Vicente
3, Elio Rodríguez-Bustamante
1 y
Roxany Sánchez-Marín1.
1. Laboratorio Provincial de Sanidad Vegetal de Ciego de Ávila. MINAG. Email: [email protected]
2. Centro Nacional de Sanidad Vegetal. Laboratorio Central de Cuarentena Vegetal. Ayuntamiento Nº 231 e/ San Pedro y
Lombillo, Plaza de la Revolución, La Habana. Email: [email protected].
3. Instituto de Investigaciones de Sanidad Vegetal. Calle 110 Nº 514 e/ 5.a B y 5.a F, Playa, Ciudad de La Habana, CP 11600.
Email: [email protected].
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La presencia de la roya asiática de la soya causada por Phakopsora pachirhizi, fue informada en Cuba en el 2009.
Esta roya ha sido encontrada afectando soya en cuatro oportunidades en plantaciones de los municipios Venezuela en
Ciego de Ávila, Santo Domingo en Villa Clara, Jovellanos en Matanzas y de habichuelas en Cienfuegos. Se conocen
diferentes plantas hospedantes pertenecientes a las familias de las leguminosas. En enero de 2011, se desarrolló un
nuevo brote de la enfermedad en la empresa CUBASOY en el Municipio de Venezuela, procediéndose a la
búsqueda de hospedantes naturalmente infectados entre las leguminosas silvestres (malezas) presentes en los
campos, encontrándose síntomas de roya en Desmodium sp.-“Amor seco” subfamilia Faboideae;Cassia occidentalis
“Guanina” subfamilia Cesalpinioideae y Macroptilium lathyroides “Maribu” Familia Fabaceae. Las hojas en todos
los casos contenían uredosoros anamórficos tipo Malupa, anfígenos, pulverulentos, diminutos, con paráfisis clavadas
25-45 µm, engrosadas en su ápice hasta 18 µm y uredosporas sésiles, obovoides a elipsoidales, (25-35 x 17-22.5
µm), densamente equinuladas, pálidas a pardo amarillentas. Muestras de plantas afectadas de las tres especies fueron
analizadas con el empleo de tiras inmunocromátográficas con un anticuerpo específico contra P.
pachyrhizi(QuickStix, EnviroLogix, Portland, USA), se obtuvo una reacción positiva en todos los casos. Estas
malezas constituyen hospedantes alternativos de P. pachyrhizi en Cuba y pueden mantener la enfermedad bajo
condiciones favorables, garantizando su supervivencia en los períodos intercosechas de soya en el campo y
constituir las fuentes de inóculo en ciclos sucesivos de la enfermedad.
Palabras claves: roya, Phakopsora pachirhizi,soya
Efecto de filtrados cultivo bacterianos con actividad antifúngica in vitro en la interacción Musa spp.-
Mycosphaerella fijiensis
Mileidy Cruz-Martín, Yelenys Alvarado-Capó, Mayra Acosta-Suárez, Cynthia Sánchez-García, Berkis
Roque, Michel Leiva-Mora
Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected]
RESUMEN
La Sigatoka negra, causada por el hongo ascomycete Mycosphaerella fijiensis Morelet (anamorfo: Pseudocercospora
fijiensis (Morelet) Deighton), se considera la enfermedad foliar de mayor impacto económico para la industria de
banano en el mundo.El control químico y el empleo de plantas resistentes son las únicas estrategias, por excelencia,
para combatirla. No obstante, el incremento a nivel mundial de las demandas por las medidas de seguridad ha
propiciado un aumento en el interés de encontrar alternativas biológicas para el control de la Sigatoka negra. Aunque
se ha demostrado que determinados géneros bacterianos pueden ser antagonistas invitro de Mycosphaerella fijiensis,
son discretos los resultados que se tienen sobre el efecto de estos en la interacción Musa spp.-M. fijiensis. Tales
conocimientos pudieran contribuir a diseñar nuevas estrategias de mejoramiento genético y a la formulación de
productos biológicos para el control de la Sigatoka negra. Teniendo en cuenta lo anterior, el objetivo de este trabajo
fuedeterminar el efecto de filtrados de cultivo bacterianos, con actividad antifúngica in vitro frente a M. fijiensis, en
52
la interacción entre el patógeno y plantas de Musa spp. inoculadas artificialmente en casa de cultivo. Se emplearon
filtrados de cultivo de dos cepas de Bacillus sp. (CCIBP-B.1 y CCIBP-M27) con actividad antifúngica in vitro frente
a M. fijiensis y se conformaron dos tratamientos: aplicación de los filtrados de cultivo bacterianos tres horas antes y
tres días posteriores a la inoculación de M. fijiensis. Como resultado se comprobó que en las variables epifitiológicas
periodo de incubación, tiempo de evolución de los síntomas y tiempo de desarrollo de la enfermedad, no se
obtuvieron diferencias significativas entre los tratamientos y el control. Sin embargo, con el filtrado de cultivo de la
cepa CCIBP-M27cuando se aplicó después de la inoculación del patógeno, se encontró una reducción significativa
en el número de lesiones necróticas a partir de los 42 días. Con el filtrado de la cepa CCIBP-B.1 sucedió lo contrario,
a partir de los 49 días fue encontrada una reducción significativa del número de lesiones necróticas cuando el filtrado
fue aplicado antes de la inoculación del patógeno. Con este trabajo se comprobó que la aplicación de filtrados de
cultivo bacterianos tuvo efecto retardante sobre el desarrollo de la enfermedad y que este dependió de la cepa y del
momento de aplicación. Estos resultados contribuirán al conocimiento del efecto de factores bióticos (las bacterias o
sus filtrados) sobre la interacción Musa-M. fijiensis y permitirá trazar nuevas estrategias de trabajo para el control de
M. fijiensis.
Palabras clave: control biológico, interacción microorganismo-microorganismo, filtrados bacterianos.
53
Taller 3: Productos Naturales
(Miércoles 4 de Mayo, 2011).
Coordinadora: Dra.C. Martha Hernández de la Torre
"Plant Bioproduct: Research to Innovation”: - Identifying Enzymes from Biological Strains and Its
Application in Novel Nano-Biomaterials Commercialization
Prof. Mohini M. Sain, Dr. Vibha Tyagi, Prof. Dinesh Christendat and Mustafa Khazabi
Centre for Biocomposites and Biomaterials Processing; Faculty of Forestry,
Department of System Biology, Faculty of Arts and Science
University of Toronto
ABSTRACT
University of Toronto is one of the leading organization in the world in commercialization novel bioproducts from
plant-based renewables. Over past twenty years the focus has been to use cheap and abundant agro-and forest
reduces to develop a full scale value-added bio-refinery integrated with nanotechnology. The presentation in BioVeg
2011 from University of Toronto will focus on a demonstration project that lead to enzyme discovery using state-of-
art MALDI-TOF-TOF and other sequencing techniques and the application of enzymes in conversion of agro-
residues, amylose, amylopectin and vegetable oils to high value plastics, coating and biofoam for transportation and
building industry. In yet another demonstration project we shall present the bio-nanofibre manufacturing from
agricultural straw and the potential opportunity to use them in bio-nanocomposite manufacturing. Finally, the
presentation will also provide a brief overview of the opportunity of the Cuban agricultural and farming industry to
develop such indigenous products that create economic value, new business and employment in a clean environment.
Del genotipo al fenotipo a través de la proteómica: el ejemplo de especies vegetales
Prof. Dr. Jesús V. Jorrín-Novo
Departamento de Bioquímica y Biología Molecular
Edificio Severo Ochoa (C6), Campus Rabanales. UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA
14071 Córdoba, ESPAÑA
RESUMEN
La domesticación y utilización de las plantas por el ser humano como fuente de alimento, fibra, medicamentos,
combustible e industrial, ha avanzado en la medida que hemos progresado en el estudio y conocimiento de su
biología, desde la simple observación y descripción, a la experimentación, pasando por el empirismo. Los estudios
de Mendel y la interpretación de la herencia sobre caracteres fenotípicos dio paso a la interpretación de la vida en
términos moleculares, a la caracterización fisico-química y biológica del DNA (genotipo molecular), molécula en las
que radica la información genética que caracteriza a cada individuo, y de las proteínas (fenotipo molecular),
moléculas encargadas de ejecutar dicha información genética, y que no sólo diferencian individuos, sino también
células, tejidos, órganos, estados de diferenciación y desarrollo y respuestas a factores externos (genotipo + ambiente
→ fenotipo, sin considerar factores epigenéticos). Si bien hoy en día el código genético es de sobra conocido, siendo
el número de genomas secuenciados de varios cientos, y el fenotipo es fácilmente observable, el camino que va de
uno a otro es, en gran medida desconocido, requiriendo un mayor esfuerzo investigador, nuevas metodologías, todo
ello en aras de intentar explotar en nuestro beneficio el enorme potencial de las plantas como fuente de alimentos y
de productos de interés industrial, comercial medioambiental, bien a través de técnicas de mejora clásica o
biotecnológicas. Los estudios in vitro y de un número limitado de biomoléculas han dado paso a los estudios in vivo
y de un gran número de moléculas en cada experimento, lo que se ha dado en denominar aproximaciones –ómicas
(genómica, transcriptómica, proteómica y metabolómica), cuyo conjunto constituye la base experimental de la actual
biología de sistemas. La presentación se centrará en una de estas aproximaciones, la de proteómica, y más
concretamente la de proteómica vegetal, su aparición y desarrollo, los aspectos metodológicos (flujos de trabajo,
54
técnicas, protocolos y equipamientos) su aportación al conocimiento de la biología de los seres vivos y su uso
transnacional. Se podrán ejemplos de nuestro grupo de investigación y de otros recogidos en la literatura científica.
El autor agradece la financiación que el grupo de investigación “Bioquímica y proteómica Vegetal y Agroforestal”
recibe de la Universidad de Córdoba, la Junta de Andalucía y el Ministerio de Ciencia e Innovación (proyectos con
cofinanciación FEDER: AGL2009-12243-C02-02, y EUI2008-03686)
Metabolómica de Theobroma cacao: caracterizando la diversidad del cacao en Venezuela.
Diógenes Infante Herrera
Centro Nacional de Biotecnología Agrícola, Instituto de Estudios Avanzados, Caracas, Venezuela
RESUMEN
Venezuela tiene una rica historia en cacao y una reputación mundial por la calidad de sus granos, con muchas
variedades locales bien conocidas que poseen sabores distintivos. Debido a su ubicación geográfica en el norte de
Suramérica, Venezuela tiene diferentes regiones en las cuales el cacao se cultiva, desde el piedemonte de los Andes
en el occidente hasta el delta del Orinoco en el oriente y desde el la costa del Caribe en el Norte a la ribera del río
Orinoco y la selva Amazónica en el sur. Con fines de mejoramiento nuestro objetivo es caracterizar y usar la amplia
diversidad de cacaos presentes en Venezuela. Los banco de germoplasma son importantes para la conservación de
material de vegetal, por lo tanto los banco de germoplasma en todo el país, que incluyen alrededor de 1000 árboles
fueron genotipados utilizando 24 microsatélites. Con el objetivo del mejoramiento genético asexual y la
conservación in situ y ex situ, 110 variedades de cacao provenientes de diversos bancos de germoplasma han sido
propagadas utilizando embriogénesis somáticas, la tasa de éxito ha sido bien diferente, debido a que hay una alta
influencia del genotipo, por lo que para lidiar con estas variaciones en la concentración de hormonas un modelo
matemático se estableció para optimizar el número de ensayos y finalmente hemos sido capaces de propagar todo los
tipos de cacao. Las primeras plantas están ahora en el campo. Los hongos son el principal patógeno del cacao y en
diferentes localidades del país se encuentran distintas enfermedades, con diferencias en la zona occidental, central y
oriental. Hasta el presente 1500 hongos han sido caracterizados en morfología, cultivo in vitro y huella genética
molecular, habiéndose también encontrado 30 antagonistas. La caracterización de la resistencia sensibilidad a los
patógenos de las plantas micropropagadas está en proceso. Los productos naturales son compuestos esenciales que
juegan un papel importante en el desarrollo del aroma y de los sabores en el chocolate, así como tienen importantes
implicaciones para la salud humana. La caracterización de la diversidad en términos de los metabolitos secundarios
está en proceso, para ello 80 cultivares élite han sido caracterizados comparando las diferencias entre distintas
plantas y entre las raíces ramas, hojas y frutos del mismo árbol. Para poder establecer la huella genética digital del
proceso metabólico se utiliza la secuencia del genoma del cacao criollo recientemente obtenida. Finalmente para
poder analizar todos los datos se está utilizando un modelo matemático asociado al metabolismo de los flavonoides,
desarrollando así un programa de metabolómica en cacao.
55
Productos
Naturales
Secuencia
Genoma
Cacao Criollo
Datos Datos Datos
Biomatemáticas (Teoría de Grafos): Integración y Explotación de Datos
Plataforma Bioinformática: Grid de Computadoras
Bases de Datos Cacaos y Patógenos
Datos Datos Datos
Aislamiento y
Caracterización
Patógenos
Bancos de
Germoplasma
Micro-
propagación
Inte
raccio
nes
Pla
nta
Pató
genos
Meta
genóm
ica
del
Suelo
Dat
os D
atos
Datos
Micro-
organismos
Asociados
Rol de los microorganismos en la resistencia/
productividad/calidad
Gerencia Científica
Elicitores
Genes involucrados
Rol de las comunidades de
microorganismos en el metabolismo
Redes
Metabólicas
Metabolómica Theobroma cacao
Resistencia/
Productividad/Calidad
Plantas de
Cacao
Mejoradas +
Conocimiento
Metabolismo del suelo
Implication of early signalling events in the production of trans-resveratrol in grapevine cells.
*Almagro, L; *Belchí-Navarro, S; Fernández-Pérez, F; Sabater-Jara, AB; 1Bru, R and Pedreño, MA.
Departamento de Biología Vegetal. Facultad Biología. Universidad de Murcia. Spain. 1Departamento de Agroquímica y Bioquímica. Facultad de Ciencias. Universidad de Alicante. Spain.
*Equal contribution to this work.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El uso de oligosacáridos cíclicos como las ciclodextrinas (CDs) sólas o en combinación con jasmonato de metilo
(MJ) como elicitores resulta ser un procedimiento muy eficaz que estimula la producción de trans-resveratrol (t-R) y
favorece su secreción al medio de cultivo en cultivos celulares de Vitis vinifera, llegando a producir hasta 4000 mg/l.
Este procedimiento constituye un sistema biólogico exitoso para producir t-R, ya que es 10 veces más productivo que
cuando se utilizan otras aproximaciones biotecnológicas. La combinación de las dos propiedades de las CDs, su
capacidad estimuladora de células vegetales y su habilidad para formar con moléculas hidrofóbicas complejos de
inclusión solubles en agua, permiten la acumulación de t-R que no produce efectos tóxicos sobre las células incluso
después de su acumulación tras varios ciclos de elicitación y, facilitan su recuperación directa del medio de cultivo
sin destrucción de la biomasa celular.
Como el uso de elicitores es una estrategia para aumentar la producción de t-R en cultivos celulares de vid, la
comprensión de los mecanismos moleculares mejoraría la gestión de las células de la vid como fábricas de este
compuesto. Tales mecanismos moleculares incluyen las vías de señalización temprana y su relación con los eventos
finales, en particular la biosíntesis y acumulación de t-R. La secuencia de los procesos de señalización celular que se
inician con la percepción celular de los elicitores y finalizan en la biosíntesis de t-R ha sido objeto de amplios
estudios y sigue siendo un tema de investigación activa. Esta secuencia incluye la fosforilación reversible de
proteínas de la membrana plasmática y citosólicas que movilizan y generan moléculas señal directa o indirectamente.
Estos eventos de señalización regulan muchos procesos que conducen a una amplificación de las respuestas de
defensa. Una de las primeras respuestas que se detectan es una modificación de la permeabilidad de la membrana
plasmática, en particular, flujos de Ca2+
, H+, K
+y aniones. Entre estos iones, Ca
2+ actúa como segundo mensajero en
numerosas vías de señalización en plantas. Los cambios específicos de la concentración de calcio libre citosólico
([Ca2+
]cyt) son esenciales para la activación de respuestas de defensa. Estas variaciones ([Ca2+
]cyt) pueden ser
causadas por una absorción de Ca2+
desde el medio extracelular, o por la movilización de Ca2+
de los orgánulos, y / o
por ambos.
56
La generación de peróxido de hidrógeno (H2O2) es otra característica importante de las respuestas de defensa
tempranas que se inducen y que también participan en la producción de metabolitos secundarios. H2O2 se genera por
una NADPH-oxidasa localizada en la membrana plasmática. Del mismo modo, varios autores han sugerido que el
óxido nítrico (NO) constituye una parte de la cascada de señalización que se activa en las células vegetales en
respuesta a patógenos o elicitores.
Teniendo en cuenta lo anteriormente descrito, se ha realizado un estudio de las vías de transducción de las señales
implicadas en la biosíntesis de t-R en cultivos de células Monastrell elicitadas con CDs sólas o en combinación con
MJ. Hemos demostrado la participación del Ca2+
y eventos de fosforilación / desfosforilación de proteínas, así como
el papel del H2O2 y NO en las vías de transducción de señales desencadenados por CDs sólas o en combinación con
MJ que conducen a la producción de t-R en los cultivos de células Monastrell.
Palabras claves: cultivos celulares, ciclodextrinas, peroxido de hidrógeno, metil jasmonato, oxido nítrico, trans-
resveratrol, V. vinifera.
ABSTRACT
The use of cyclic oligosaccharides like cyclodextrins (CDs), alone or combined with methyl jasmonate, as elicitors
has proved very effective in stimulating the production of trans-resveratrol (t-R) and its secretion to the culture
medium in Vitis vinifera cell cultures, producing up to 4000 mg/l. This procedure constitutes a successful biological
system for the production of t-R, being at least 10-times more productive than other biotechnological approaches.
The combination of two properties of CDs, namely their elicitor function in plant cells and their ability to form
highly water-soluble inclusion complexes with small molecules, permits such high t-R accumulation and facilitates
product recovery from the culture medium with no biomass destruction. Furthermore, t-R has no toxic effect on the
cells, even after repeated elicitation cycles.
Since elicitors can be used to increase t-R production in grapevine cell cultures, understanding of the molecular
mechanisms involved would improve the management of grapevine cells as factories of this compound. Such
molecular mechanisms include the early signal pathways and their relationship with late events, particularly the
biosynthesis and accumulation of t-R. The sequence of signalling processes that follow cell perception of the elicitor
and culminate in the biosynthesis of t-R has been the subject of extensive studies and continues to be a topic of active
research. This sequence includes the reversible phosphorylation of both plasma membrane and cytosolic proteins
which mobilize or generate diverse signalling molecules directly or indirectly. These signalling events regulate many
processes leading to amplification of the defence responses. One of the earliest responses detected is a modification
of plasma membrane permeability, in particular as regards Ca2+
, H+, K
+, and anion fluxes. Among these ions, Ca
2+
acts as a secondary messenger in numerous plant signalling pathways. Specific changes of free cytosolic calcium
concentration ([Ca2+
]cyt) are essential for the activation of defence responses. These [Ca2+
]cyt variations may be
caused by an uptake of Ca2+
from the extracellular medium, or by Ca2+
mobilization from organelles, and/or by both.
On the other hand, the generation of hydrogen peroxide (H2O2) is another important feature of early inducible
defence responses which also participates in the production of secondary metabolites. H2O2 is generated by an
NADPH-oxidase localized in the plasma membrane. Likewise, several authors have suggested that nitric oxide (NO)
constitutes a part of the signalling cascade activated in plant cells in response to pathogens or elicitors.
Taking into consideration all the above statements, the signal transduction pathways involved in the biosynthesis of
t-R in Monastrell cell cultures elicited with CDs or CDs plus MJ were analysed. We demonstrated the involvement
of Ca2+
and phosphorylation/dephosphorylation events and confirmed the role of H2O2 and NO in the signal
transduction pathways triggered by CDs alone or in combination with MJ, which lead to the production of t-R in
Monastrell cell cultures.
Key words: cell cultures,cyclodextrins, elicitation, hydrogen peroxide, methyl jasmonate, nitric oxide, trans-
resveratrol, Vitis vinifera
Abbreviations used: CDs, cyclodextrins;MJ, methyljasmonate; t-R, trans-resveratrol.
57
Estudios bioquímicos de una aspartil peptidasa aislada de frutos de Salpichroa Origanifolia
Biochemical studies of an aspartic peptidase isolated from Salpichroa Origanifolia fruits.
Gabriela F. Rocha1, Graciela Fernández
1, Adriana Rosso and Mónica G. Parisi
1
1 Laboratorio de Química Biológica. Departamento de Ciencias Básicas. Universidad Nacional de Luján. Ruta 5 y Avenida
Constitución. CC. 221 (6700) Luján, Buenos Aires. Argentina. E-mail: [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Las peptidasas aspárticas (EC 3.4.23) son enzimas proteolíticas que están presentes en semillas, flores, raíces,
tubérculos y hojas de distintas especies vegetales. En este trabajo, una nueva peptidasa aspártica con actividad
coagulante de la leche fue aislada de frutos maduros de Salpichroa origanifolia (Solanaceae) y purificada 7.8 veces
con un rendimiento del 45% con un esquema simple de purificación que combina precipitación con solventes
orgánicos, cromatografía de intercambio iónico y cromatografía de exclusión molecular.
Se observó que la actividad proteolítica de la enzima era activada por metales tales como el calcio y el magnesio e
inhibida por Pepstatina. Otros inhibidores diagnósticos como PMSF, E-64, EDTA y o-fenantrolina no presentaron
efecto inhibitorio significativo sugiriendo la presencia de residuos de ácido aspártico en el sitio activo. La enzima, a
la que denominamos salpichroína, fue caracterizada por SDS-PAGE y zimogramas mostrando una banda de
aproximadamente 26-kDa formada por subunidades de 16-kDa y 9-kDa, indicando la naturaleza heterodimérica de la
proteína. Las masas moleculares de las subunidades analizadas por espectrometría de masas fueron de 16990 y 8880
Da respectivamente.
La secuencia amino terminal se determinó por Degradación de Edman. Se encontró que la subunidad de 16 kDa
exhibía un 92% de similitud con proteínas de Capsicum annuun mientras que la banda de 9-kDa presentaba un 90%
de identidad con una proteasa de Brassica oleracea y un 80% de homología con fragmentos internos de proteínas de
Cucurbita pepo y Theobroma cacao.
La enzima hidroliza sustratos proteicos naturales como la caseína, la hemoglobina y la gelatina con elevada actividad
específica. Cuando se evaluó la actividad esterolítica de la enzima sobre los N-α-CBZ-p-nitrofenil ésteres de algunos
aminoácidos, la enzima mostró preferencias por los derivados de glicina y fenilalanina. Los estudios cinéticos
realizados con el péptido sintético H-PRO-THR-GLU-PHE-(p-NO2)-PHE-ARG-LEU-OH demostraron que la
enzima presentaba una afinidad por este sustrato (Km 0,68 mM) ligeramente inferior a la observada con otras aspartil
peptidasas conocidas entre ellas quimosina y pepsina humana.
Con el fin de evaluar las posibilidades de aplicación de la enzima, se realizó la caracterización bioquímica. Se
evaluaron el pH óptimo, la estabilidad y la temperatura óptima. Se encontró que la enzima es activa en pH ácido con
un valor óptimo en un rango de pH de 3.0 - 4.5 y entre 35 - 45 ° C. La enzima presenta estabilidad a temperaturas
moderadas (37°C) pero luego de 15 minutos a 55°C retiene sólo el 20% de la actividad inicial.
Por otra parte, la enzima presenta actividad coagulante de la leche. La observación microscópica del proceso de
coagulación de la leche se realizó con un microscopio óptico convencional en condiciones estandarizadas. Las
imágenes microscópicas fueron analizadas con el software Optiscan y los resultados obtenidos se compararon con las
imágenes producidas por el cuajo comercial FPC, permitiendo la observación de los cambios estructurales que se
producen durante la formación de gel.
Palabras claves: Salpichroa origanifolia, peptidasa aspártica, actividad coagulante de la leche.
SUMMARY
Aspartic peptidases are a class of proteolytic enzymes (EC 3.4.23) widely distributed among plant species. They
have been found in seeds, flowers, roots, tubers and leaves. In this work, a new aspartic peptidase with milk-clotting
activity was isolated from ripe fruits of Salpichroa origanifolia (Solanaceae). A simple purification procedure that
combined precipitation with organic solvents, anion-exchange and size-exclusion chromatographic techniques was
performed with a 45% recovery and a factor of 7.8-fold purification. The peptidase activity is enhanced by metals
such as calcium and magnesium and inhibited by Pepstatin, whereas phenylmethylsulfonyl fluoride, E-64, EDTA
and 1, 10-phenantroline have no significant inhibitory effect suggesting the presence of an aspartic acid residue at the
active site.
58
The purified protein named salpichroin was characterized by SDS-PAGE and zymograms showing a single band of
approximately 26-kDa with the presence of 16-kDa and 9-kDa subunits indicating the heterodimeric nature of the
protein. By mass spectrometry, the enzyme displayed molecular masses of 16990 and 8880 Da respectively. The N-
terminal sequence of the 16-kDa subunit exhibited 92% similarity with Capsicum annuunproteins whereas the 9-kDa
fragment presented 90% identity with Brassica oleracea protease and 80% homology with Cucurbita pepo and
Theobromacacao internal fragments.
The enzyme hydrolyzes natural substrates such as casein, hemoglobin and gelatin with high specific activity. When
assayed on N-α-CBZ-amino acid-p-nitrophenyl esters, the enzyme showed higher preference for the glycine and
phenylalanine derivatives. Kinetic studies performed with the synthetic peptide H-PRO-THR-GLU-PHE-(p-NO2)-
PHE-ARG-LEU-OH showed an affinity (Km 0.68 mM) slightly lower than those of other known milk-clotting
enzymes such as chymosin and human pepsin.
In order to evaluate the possibilities of application of the enzyme, biochemical parameters such as pH optimum,
optimal temperature range and stability were assessed. It was found that the enzyme was active at acidic pH with an
optimal value around 3.0 to 4.5 and between 35 to 45°C. In addition, the enzyme showed remarkable stability at
moderate temperatures (37°C) but after 15 min at 55°C it retained only 20% of the initial activity.
A moderate milk-clotting activity was observed on skim bovine milk. Optical microscopic observation of the milk
coagulation was performed using a conventional light microscope under standardized conditions. Microscopic
images were analyzed using Optiscan software and compared with the images produced by commercial calf rennet
FPC, allowing the observation of the structural changes occurring during gel formation.
Key words:Salpichroa origanifolia, aspartic peptidase, milk-clotting activity.
Anotación de los genes asociados a la biosíntesis de flavonoides en Theobroma cacao L. asistida por
metabolómica.
Arsenio Rodríguez y Diógenes Infante
Centro Nacional de Biotecnología Agrícola, Instituto de Estudios Avanzados, Caracas, Venezuela
RESUMEN
La secuenciación de los genomas de diversas especies progresa a un ritmo exponencial. Una vez que el genoma se ha
secuenciado y ensamblado, el principal desafío radica en su anotación, es decir, en la identificación de genes
codificantes de proteínas y otras unidades funcionales que se encuentran crípticamente en el genoma. Para la
detección de genes, los dos enfoques principales son la cartografía utilizando EST y los métodos computacionales de
predicción de genes asociados con la búsqueda de homología (comparación con otros genomas taxonómica y
evolutivamente relacionados).
La anotación a escala de genoma asistida por computadoras se ha convertido en un método estandarizado y genera la
información inicial de los genes asociados a proteínas. En este trabajo presentamos la anotación a partir de un
modelo metabólico in silico de las rutas biosintéticas de polifenoles en cacao que contiene 653 especies químicas y
706 reacciones químicas. Hemos anotados 150 genes asociados en la biosíntesis de fenilpropanoides y flavonoides
utilizando ambos métodos. El análisis computacional muestra varias reacciones y metabolitos nuevos, lo que sugiere
la presencia de genes asociadas a rutas no reportadas en la anotación convencional.
La integración de las tecnologías metabolómicas en el proceso de anotación puede conducir a una mayor validación
de los modelos in silico, así como a aumentar la precisión de los modelos genéticos existentes. Estas tecnologías
permiten un rápido análisis del fenotipo molecular de las plantas (p.ejem.: flavonoides) y un método complementario
para integrar la anotación del genoma.
Palabras claves: redes metabólicas, anotación génica, Theobroma cacao L., Biología de Sistemas
59
Comparative analysis of major secondary compounds from Glandular Trichomes and leaf exudates of
Nicotiana tabacum accessions.
Yanelis Capdesuñer1, Yudelsy Tandron
2, Andrea Matros
2, Rico Lipmann
2, Janet Quiñones
1, Orlando Borras
3,
Martha Hernández1, Hans Peter Mock
2.
1. Metabolic Engineer Laboratory, BioplantsCenter. P. O. Box 69450, Cuba. 2. Applied Biochemistry Group, IPK Gatersleben, Institute of Plant Genetics and Crop Plant Research. D-06466. Germany. 3. Laboratory of Plant Functional Genomics, Center for Genetic Engineering and Biotechnology. P. O. Box 6162, Havana, 10600,
Cuba.
RESUMEN
Los tricomas son pequeñas protuberancias que se originan de la epidermis de la superficie de hojas y otros órganos
de muchas plantas. Los tricomas están implicados en la protección contra varios estreses bióticos y abióticos y se
dividen normalmente en dos categorías generales: Tricomas No Glandulares y Tricomas Glandulares (TGs). Los TGs
consisten en un tallo que soporta una glándula secretoria la cual puede ser sostenida por una o más células. Los TGs
se han descrito como biofábricas para la producción de productos naturales. Los TGs son notorios por su capacidad
para sintetizar, almacenar y secretar grandes cantidades de metabolitos especializados muchos de los cuáles son
comercialmente importantes como farmaceúticos, fragancias, suplementos alimenticios y pesticidas naturales. En
hojas de tabaco (Nicotiana tabacum), la presencia de TGs está involucrada fundamentalmente en la secreción de una
variedad de diterpenos y ésteres de azúcares. En este trabajo se determinaron los perfiles metabólicos de exudados
foliares de un rango de accesiones de Nicotiana para analizar comparativamente las diferencias en los exudados
foliares y seleccionar líneas contrastantes en la producción de diterpenos y ésteres de azúcares para posteriores
estudios. Las diferencias existentes en la composición química entre las líneas de Nicotiana tabacum y la morfología
de los TGs están determinadas probablemente por la regulación del metabolismo a diferentes niveles. Se centró el
interés en la biosíntesis de los CBT diols, Cis Abienol y ésteres de azúcares. Actualmente se lleva a cabo un análisis
transcriptómico de líneas contrastantes en relación con la producción de estos compuestos con el empleo de
microarrays y SuperSAGE entre otras técnicas. Hasta el momento se desconocen la gran mayoría de las rutas
metabólicas específicas en tricomas y los genes involucrados además en los varios estados de desarrollo de los
tricomas. Una vez que se caractericen los genes y las enzimas relevantes involucradas en estas rutas metabólicas,
será posible producir grandes cantidades de estos compuestos, incrementar la resistencia natural a enfermedades,
incrementar sabor, propiedades aromáticas y también llevar a cabo la obtención a gran escala de exudados foliares
de tabaco para usos comerciales.
ABSTRACT
Trichomes are small outgrowths of epidermal origin on the surfaces of leaves and other organs of many plants.
Trichomes have been implicated in protection against various biotic and abiotic stress conditions and are normally
divided into two general categories: Non-glandular and Glandular Trichomes (GTs). GTs consists of a stalk that
supports the secretory gland which can be made up of one or more cells. GTs have been described as biofactories for
the production of natural products. They are remarkable for their capacity to synthesize, store, and secrete large
amounts of specialized metabolites, many of which are commercially important as pharmaceuticals, fragrances, food
additives, and natural pesticides. In tobacco leaves (Nicotiana tabacum), the presence of GTs is involved mainly in
the secretion of a variety of diterpenoids and sucrose esters. A metabolic profiling, using LC-MS methods, was
carried out to characterize the differences in the leaf exudates in a range of Nicotiana accessions. Chemical
composition differences within and among Nicotiana tabacum lines and GTs morphology are likely determined by
the regulation of metabolism at several levels. The interest was centered in the biosynthesis of the CBT-diols, Cis
abienol and sucrose esters. Currently a transcriptomic analysis is been carry out with selected contrasting lines in
relation to the production of these compounds using microarrays and SuperSAGE. Until recently, most trichome-
specific metabolic pathways and genes involved in various trichome developmental stages have remained unknown.
Once the relevant genes and enzymes involved in the pathways are characterized, it should be possible to produce
greater quantities of these compounds to increase natural pesticide resistance, enhance flavor and aroma properties
and also to carry out large–scale isolation of tobacco leaf exudates for commercial uses.
60
Estrategia para la identificación purificación y caracterización de inhibidores de proteasas de fuentes
naturales.
Alonso del Rivero M1., Gonzalez Y
1., Reytor ML
1; Sierra Y
1. Salas E
1., Cabrera A
1, Covaleda G
2, Aviles FX
2
y Chávez MA1
1Centro de Estudio de Proteínas, Facultad de Biología, Universidad de La Habana, La Habana, Cuba. 2Laboratorio de Proteómica e Ingeniería de Proteínas, Instituto de Biotecnología y Biomedicina, Universidad Autónoma de
Barcelona, Barcelona, España.
Correspondencia: Maday Alonso del Rivero. Centro de Estudio de las Proteínas, Facultad de Biología, Universidad de La Habana,
calle 25 No. 455 / J e I, Vedado, Plaza de la Revolución, La Habana, Cuba. CP 10400, Tel: 8324830, Fax: 8321321. E-mail:
RESUMEN
Las proteasas son enzimas que catalizan la hidrólisis del enlace peptídico de proteínas y péptidos. Se encuentran
ampliamente distribuidas en la naturaleza e intervienen de forma directa o indirecta en casi todos los procesos
fisiológicos de los organismos. Estas enzimas también son cruciales en el desarrollo de enfermedades de fuerte
impacto social; ya sea por encontrarse involucradas en los mecanismos de replicación e infectividad de muchos
patógenos para el hombre, plantas y animales, o por una incorrecta regulación de su actividad en el organismo. Uno
de los mecanismos de regulación de la actividad de estas enzimas esta relacionado con la acción de sus inhibidores.
Alrededor de un 60% de las drogas que se han obtenido proceden de productos naturales. Diferentes estrategias se
han empleado para la identificación y detección de inhibidores de proteasas a partir de estas fuentes. En este trabajo
se presenta una estrategia para la identificación, purificación y caracterización de inhibidores de proteasas a partir de
algunos invertebrados marinos. La metodología planteada para la identificación, combina técnicas de alto flujo como
los ensayos inmunoenzimáticos, métodos de interacción proteína- proteína como el “Intentity Fading” MALDI-TOF
y el BIACORE así como métodos cinéticos tradicionales. Para la purificación de estas moléculas se han ensayado
métodos de clarificación como la precipitación acida y el tratamiento térmico. Dentro de los métodos
cromatográficos la cromatografía de afinidad se emplea en la etapa de captura, (con ligando deseado), combinada
con cromatografías de intercambio iónico, cromatografía en gel y cromatografía en HPLC, fase reversa. La
caracterización de las proteínas combina aspectos cinéticos como la determinación de la constante de inhibición y
especificidad inhibidora, así como la determinación de la estructura. Esta estrategia ha permitido la identificación de
diferentes inhibidores de proteasas, entre ellos dos inhibidores de metalocarboxipeptidasas (CP): SmCI (un inhibidor
de CP del anélido S. magnifica) y NpCI (inhibidor aislado del molusco N. perolonta,) así como NpFI (inhibidor de
falcipaina II del molusco N. perolonta), entre otros.
Palabras claves: inhibidores, proteasas, purificación, identificación, estrategia
Aislamiento y caracterización de nuevos inhibidores de tripsina a partir de semillas de Gleditsia triacanthos
L.(Leguminosae) y de Acer negundo L. (Aceraceae)
Perini, Mauro A.1; Sin, Ignacio N.
1; Covaleda, Giovanny
2; Trejo, Sebastián A.
2; Natalucci, Claudia L.
1 y
Laura M.I. López1
1. Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales
Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata. Argentina
2. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina, Universitat Autònoma de Barcelona, España
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Una regulación precisa de la actividad proteolítica tanto espacial como temporal es esencial para la fisiología
humana, razón por la cual muchas proteasas se han convertido en importantes dianas biomédicas. Los inhibidores de
proteasas (IPs) de plantas son estructuras peptídicas pequeñas, que generalmente se encuentran en alta concentración
en tejidos de almacenamiento. Se han descripto IPs de plantas que actúan frente a proteasas de los principales grupos
mecanísticos.
61
Con el fin de aislar nuevos inhibidores peptídicos de tripsina a partir de fuentes vegetales, se recolectaron semillas
pertenecientes a diversas especies: Magnolia grandiflora, Feijoa sellowiana, Ligustrum lucidum, Gleditsia
triacanthos, Jacaranda mimosifolia, Senna spectabilis, Vigna caracalla, Melia azedarach y Acer negundo. Los
extractos crudos fueron obtenidos por trituración de las semillas en un medio buffer (20 g/100 ml) de Tris-HCl 0,1
M, pH 7,2, conteniendo NaCl 0,5 M y ácido ascórbico como antioxidante. Posteriormente, se emplearon
microcolumnas de tripsina-agarosa para purificar por cromatografía de afinidad los extractos vegetales y ensayar en
los eluatos la presencia de actividad inhibitoria. Este método permitió de manera rápida y eficiente la detección y
purificación parcial de nuevos inhibidores de tripsina. La determinación de actividad inhibitoria de tripsina fue
llevada a cabo empleando el sustrato cromogénico BAPNA (Benzoil L-arginina 4-nitroanilida).
Los resultados obtenidos revelaron la presencia de una fuerte actividad inhibitoria en los extractos obtenidos a partir
de semillas de G. triacanthos (Leguminosae) y de A. negundo (Aceraceae). Las muestras correspondientes a dichos
extractivos fueron purificadas por cromatografía de afinidad, caracterizadas electroforéticamente y sometidas a un
segundo paso de purificación por cromatografía en fase reversa (RP-HPLC, C4). En el caso del extracto proveniente
de G. triacanthos se detectaron dos fracciones principales con actividad inhibitoria de tripsina que fueron analizadas
por MALDI-TOF MS, una de ellas resultó estar constituida por varias formas moleculares de pesos muy cercanos
(péptidos de entre 6540- 7710 Da) que podrían corresponderse con inhibidores del tipo Bowman-Birk, en tanto que
la otra fracción mostró 3 isoformas (18943, 19029 y 19254 Da) cuyas masas sugieren que sería un inhibidor del tipo
Kunitz.
El análisis de los eluatos obtenidos por RP-HPLC de la muestra de A. negundo reveló la presencia de 4 fracciones
con actividad inhibitoria y una de ellas resultó ser homegénea al análisis por MALDI-TOF MS (11293 Da), cabe
destacar que hasta el momento no se habían reportado inhibidores de proteasas aislados a partir de la familia
Aceraceae.
Finalmente se determinaron las huellas peptídicas (Peptide Mass Fingerprinting, PMF) de los inhibidores. Los
resultados de los espectros de masas obtenidos producto de la digestión trípticase analizaron con MASCOT y no
fueron identificados con ninguno de los inhibidores actualmente depositados en las bases de datos confirmando el
hallazgo de nuevos inhibidores petídicos de tripsina.
Agradecimientos
Red Temática CYTED "Proteómica y quimiogenómica de inhibidores de proteasas de origen natural con potencial
terapéutico en malaria". C:L:N es investigador CIC, LMIL es investigador CONICET
Actividad antimicrobiana de los extractos de Acmella repens, Urtica leptophylla y Sonchus oleraceus, sobre
Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa y Candida albicans.
Tania Salomé Sulca Villamarín
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La alta incidencia de morbilidad en el Ecuador por causa de Infecciones respiratorias agudas donde generalmente la
población rural es la más afectada, ya sea por falta de recursos económicos, culturales o sanitarios, ha hecho que
estas poblaciones utilicen plantas medicinales para tratar sus dolencias y enfermedades, conservando y rescatando así
los conocimientos ancestrales que han sido transmitidos de generación en generación sobre el uso de las especies
vegetales pertenecientes a sus comunidades, ya que los efectos pueden variar de un lugar a otro.
La presente investigación tiene como objetivo principal determinar la actividad antimicrobiana de tres plantas
consideradas medicinales para la población de la Parroquia La Esperanza, Imbabura - Ecuador: Acmella repens
(Botoncillo), Urtica leptophylla (Ortiga macho) y Sonchus oleraceus (Kana yuyo), sobre Staphylococcus aureus,
Pseudomonas aeruginosa y Candida albicans, microorganismos causantes de algunas enfermedades bucofaríngeas
como aftas orales o infecciones primarias del tracto respiratorio que pueden degenerar en infecciones respiratorias
agudas.
Para el estudio se preparó extractos botánicosacuosos, etanólicos y hexánicos, los cuales fueron empleados en
antibiogramas utilizando sensidiscos húmedos y secos con soluciones al 0%, 25%, 50%, 80% y 100% de
concentración. Los periodos de incubación fueron de 24h -48h para las bacterias y de 48h – 72h para la levadura.
Los resultados demostraron que en Candida albicans el extracto etanólico de Acmella repens al 50% de
concentración con sensidisco húmedo y 48h de incubación fue es más efectivo. Para Pseudomonas aeruginosa fue el
extracto etanólico de Urtica leptophylla al 50% de concentración con sensidisco húmedo y 24h de incubación y para
62
Staphylococcus aureus, el extracto etanólico de Sonchus oleraceus al 80% de concentración con sensidisco húmedo
y 24h de incubación.
Palabras clave: extractos acuosos, etanólicos y hexánicos; antibiogramas; sensidiscos húmedos y secos
ABSTRACT
The high incidence of disease in Ecuador is due to acute respiratory infections where the rural population is generally
the most affected, either by lack of economic resourses, cultural or health, have led people to use plant species to
treat their diseases, rescuing this way the ancestral knowledge they have been passed between generations on the use
of plant species belonging to each community, because the effects vary from place to place.
This research's main objective is determine the antimicrobial activity of three plants, considered medicinal by
population of the parish of La Esperanza, Imbabura – Ecuador: Acmella repens (Botoncillo), Urtica leptophylla
(Ortiga macho) and Sonchus oleraceus (Kana yuyo), on Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and
Candida albicans, oropharyngeal disease-causing microorganisms such oral thrush or respiratory tract primary
infections which can lead to acute respiratory infections.
For this study were prepared aqueous, ethanolic and hexane botanical extracts, which were used in susceptibility
testing using wet and dry sensidiscs solutions at 0%, 25%, 50%, 80% and 100% of the extracts concentration.
Incubation periods were 24h-48h for bacteria and 48h - 72h for yeast
The results showed that Candida albicans in ethanol extract of Acmella repens at 50% concentration with wet
sensidisc and 48h of incubation was more effective. For Pseudomonas aeruginosa was the ethanol extract of Urtica
leptophylla to 50% concentration with wet sensidisc and 24h incubation and Staphylococcus aureus, the ethanol
extract of Sonchus oleraceus at 80% concentration with sensidisc wet and 24h incubation.
Keywords: aqueous, ethanolic and hexane extracts; susceptibility testing; wet and dry sensidiscs.
Inducción in vitro de pigmentos en callos de Pitahaya variedad Orejona (Hylocereus Costaricensis) mediante el
uso de distintos inductores de origen biótico y abiótico y análisis de los pigmentos producidos.
Javier Gómez-Zeledón y Víctor M. Jiménez
Universidad de Costa Rica, Centro de Investigaciones en Granos y Semillas
[email protected], [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La pitahaya (Hylocereus spp.), planta perteneciente a la familia Cactaceae, del orden Caryophyllales, posee frutos
carnosos con llamativas escamas y una pulpa que puede ser blanca, roja o morada. Los frutos pigmentados contiene
gran cantidad de betalaínas, pigmentos que cobran cada día más importancia en la industria farmacéutica, alimentaria
y cosmética. Se llevaron a cabo experimentos con inductores de origen biótico y abiótico, con el fin de fomentar la
síntesis de pigmentos en callos friables de Hylocereus costaricensis var. Orejona. Modificaciones de los macro y
micro elementos del medio de cultivo, distintas concentraciones de sacarosa y manitol, adición de extractos de algas
y de hongos, así como cambios de ambiente lumínico y de temperatura fueron evaluados. Los extractos fúngicos
probaron ser los más eficientes para inducir la síntesis de pigmentos en los callos de H. costaricensis var. Orejona,
por lo que se estudió por separado el efecto de varios hongos. El filtrado del medio donde creció Fusarium sp. por
tres semanas, fue el inductor cuyos callos presentaron la mayor cantidad de área pigmentada (roja). Se llevaron a
cabo análisis de colorimetría mediante el sistema CIEL*a*b* (modelo cromático de la Commission Internationale de
l'Eclairage) para cuantificar los pigmentos presentes en los callos sometidos a los distintos inductores de origen
fúngico. Al comparar los parámetros a* y h° entre los tratamientos aplicados, se logró confirmar que los callos
sometidos al filtrado de Fusarium sp. fueron los más pigmentados. Los callos inducidos en la presente investigación,
son un punto de partida importante para estudios posteriores, como el establecimiento de suspensiones celulares,
aislamiento de protoplastos y estudios de expresión génica.
63
Antraquinonas a partir de Morinda royoc L. : Una alternativa para el control de patógenos de plantas.
Anthraquinones from Morinda royoc L.: An alternative to the control of plant pathogens.
Janetsy Borroto1, Osmany Chacón
2, Martha Hernández
1, Carlos Borroto
2, Ermis Yanes
1, Reinaldo Trujillo
1,
Orlando Borrás2.
1Centro de Bioplantas, Unviersidad de Ciego de Avila, Cuba. E-mail: [email protected]. 2Centro de Ingeniería genética y Biootecnología, Habana, Cuba. E.mail: [email protected]
RESUMEN
Las plantas se consideran una fábrica química para la biosíntesis de una gran cantidad de metabolitos secundarios.
Varios de estos químicos se utilizan en la medicina así como esencias, colorantes y pesticidas. En la agricultura, la
resistencia a pesticidas convencionales causa pobre control de las enfermedades. Los productos naturales aislados de
plantas tienen un gran potencial como fuente de fungicidas para el control de hongos patogénicos. Los mismos son
ventajosos ambientalmente comparados con los métodos de control químico, que tienen varios riesgos para la salud
humana y ambiental. Las antraquinonas son compuestos con varias actividades biológicas. En este estudio se evaluó
la actividad antipatogénica de extractos antraquinónicos a partir de raíces de Morinda royoc L. contra ocho
patógenos de plantas. Los patógenos evaluados fueron: Alternaria solani, Phytophthora parasitica, Phytophthora
infestans, Rhizoctoniasolani, Verticillium dahliae, Fusariumoxysporum f.sp cubense, Pectobacterium carotovorum
subsp. carotovorum y Xanthomonas campestris p.v. phaseoli. La mayor actividad antipatogénica se encontró contra
R. solani con 100% de porcentaje de inhibición en las concentraciones desde 250 a1000 µg·mL-1
. Los extractos de
raíces in vitro y natural de M. royoc L. fueron efectivos para reducir el crecimiento de V. dahlia, A. solani y F.
oxysporum f.sp. cubense. El extracto de raíces in vitro fue más efectivo que el extracto de raíces natural para el
control de los omicetes: P. parasitica y P. infestans. Los extractos antraquinónicos tuvieron un efecto protector sobre
semillas de tabaco germinadas en sustrato con infección natural de patógenos del suelo. El tratamiento a las plantas
de tomate con los extractos antraquinónicos demostró un efecto protector contra la siguiente infección con Alternaria
solani. Los resultados demuestran que los extractos poseen alta actividad antimicrobiana contra un amplio espectro
de patógenos de plantas y podrían ser utilizados como agentes antimicrobianos para el control de enfermedades en
las plantas.
Palabras claves: antraquinonas, enfermedades de las plantas, productos naturales.
ABSTRACT
Plants can be considered as a famous chemical factory for biosynthesis of a huge array of secondary metabolites.
Many of these chemicals are utilized as medicine, scent, dyes and pesticides. The resistance to conventional
pesticides causes the poor disease control of agriculture. Natural products from plants have great potential as novel
fungicide sources for controlling pathogenic fungi. It is environmentally advantageous in comparison to chemical
control methods which had many risks on human health and environment. Anthraquinones are compounds with a
wide range of biological activities. In this study antipathogenic activity of the anthraquinones extracts from Morinda
royoc L. root were evaluated in vitro against eight phytopathogens. The pathogens evaluated were: Alternaria solani,
Phytophthora parasitica, Phytophthora infestans ,Rhizoctoniasolani, Verticillium dahliae, Fusariumoxysporum f.sp
cubense, Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum and Xanthomonas campestris p.v. phaseoli. The highest
antipathogenic activity was exerted against R. solani with inhibition percentage of 100% in the concentrations from
250 to1000 µg.mL-1
. Both, in vitro and natural root extracts, were effective to reduce the growth of V. dahlia, A.
solani and F. oxysporum f.sp. cubense. The in vitro root extract was more effective than natural root extract to
control the oomycetes P. parasitica and P. infestans. The treatments of tobacco seeds with anthraquinones extracts
protected them from soil-borne pathogens present in an infected soil. The spray treatment of tomato plants with the
anthraquinones extracts showed a protective effect against the subsequent infection by spray treatment of Alternaria
solani.The results showed that the extracts possess antimicrobial activities against a broad spectrum of tested plant
pathogens and could be used as potential antimicrobial agents for the control of diseases in plants.
Key words: anthraquinone, plant disease, natural product
64
Modelo in silico de la regulación génica en la biosíntesis de flavonoides en Theobroma cacao L.
Arsenio Rodríguez y Diógenes Infante
Centro Nacional de Biotecnología Agrícola, Instituto de Estudios Avanzados
Caracas, Venezuela
RESUMEN
Se describe el uso del análisis in silico basado en modelos de la regulación transcripcional del metabolismo
secundario para en Theobroma cacao L., con el fin de descubrir nuevos mecanismos de regulación. Hemos
reconstruido una red de regulación sobre la red metabólica de la biosíntesis de los polifenoles en T. cacao que
consiste de 15 factores de transcripción que regula 75 genes metabólicos, con base en la información de la literatura
primaria y las bases de datos públicas.
Esta reconstrucción de la red de regulación, junto con un modelo de red metabólico a escala genómica, permite la
predicción in silico de los fenotipos bajo la supresiones de genes reguladores, así como la determinación de los
perfiles de expresión génica bajo condiciones determinadas.
Estos estudios ilustran el potencial de integración de datos basada en modelos para descubrir de forma sistemática
nuevos componentes e interacciones en las redes de regulación y metabólicos en plantas de interés comercial.
Palabras claves: redes metábolicas, análisis in silico, metabolismo secundario de Theobroma cacao L., Biología de
Sistemas
Biosíntesis in vitro de Linalol y su Acetato en Callos Embriogénicos y no Embriogénicos de Linaloe (Bursera
linanoe (La Llave)).
Arellano-Ostoa, G.1;González-Bernal, S.
1;Trigo-Cortés, D.
2 y Sánchez-Arreola, E.
2
1Programa de Recursos Genéticos y Productividad-Fruticultura, Campus Montecillo, Colegio de Postgraduados en Ciencias
Agrícolas. Carretera México-Texcoco Km. 36.5, 56230 Montecillos, Estado de México, México. [email protected] 2Departamento de Ciencias Químico-Biológicas, Escuela de Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Sta. Catarina Mártir,
72810 Cholula, Puebla, México.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El Linaloe (Bursera linanoe (La Llave)) es una especie representativa de las selvas bajas caducifolias de los estados
de Puebla, Guerrero, Morelos y Oaxaca, México y ha tenido una gran importancia ya que tiene usos artesanales,
industriales y medicinales. Los principales productos son la madera para la fabricación de muebles, artesanías y la
esencia de Linaloe, que se usa en perfumería.Estudios anteriores indican que los terpenos linalol y el acetato de
linalol son los constituyentes principales de la esencia, normalmente obtenida de la madera y de los frutos. La
sobreexplotación de la especie a conducido a su agotamiento en ciertas áreas, por lo anterior es importante contar con
una fuente alterna de tejido para la producción de esencia. El cultivo de tejidos vegetales es una opción para clonar
plantas sobresalientes de esta especie a partir de árboles nativos y podría utilizarse para producir esencia a partir de
tejidos regenerados in vitro. El objetivo de esta investigación fue la de cuantificar la producción de linalol y el
acetato de linalol, en los callos embriogénicos y no embriogénicos generados a partir de plántulas germinadas in
vitro. La embriogénesis somática fue inducida a partir de cultivos de hojas y cotiledones en un medio MS,
suplementado con 3 % (w/v) de sacarosa, 0.6 % (w/v) de agar (Merck), 21.48 μM de ácido naftalén acético (ANA),
2.22 μM de bencilamino purina (BAP) y 500 mg · litro-1
de caseína hidrolizada. Los cultivos fueron mantenidos en
condiciones de oscuridad a 25 ºC2
ºC durante nueve semanas. Posteriormente se transfirieron los explantes a un
medio similar, reduciendo la concentración de ANA a 0.54 μM y el BAP a 0.44 μM, bajo 16 h de fotoperíodo a 25 ºC2
ºC. Los callos embriogénicos se han mantenido en un medio MS sin reguladores del crecimiento, mientras que
los no embriogénicos lo han hecho con 8.9 μM de BAP y 1.08 μM de ANA, bajo las mismas condiciones de luz y
temperatura con subcultivos cada cuatro semanas. Se observó que el 30% de los cotiledones formaron callo
embriogénico, mientras que solo el 5% de las hojas lo presentaron. Al final del periodo de inducción se colectaron 20
g de callo embriogénico y no embriogénico que fue sometido a extracción con hexano a reflujo por 4 horas, el
65
extracto obtenido se analizó por HPLC, bajo las mismas condiciones utilizadas para la esencia que se usó como
estándar. Los cromatogramas obtenidos para ambos tipos de callo, mostraron los picos correspondientes al linalol y
al acetato de linalol (TR = 8.4 y 19.0 min. respectivamente). Existió mayor producción de la esencia de lináloe en los
callos no embriogénicos (54.5 mg, con rendimiento del 11.3% p/v de acetato de linalol y 2.4% p/v de linalol) en
comparación con los embriogénicos (32.4 mg, con 3.4% p/v de acetato de linalol y 2.0 % p/v de linalol). La síntesis
in vitro de estos compuestos es significativamente importante ya que, en condiciones naturales no se ha logrado
detectar la síntesis de la esencia en hojas.
Palabras clave: Burseraceae, terpenos, cultivo de tejidos, embriogénesis.
Detección de proteasas durante el cultivo in vitro de Hohenbergia penduliflora (A. Rich.) Mez. por
electroforesis 2D.
Proteases detection during in vitro culture of Hohenbergia penduliflora (A. Rich.) Mez. by 2D electrophoresis.
Aurora Pérez1, Mayelin Mora
1, Carol Carvajal
1, Sebastián Trejo
2, Jesús Jorrín
3, Martha Hernández
1.
1. Laboratorio de Ing. Metabólica. Centro de Bioplantas. UNICA. Carretera a Morón Km. 9. Ciego de Ávila. Cuba. TEL: 053-
33 224016, Fax: 053-33 266340. [email protected] 2. Institut de Biotecnologia i de Biomedicina (IBB). Universidad Autónoma de Barcelona. Barcelona. España. 3. Departamento de Bioquímica y Biología Molecular. Universidad de Córdoba. Córdoba. Campus de Rabanales, Edificio
Severo Ochoa (C6), 14071 Córdoba, España.
RESUMEN
Hohenbergia penduliflora (A. Rich) Mez., planta epífita que habita los ecosistemas cubanos, es miembro de la
familia Bromeliaceae. La presencia de proteasas en extractos enzimáticos de órganos de esta planta ha sido
demostrada. Además, se aisló una nueva cisteino proteasa, pendulifloraina I, a partir de los tallos. Sin embargo,
existen factores que afectan la obtención de proteasas a partir de plantas de campo, entre los que se encuentran: las
condiciones ambientales, la infección por patógenos, el decrecimiento de las producciones agrícolas y la explotación
indiscriminada de sus habitats naturales, lo que incide considerablemente en la biodiversidad y los ecosistemas. Las
técnicas de cultivo de tejidos de plantas pueden ser una solución práctica para resolver este problema. El presente
estudio se realizó con el objetivo de detectar enzimas proteolíticas a partir de Hohenbergia penduliflora (A. Rich)
Mez cultivada in vitro. Se determinó la actividad proteolítica a extractos de vitroplantas de H. penduliflora y al
medio de cultivo. Las muestras se analizaron por electroforesis 2D en geles de poliacrilamida al 12.5%, pH 3-10.
Para la identificación de las proteínas, las manchas, con masa molar entre 20 000 y 30 000 Da, fueron cortadas,
digeridas con tripsina y analizadas por espectrometría de masa (MALDI-ToF). Se compararon las huellas peptídicas
obtenidas a partir de las manchas de extractos de vitroplantas y del medio de cultivo. Se obtuvo la secuencia de uno
de los péptidos de las proteínas del medio de cultivo por MALDI-ToF MS+MS. Los resultados permitieron detectar
la presencia de proteasas en el cultivo in vitro de H. penduliflora. Las enzimas detectadas mostraron alta homología
con las cisteino proteasas más representativas de la familia Bromeliaceae.
Palabras claves: Bromeliaceae, proteasas, cultivo in vitro , espectrometría de masas, electroforesis 2D.
ABSTRACT
Hohenbergia penduliflora (A. Rich) Mez., an epiphytic plant that inhabits Cuban ecosystems, is a member of
Bomeliaceae family. The presence of proteolytic activity in enzymatic extract of organs of this plant has been
demonstrated. Also, a new cysteine proteases (pendulifloraina I) has been isolated from stems. However, several
factors affect cysteine proteases obtaintion from field-grown plants, among them: environmental conditions, the
infections by pathogens, the decrease in agricultural production and indiscriminate exploitation of natural habitats of
plants, that impact considerably on the biodiversity and the ecosystems. Plant tissue culture techniques can be a
solution to resolve this practical problem. In vitro propagation protocols of Hohenbergia penduliflora (A. Rich) Mez.
was established. The present research was conducted in order to detect proteolytic enzymes during Hohenbergia
penduliflora (A. Rich) Mez. in vitroculture. Proteolytic activity of Hohenbergia penduliflora (A. Rich.) Mez.
vitroplant extracts and culture medium were measured. Samples were analysed by 2D electrophoresis in 12.5%
poliacrilamide gels, pH 3-10. By protein identification, spots corresponding to molar weigh between 20 000-
30 000 Da were excised, digested with trypsin and submitted to mass spectrometry (MALDI-ToF). Peptide Mass
66
Fingerprint obtained from vitroplant extracts and culture medium spots were compared. The sequence of one culture
medium peptide was obtained by MALDI-ToF MS+MS. Los resultados permitieron detectar la presencia de
proteasas en el cultivo in vitro de H. penduliflora. The proteases isolated showed considerable similarity to other
cysteine proteases obtained from different Bromeliaceae species.
Key words: Bromeliaceae, proteases, in vitro culture, mass spectrometry, 2D electrophoresis.
Producción de antraquinonas a partir de cultivo de callos de Morinda royoc L.
Production of anthraquinones by callus cultures of Morinda royocL.
Yemeys Quirós, Janetsy Borroto*, Maribel Rivas
1, Ernesto M. González
3, Janet Quiñones
1, Oscar
Concepción2, Martha Hernández
1, Reinaldo Trujillo
1.
1Laboratorio de Ingeniería Metabólica, Centro de Bioplantas, Ciego de Ávila, Cuba and 21Laboratorio de Cultivo de Células y
Tejidos, Centro de Bioplantas, Ciego de Ávila, Cuba, 3Centro de Iingeniería Genética y Biotecnología. *e-mail:
RESUMEN
Las plantas medicinales son una fuente importante para la producción de medicina para gran parte de la población
mundial. Los compuestos bioactivos, extraídos de plantas, se utilizan como aditivos para alimentos, producción de
insecticidas, cosméticos, perfumes y con fines químicos. Estos compuestos pertenecen a un grupo conocido como
metabolitos secundarios. Las antraquinonas son un importante grupo de productos naturales que se han aislado a
partir de bacterias, hongos, líquenes y plantas superiores. Las antraquinonas presentan diversas actividades
biológicas: antimicrobial, antifúngica, antimalarial, anitumoral y antimutagénica. Las plantas que pertenecen a la
familia Rubiaceae contienen grandes cantidades de antraquinonas principalmente en sus raíces. Morinda royoc L.
(Rubiaceae) conocida en Cuba como Garañón se emplea en la elaboración de un producto que tiene acción
estimulante, revitalizadora, antiestrés e incrementa la líbido. Este producto se emplea en Cuba como suplemento
dietético. Sin embargo, el cultivo en campo de esta planta es limitado debido principalmente a que la germinación
de la semilla es esporádica y el crecimiento de la planta es lento. Es por ello que es esencial el desarrollo de
alternativas metodológicas para producir las antraquinonas in vitro. En este trabajo se estableció el cultivo de callos
de Morinda royoc L. (Rubiaceae) para la producción de antraquinonas. Los explantes se cultivaron en diferentes
concentraciones de reguladores del crecimiento (ANA y 2,4-D). La mejor concentración para el crecimiento de los
callos y la producción de antraquinonas totales fue 2,32 µM de 2,4-D. Las antraquinonas se aislaron con
diclorometano y se deteminaron por HPLC. Se identificó el nordamnacantal como antraquinona mayoritaria
producida por el cultivo de callos de Morinda royoc L.
Palabras claves: antraquinonas, cultivo de callos, productos naturales.
ABSTRACT
Medicinal plants are the most exclusive source of life saving drugs for the majority of the world population.
Bioactive compounds, currently extracted from plants, are used as food additives, pigments, dyes, insecticides,
cosmetics, perfumes and fine chemicals. These compounds belong to a group collectively known as secondary
metabolites. Anthraquinones are an important group of natural products occurring in bacteria, fungi, lichens and
higher plants. AQs have been reported to exhibit some interesting in vitro biological activities: antimicrobial,
antifungal, antimalarial, antitumour and antimutagenic. Plants belonging to the family Rubiaceae are known to
contain substantial amounts of anthraquinones, especially in the roots. Morinda royoc L. (Rubiaceae), is used to
make a product with stimulating, revitalizing and antistress activity that also increases the libidum. This product is
used in Cuba as a diet supplement. However, field growth of such a plant is very limited because of seed germination
is sporadic and the growth of the plants is slow. Therefore, the development of alternative methods to produce
anthraquinones in vitro is essential. Morinda royoc L. (Rubiaceae) callus cultures were for the production of
anthraquinones. The explants were cultured with different ranges of plant growth regulators (ANA and 2,4-D). The
best range of plant growth regulators for generation of callus and total anthraquinones production was 2.32 µM of
2,4 D. The anthraquinones were isolated from the dichloromethane and the content of anthraquinones were
determined by HPLC. Nordamnacanthal was identified as a major component of anthraquinone pigments produced
by callus cultures of Morinda royoc L.
Key words: anthraquinones, callus cultures, natural products.
67
Estudio bromatológico de frutos maduros de dos especies del género Morinda.
Bromatology studiesof ripe fruit of the two species of Morinda genera.
Carol Carvajal Ortíz*, Janetsy Borroto Blanco, Janet Quiñónez Gálvez, Mayelin Mora González, Aurora
Pérez Martínez, Yemey Quiroz Molina, Martha Hernández de la Torre, Reynaldo Trujillo Sánchez.
Laboratorio de Ingeniería Metabólica. Centro de Bioplantas. Carretera Morón km 91/2. Ciego de Ávila, Cuba Teléf.: (53-
33)224016/225768 Fax: (53-33) 266340. Email: [email protected]
RESUMEN
Existen frutos de plantas los cuales no son muy apetecibles por la presencia en su aroma y sabor de compuestos que
producen olores fuertes que nos hacen recordar alimentos que han perdido calidad y que al paladar son amargos. En
este grupo encontramos los frutos de plantas del género Morinda (Morinda citrifolia L. y Morinda royoc L., sin
embargo estos son utilizados por la población en la medicina tradicional como un suplemento nutricional que
proporciona efectos benéficos para la salud del hombre. El presente trabajo se realizó con el objetivo de evaluar las
características químicas (sólidos solubles, acidez, vitamina C, proteína bruta, cenizas, fósforo, fibra neutra
detergente, calcio, fructosa, sacarosa y glucosa de los frutos) de Morinda royoc L. y Morinda citrifolia L. En cuanto
a los caracteres químicos encontró que los valores de sólidos solubles para las dos especies son muy altos (15,9 % M.
royoc y M. citrifolia 10.3%). Los valores de vitamina C es superior en M. royoc que en M. citrifolia. Además se
observó que la acidez total en M royoc fue superiores a de la M citrifolia. De los estudios realizados de los azúcares
se encontró mayores valores de fructosa con diferencias significativa a los restos de los azúcares en ambos especies.
Palabras claves: vitamina c, sólidos solubles totales, Morinda
ABSTRACT
Fruit‟s plants exists which are not attractive to eat for the presence in their aroma and flavours of compounds that
produce strong scents which makes us remember of foods which have lost their quality and that to the palate they are
bitter. In this group we found we find fruit‟s plants of the genera Morinda (Morinda citrifolia L. and Morinda royoc
L.) however, those plants, are used by the public, in traditional medicine, as a nutritional supplement that provides
beneficent effects for the human health. The present report was carried out which the objective of evaluating of
chemical characterization (total soluble solid content, titled total acidity, vitamin C contents, net proteins, total ash,
phosphorus, calcium, fructose, sucrose and glucose) of Morinda royoc L. and Morinda citrifolia L. ripe fruits. As
for the chemical characteristics, it has been found that the values of soluble solid content was very high for both
species (15,9 % M. royoc and M. citrifolia 10.3%). Vitamin C content is superior in M. royoc than in M. citrifolia. It
was also observed that the total acidity of M. royoc was higher than that of M. citrifolia fruits. Of the realized studies
of the sugars, it was found higher values of the fructose which significance differences to the rest of the sugars in
both species.
Key words: vitamin c, total soluble solid, Morinda
68
RDID1.0 program employment on the optimization of Bromelain and Papain covalent immobilization
Cutiño-Avila B,1 Gil DF,
1 Moreno-Castillo E,
1 Aragón CE,
2 Fernández-Marrero Y,
1 Hernández M,
2 Salas E,
1
Chávez MA,1 Guisán JM,
3 Díaz J,
1 del Monte-Martínez A,
1*
1Centro de Estudio de Proteínas, Facultad de Biología, Universidad de La Habana, calle 25 No. 455 entre J e I, Vedado, Plaza de
la Revolución, Ciudad Habana, Cuba. CP 10400, Fax: 8321321. 2Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Carretera a Morón Km. 9, CP 69450, Ciego de Ávila, Cuba. 3Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Campus UAM, Canto Blanco, Madrid, España.
*Correspondence to: Alberto del Monte-Martínez. Centro de Estudio de las Proteínas, Facultad de Biología, Universidad de La
Habana, calle 25 No. 455 / J e I, Vedado, Plaza de la Revolución, Ciudad Habana, Cuba. CP 10400, Phone: 8324830, Fax:
8321321. E-mail: [email protected].
ABSTRACT [View full text]
Enzymes as immobilized derivatives have been widely used in Food, Agrochemical, Pharmaceutical and
Biotechnological industries. Protein immobilization is probably the most used technology to improve the operational
stability of these molecules. Stem Bromelain (Ananas comosus)and Papain (Carica papaya)are cystein proteases
extensively used as immobilized biocatalyst with several applications in therapeutics, racemic mixtures resolution,
affinity chromatography and others industrial scenarios. The aim of this work was to optimize the covalent
immobilization of Bromelain and Papain via rational design of immobilized derivatives strategy (RDID) and
RDID1.0program. Were determined the maximum protein quantity to immobilize, the optimum immobilization pH (in
terms of functional activity retention), was predicted the most probable configuration of the immobilized derivative
and the probabilities of multipoint covalent attachment. As support material was used Glyoxyl-Sepharose CL 4B.
The accuracy of RDID1.0 program´s prediction was demonstrated comparing with experimental results. The
employment of RDID1.0program, as the carrying out of RDID strategy, allows selecting the most appropriate way to
design the best immobilized derivative for its application on affinity chromatography or enzymatic bioconversion
process.
Key words: bromelain, covalent immobilization, immobilized derivatives, papain, protein immobilization, rational
design
Evaluación de la coagulación térmica sobre la estabilidad de un anticuerpo expresado en plantas (Phb-01)
para su aplicación como paso de semi-purificación.
Déborah Geada1*
, Rodolfo Valdés2, Williams Ferro
2, Alberto Leyva
2, Tatiana Álvarez
2, Tatiana González
2,
Leonardo Gómez2, Sigifredo Padilla
2, Yenisley Medina
2, Yarisel Guevara
2.
1 Instituto de Investigaciones del Tabaco. Carretera al Tumbadero km 8 ½ San Antonio de los Baños. Artemisa 3500. Cuba. 2 Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología. Ave 31, e/ 158 y 190. PO. Box 6162, Habana 10600, Cuba.
* Autor por correspondencia: [email protected] , [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Los anticuerpos monoclonales (AcM) constituyen moléculas involucradas en un gran número de aplicaciones
diagnósticas y de laboratorio. Entre los métodos más eficientes para su producción están: la obtención a partir de
ascitis y de biorreactores. El primero de los métodos posee inconvenientes regulatorios y utiliza masivamente
animales de laboratorio. El segundo método posee menor productividad y elevados costos, respecto al primero y son
necesarios procesos fermentativos a escala industrial. Estos problemas condujeron a cifrar las esperanzas, en otros
sistemas de expresión como las plantas transgénicas. El Ac CB.Hep-1 es un AcM de ratón, dirigido contra el
antígeno de superficie del virus de la Hepatitis B, y se emplea de forma rutinaria en la cromatografía de
inmunoafinidad para purificar este antígeno. La producción este AcM se logra con el empleo de un gran número de
ratones BALB/c, lo cual sumado a los inconvenientes éticos y regulatorios hizo posible su expresión en plantas
(PHB-01). Esto impuso la búsqueda de nuevos métodos de purificación factibles a escala industrial. Para el PHB-01
se desarrollaron diferentes métodos a escala analítica; pero éstos carecieron de pasos eficientes de semipurificación,
se caracterizaron bajos recobrados, baja pureza de la molécula purificada y un escalado no factible económicamente.
69
En general, trabajos acerca del procesamiento y purificación de los productos expresados en plantas, están
comenzando a acumularse y la mayoría no están disponibles en la literatura científica. Por ende el fundamento de la
purificación y procesamiento de las proteínas recombinantes a partir de plantas, está en la purificación de proteínas
constitutivas de plantas, en donde los pasos más efectivos en la semipurificación son la homogenización del tejido y
la coagulación térmica de 50-60oC. Varios autores coinciden en que, a pesar de la resistencia a altas temperaturas de
las proteínas de plantas, la estabilidad de las moléculas recombinantes bajo iguales condiciones puede ser ínfima. En
consecuencia, un aspecto a estudiar para el diseño de métodos de purificación de planticuerpos, es la influencia de
altas temperaturas sobre la molécula, para evaluar la viabilidad de la coagulación térmica en la semipurificación.
Habiendo demostrado la estabilidad del PHB-01 hasta 37oC por 24 h sin inhibidores de proteasas, en este trabajo se
evaluó la aplicación de diferentes temperaturas (40, 45, 50 y 55oC) con diferentes periodos de incubación (5 y 10
min) sobre la concentración y funcionalidad del PHB-01, para separar selectivamente más del 50% de componentes
vegetales que provocan el bloqueo y aglutinación de las matrices cromatográficas. Se logró un nivel de clarificación
del extracto por la precipitación del 50-60% de las proteínas solubles vegetales (PSV), único término
estadísticamente significativo con un 95% de confiabilidad. Bajo las condiciones ensayadas, la elevación de la
temperatura por encima de 50ºC y tiempos mayores de 10 min de incubación, no incrementaron la precipitación de
PSV. Finalmente no se observó pérdida en el contenido de AcM en ningún tratamiento. Ello permitió definir la
coagulación térmica en un esquema de purificación para el PHB-01 y demostró su estabilidad ante condiciones
drásticas, contrario a lo informado en la literatura.
Palabras claves: planticuerpo, purificación, coagulación térmica, AcM.
Incremento de la biosíntesis y acumulación de glicósidos cardiotónicos en brotes de Digitalis lanata y Digitalis
purpurea mediante la adición de elicitores.
Naivy Pérez-Alonso1, Alina Capote
1, Anabel Pérez
1, André Gerth
2, Gerhard Kerns
3, Franklyn Arana
4, Elio
Jiménez1
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central „„Marta Abreu‟‟ de Las Villas, Carretera a Camajuaní km 5,5 CP
54830 Santa Clara, Villa Clara, Cuba. e-mail: [email protected] 2 BioPlanta GmbH, Deutscher Platz 5, 04103 Leipzig, Alemania 3 Saxon Institute for Applied Biotechnology, LeipzigUniversity, Permoserstraße 15, 04318 Leipzig, Alemania 4 Centro Universitario de Las Tunas. Av. Carlos J. Finlay s/n Rpto. Buena Vista, Las Tunas, Cuba
RESUMEN
Digitalis lanata y Digitalis purpurea constituyen la principal fuente de cardenólidos, drogas valiosas en la
medicación de pacientes con insuficiencia cardíaca. Diversas estrategias se han desarrollado para incrementar la
producción de cardenólidos. Estas se basan en la modificación de los medios de cultivo, empleo de biorreactores,
transformación genética y la ingeniería metabólica. La elicitación ha sido ampliamente usada como una estrategia
efectiva para incrementar la acumulación de biomasa y metabolitos secundarios en el cultivo de células. Sin
embargo, pocas investigaciones han estudiado el efecto de elicitores en el cultivo de brotes. Los objetivos del
presente estudio fueron determinar el efecto de elicitores en la acumulación de biomasa y la producción de glicósidos
en brotes de D. lanata y D. purpurea, evaluar la elicitación de los brotes de las especies de Digitalis en estudio, en
medios de cultivo semisólidos y sistemas de inmersión temporal y trazar nuevas estrategias para la inducción de
cardenólidos. El chitoplant, silioplant y metil jasmonato inducen cambios en la producción de biomasa y metabolitos
secundarios y son descritos en nuestra investigación. En ambas especies, el chitoplant (0.1 g l-1
) y el silioplant (0.01
g l-1
) favorecieron el incremento de la masa fresca y seca tanto en medios de cultivo semisólidos como en sistemas de
inmersión temporal. Con respecto a la producción de metabolitos, en brotes de Digitalis purpurea cultivados en
medios de cultivo semisólidos, el chitoplant (0.1 g l-1
) incrementó el contenido de digoxina y digitoxina respecto al
control. Los mejores resultados se obtuvieron con silioplant (0.01 g l-1
) con el cual se alcanzó un incremento de 3.3 y
6.9 veces en el contenido de digoxina y digitoxina respectivamente, en comparación con el control. En Digitalis
lanata, cultivada en sistemas de inmersión temporal, el lanatocito C fue detectado en mayor cuantía (316 µg g-PS-1
)
en los brotes elicitados con chitoplant (0.1 g l-1
) sin diferencias significativas con el valor alcanzado con el silioplant
(0.01 g l-1
) (310 µg g-PS-1
). El total de cardenólidos fue superior en ambos tratamientos respecto al control. A partir
de estos resultados se comprobó el efecto de elicitores en la producción de metabolitos a partir de brotes de Digitalis
purpurea en sistemas de inmersión temporal en dos etapas teniendo en cuenta las ventajas que ofrece este sistema de
70
cultivo como nueva estrategia. Para esto se emplearon el chitoplant y el silioplant en las concentraciones más
efectivas, los cuales fueron añadidos al medio de cultivo al final de la etapa de desarrollo de la biomasa. La
producción total de glicósidos en ambos tratamientos fue mayor respecto al control. Se demostró que estos elicitores
actúan positivamente en la acumulación de glicósidos en ambas especies y que a su vez el empleo de los sistemas de
inmersión temporal ofrece nuevas oportunidades para el diseño de estrategias basadas en la elicitación, como uno de
los métodos más efectivos en los procesos a gran escala para la producción de metabolitos secundarios. Hasta la
fecha, el efecto de elicitores en la acumulación de glicósidos no ha sido descrito en el cultivo de brotes de Digitalis
en los sistemas de inmersión temporal. Los resultados derivados de este estudio pueden además contribuir al
conocimiento de la ruta metabólica de biosíntesis de cardenólidos.
Palabras claves: chitoplant, elicitores, glicósidos cardiotónicos, silioplant, sistemas de inmersión temporal
Clasificación de genotipos de Theobroma cacao usando el contenido de compuestos fenólicos.
Classifying Theobroma cacao genotypes using phenolic compounds contents.
Janet Quiñones1, J R Demey
2, Silvia Alemán
3, Maryla Sosa
3; Diógenes Infante
2, Martha Hernández
1, Daynet
Sosa2.
1 Centro de Bioplantas, Ciego de Ávila, Cuba; 2Fundación Instituto de Estudios Avanzados IDEA, Caracas, Venezuela; 3Universidad de Matanzas, Cuba.
RESUMEN
Los compuestos fenólicos de las plantas son importantes por sus propiedades antioxidantes, anticancerígenos,
antifúngicos y/o modular rutas importantes in vivo en mamíferos que los hacen útiles en la elaboración de productos
farmacológicos, alimenticios y en el control de fitopatógenos. Theobroma cacao L, además de su importancia
estratégica como materia prima en la industria chocolatera, es una planta rica en compuestos fenólicos que se utiliza
en la medicina popular como antiséptico, diurético y antiparasitario. El presente trabajo tuvo como objetivo
caracterizar 26 clones del banco de germoplasma de cacao venezolano en función del contenido de compuestos
fenólicos solubles y ligados a la pared en hojas, ramas y semillas. Se realizó la extracción y cuantificación de fenoles
y se expresó en mg/g de masa fresca. Para estudiar las relaciones entre los clones e identificar las variables que
definen grupos por su concentración de fenoles, se utilizó el Análisis de Componentes Principales (ACP). Los
resultados muestran que en el espacio bidimensional, que explica el 56,67% de la variabilidad total, se definen cinco
grupos homogéneos, distribuidos en dos gradientes, el explicado por el primer eje que discrimina a clones con el
máximo contenido de fenoles solubles (FS) en semillas y ramas y fenoles ligados a la pared (FLP) en semillas y
hojas y el explicado por el segundo eje que discrimina clones asociados al máximo contenido de FS en hojas y al
mínimo contenido de FLP en ramas. El primer grupo formado por los clones: 401, 443 y Panaquirito 75, el segundo
por: 427 y 439; el tercero por: Choroní 2, Choroní 3, Choroní 4, Cuira 32, Ocumare 61, Ocumare 67, SC-6 y Vidal;
el cuarto por: 405, 411, 415, 421, 447, IMC-67, La concepción 164, Guasare, Ocumare, SC8, Torno 3 y UF-12; y el
quinto por: Peniche 158; con contenidos de FS y FLP en hojas, ramas y semillas de: 5,64, 2,23 y 12,57 y 5,05, 1,02 y
4,55; 5,07, 1,75 y 38,22 y 8,02, 1,08 y 4,88; 4,31, 0,63 y 8,38 y 3,24, 1,15 y 3,00; 3,34, 1,57 y 23,17 y 3,55, 1,50 y
4,32; 8,34, 1,09 y 12,38 y 4,60, 1,00 y 4,35, para los grupos uno, dos, tres, cuatro y cinco, respectivamente. Los
resultados muestran que existe un patrón en el contenido de fenoles asociado al genotipo.
Palabras clave: Análisis de Componentes Principales (ACP); Fenoles solubles; Fenoles ligados a la pared;
Theobroma cacao L.
ABSTRACT
The plants phenolic compounds are important because of their antioxidants, anti-carcinogenic, anti-fungal properties
and/or module important pathways in vivo in mammals that make them useful in the manufacture of pharmaceutical,
food products and in the phytopathogen control. Theobroma cacao L, besides its strategic importance like raw
material in the cocoa industry, is a rich phenolic compound plant that is used in the popular medicine like antiseptic,
diuretic and anti-parasitic. The aim of this work was to characterize 26 clones of venezuelan cacao germplasm bank
based on soluble and cell wall bound-phenolic compound content in leaves, branches and seeds. The extraction and
quantification of phenols was done and was expressed in mg/g of fresh weigh. In order to study the relationship
between clones and to identify the variables that define groups by their phenols concentration, the Principals
71
Components Analysis (PCA) was used. The results show that in the bidimensional space, that explains 56.67% of the
total variability, five homogenous groups are define, distributed define themselves in two gradients, the explained
one by the first axis that discriminates against clones with the maximum content of soluble phenols (SP) in seeds and
branches and cell wall bound-phenols (CWBP) in seeds and leaves and the explained one by the second axis that
discriminates associate clones to the maximum content of SP in leaves and to the contained minimum of CWBP in
branches. The first group formed by the clones: 401, 443 and Panaquirito 75, the second group by: 427 and 439; the
third group by: Choroní 2, Choroní 3, Choroní 4, Cuira 32, Ocumare 61, Ocumare 67, SC-6 and Vidal; the fourth
Group by: 405, 411, 415, 421, 447, IMC-67, La concepción 164, Guasare, Ocumare, SC8, Torno 3 and UF-12; and
the fifth group by: Peniche 158; with SP and CWBP contents in leaves, branches and seed of: 5,64, 2,23 and 12,57
and 5,05, 1,02 and 4,55; 5,07, 1,75 and 38,22 and 8,02, 1,08 and 4,88; 4,31, 0,63 and 8,38 and 3,24, 1,15 and 3,00;
3,34, 1,57 and 23,17 and 3,55, 1,50 and 4,32; 8,34, 1,09 and 12,38 and 4,60, 1,00 and 4,35, for the groups one, two,
three, fourth and five, respectively. The results show that exist a patron in the phenolic content associated to
genotype.
Key words: Principals Components Analysis (PCA); Soluble phenols; Cell wall bound-phenols; Theobroma cacao
L.
Relación entre estructuras acumuladoras de metabolitos y parámetros bioquímicos en clones de Theobroma
cacao
Relationship among metabolite accumulator structure and biochemical traits in Theobroma cacao clones
Janet Quiñones1, J R Demey
2, Silvia Alemán
3, Maryla Sosa
3; Martha Hernández
1, Diógenes Infante
2, Daynet
Sosa2.
1 Centro de Bioplantas, Ciego de Ávila, Cuba; 2Fundación Instituto de Estudios Avanzados IDEA, Caracas, Venezuela; 3Universidad de Matanzas, Cuba.
RESUMEN
Theobroma cacao L. es un cultivo de importancia económica y los productos derivados de él son alimentos de alto
valor nutricional. En cacao se han encontrado diferentes metabolitos de interés, y la producción de estos depende del
genotipo. Numerosos estudios demuestran la importancia de los compuestos presentes en el mismo por sus efectos
benéficos para la salud. Algunos metabolitos tienen funciones importantes en mecanismos de protección contra
estrés biótico y abiótico y pueden acumularse en estructurasasociadas a la arquitectura de la hoja como los tricomas.
El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar las relaciones y caracterizar una colección de 28 clones de cacao,
provenientes del banco de germoplasma del INIA-Miranda, Venezuela, a través del número tricomas y parámetros
bioquímicos. En hojas adultas se midió el número de tricomas por conteo directo en microscopio óptico y se
determinó: el contenido de compuestos fenólicos y proteínas solubles en mg/g de masa fresca, prolina libre,
carbohidratos totales en µg/g de masa fresca y ligninas en UA. Para estudiar las relaciones entre el número tricomas
y los parámetros bioquímicos y caracterizar los clones, se utilizó el Análisis de Componentes Principales (ACP).
Los resultados muestran que en el espacio bidimensional, que explica el 46,68% de la variabilidad total, se
definieron cinco grupos homogéneos. Los grupos 1 y 5 formados por los clones: IMC-67, PA-3, Panaquirito 75, SCA
6 y Torno 3; y PA-1, PA-2, Peniche 158, SC 10, SC 6 y 405, asociados al gradiente de máximo contenido de prolina
libre, carbohidratos totales y ligninas. Los grupos 3 y 4 formados por los clones: La concepción 164, Ocumare 61,
Ocumare 67, UF 12, 411, 415, 427 y 447; y Cuira 32 y 401, asociados a altos contenidos de fenoles solubles y
ligados a la pared y el grupo 2 formado por los clones PA-4, SC 8, 137, 173, 421, 439 y 443, asociados a plantas con
hojas con el mayor numero de tricomas. Las estructuras acumuladoras de metabolitos están más relacionadas con las
proteínas solubles y la prolina libre que con el resto de los parámetros evaluados.
Palabras clave: Análisis de Componentes Principales (ACP); Fenoles solubles; Fenoles ligados a la pared;
Proteínas, Ligninas, Carbohidratos, Prolina, Tricomas, Theobroma cacao L.
ABSTRACT
Theobroma cacao L. is an economical important crop and their derived products are foods of high nutritional value.
In cacao have been different metabolites from interest, and the production of these depends of genotype. Numerous
studies demonstrate the importance of present compounds in the same by their beneficial effects for the health. Some
metabolites have important functions in mechanisms of protection against biotic and abiotic stress and can be
72
accumulated in structures associated to leaves architecture like the trichomes. The aim of this word was to study the
relationship and to characterize a collection of 28 cacao clones of INIA-Miranda germplasm bank of Venezuela
through trichomes number and biochemical traits. The trichomes number of adult leaves was directly count in optical
microscope and it was determined: the phenolic compounds content and soluble proteins (mg/g of fresh weigh), free
proline, total carbohydrates (µg/g of fresh weigh) and lignins in AU. In order to study the relationship between
trichomes number and biochemical traits and to characterize the clones, the Principals Components Analysis (PCA)
was used. The results show that in the bidimensional space, that explains 46,68% of the total variability, five
homogenous groups was defined. The groups 1 and 5 formed by the clones: IMC-67, PA-3, Panaquirito 75, SCA 6
and Torno 3; and PA-1, PA-2, Peniche 158, SC 10, SC 6 and 405, associated to maximum gradient of free prolina,
total carbohydrates and lignins content. The groups 3 and 4 formed by the clones: La concepción 164, Ocumare 61,
Ocumare 67, UF 12, 411, 415, 427 and 447; and Cuira 32 and 401, associated with high soluble and cell wall bound-
phenols contents and the group 2 formed by the clones: PA-4, SC 8, 137, 173, 421, 439 and 443, associated to plants
with the major number of trichomes in leaves. The metabolite accumulator structures are more related to soluble
proteins and free proline that with the rest of traits evaluated.
Keywords: Principals Components Analysis (PCA); Soluble phenols; Cell wall bound-phenols; Protein, Lignin,
Carbohydrates, Proline, Trichome, Theobroma cacao L.
Caracterización química del Biojas: regulador del crecimiento y controlador biológico de origen microbiano.
G. Castillo1, G. Michelena
1, C. Nogueiras
2, M. Guerra
1, S. Armenteros, S. Matos.
1. Instituto Cubano de Investigaciones de los Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA), Vía Blanca 804 y Carretera Central. San
Miguel del Padrón. La Habana. Cuba. Tel. (537) 696 7428 Fax: (537) 698 8243
E. mail: [email protected] 2. Facultad de Química. Universidad de la Habana.
El BIOJAS®
es un controlador biológico obtenido a partir de la producción por vía fermentativa con una cepa
autóctona de Botryodiplodia sp., cuyo principio activo esel Acido Jasmónico (AJ), un regulador del crecimiento
vegetal con un elevado costo en el mercado mundial. Este producto con marca registrada ha demostrado su
factibilidad agronómica, en el control biológico de diferentes microorganismos que afectan a diferentes cultivos
como la piña y la habichuela; aumentando así la resistencia ante plagas y enfermedades de estos. Además, del AJ el
producto contiene otros metabolitos que presentan interesantes propiedades bioactivas, entre los que se encuentra un
pigmento de color rojo. En este producto se realizó la identificación y cuantificación del ácido jasmónico extraído en
la fracción de acetato de etilo por HPLC, utilizando una columna C18 y detección UV y además, la caracterización
cromatográfica y espectroscópica del pigmento rojo por UV, IR y Masas, el cual fue purificado por columna de
Sephadex LH-20 y por extracción en fase sólida (Sep-pak C18).
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
G. Castillo, G. Michelena, C. Nogueiras,G. Ortega, D. Bello, M. Guerra, S. Armenteros, R. Reádigos, D.
Crespo, G. Mieres.Caracterización cromatográfica y espectroscópica de un pigmento rojo obtenido a partir de
Bothryodiplodia Theobromae. Revista ICIDCA 44 (3) 2010, p. 15-20.
Desarrollo de un paquete biotecnológico para la producción de planta seca y extractos de Justicia pectoralis y
Lippia alba con altos contenidos de sus principios activos, para el uso de la industria farmacéutica y
nutracéutica nacional
Javier Gómez-Zeledón
Universidad de Costa Rica [email protected]
RESUMEN
El presente proyecto es el resultado de una alianza entre la Universidad de Costa Rica (líder y responsable de la
propuesta), el Centro Nacional de Producción (CNP) y el Grupo Ecológico de Mujeres de El Abanico de San Ramón
de Alajuela (GEMA) y tiene como principal objetivo generar tecnologías que mejoren e impulsen los cultivos de
Justicia pectoralis (tilo) y Lippia alba (juanilama) de forma tal que cumplan con las especificaciones y estándares de
73
calidad requeridos por la empresa farmacéutica nacional y con proyección internacional. La propuesta se apoya de un
trabajo previo en el cual se desarrollaron metodologías de análisis validadas y estandarizadas, que permiten analizar
los principios activos de las plantas antes citadas y en el desarrollo de protocolos de propagación in vitro para la
multiplicación de estas dos especies.
Concretamente, en el proyecto se propone identificar al menos 5 variedades campeonas por especie dentro del pool
genético de las parcelas de GEMA, micropropagarlas hasta obtener alrededor de 800 a 1,000 individuos por especie
(200 clonas por muestra aproximadamente), verificar los contenidos de los principios activos y transferir el pool
restante en parcelas previamente identificadas. Al mismo tiempo, se analizará la metodología de propagación de las
plantas para su producción, las condiciones de suelo y del cultivo orgánico necesarias así como la manufactura del
producto final con el propósito de confeccionar un manual de buenas prácticas agrícolas y de manufactura. Estos
manuales deben valorar principalmente cuáles son las condiciones ideales del suelo, régimen de sol y sombra para
los dos cultivos meta, así como valorar cuándo es la mejor hora de corta, técnicas de manipulación del material,
secado y empaques óptimos que garanticen la mayor longevidad posible a los principios activos presentes. El
enfoque parte del establecimiento de una línea base, en dónde se obtendrán valores cuantitativos que permitirán un
análisis posterior para el levantamiento de las técnicas y de los manuales a transferir. Asimismo, se establecerá un
banco de germoplasma categorizado que garantice un flujo continuo del mejor material para la producción de
materia prima.
Finalmente, y mediante la ejecución de dos talleres con el grupo GEMA, se analizará la cadena de valor de sus
productos con el propósito de valorar conjuntamente la factibilidad técnica y económica de los procesos necesarios
que permitan entregar productos de mayor valor agregado al sector farmacéutico. Para esto, se revisarán las técnicas
de extracción y certificación más accesibles para GEMA, se realizará una extracción en escala piloto y
posteriormente se analizarán las posibles alianzas estratégicas que les pueda permitir este crecimiento. En concreto,
mediante este proyecto se pretende tecnificar al débil y artesanal sector de productoras de plantas medicinales
GEMA, mediante la implantación de técnicas agrobiotecnológicas que les permitan agregar valor al producto que se
entrega actualmente, así como valorar su cadena valor y prospectar hacia futuro su negocio.
Un inhibidor peptídico aislado a partir de semillas de Maclura pomifera que presenta actividad inhibitoria de
calicreínas
Diego M. Assis1, Cristian M. Lazza
2, Néstor O. Caffini
2, Laura M. I. López
2, María A. Juliano
1 y Luiz Juliano
1
1 Departamento de Biofísica, Escola Paulista de Medicina
Universidade Federal de São Paulo, Brasil
2 Laboratorio de Investigación de Proteínas Vegetales
Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata, Argentina
CYTED Red Temática 210RT0398 PROMAL
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Las calicreínas son proteasas serínicas que controlan una gran cantidad de fenómenos del desarrollo y la
homeostasis, que van desde la inflamación y la coagulación sanguínea a la descamación cutánea y la presión arterial.
La diversidad de las funciones desempeñadas por las calicreínas ha despertado gran interés en estas enzimas desde la
perspectiva del diagnóstico y diseño de fármacos y existe una creciente apreciación en el aislamiento y
caracterización de sus inhibidores.
A partir de semillas de Maclura pomifera (Raf.) Schneid. se ha aislado un inhibidor de proteasas serínicas,
empleando una estrategia de purificación que comienza con una precipitación acetónica y es seguida por
cromatografía de exclusión molecular, de intercambio aniónico y RP-HPLC. El análisis por espectrometría de masas
(MALDI TOF) muestra que está compuesto por varias isoformas, la forma molecular mayoritaria presenta una masa
de 6650 Da y posee 5 puentes disulfuro estabilizando su estructura, la secuencia N-terminal no mostró homología
con inhibidores de proteasas aislados hasta el momento. Se determinó la la huella peptídica del inhibidor (Peptide
Mass Fingerprinting), los resultados de los espectros de masas obtenidos producto de la digestión trípticase
analizaron con MASCOT y no fueron identificados con ninguno de los inhibidores depositados en las bases de datos,
confirmando el hallazgo de un nuevo inhibidor peptídico que fue denominado MpI.
Empleando sustratos fluorogénicos del tipo FRET especialmente diseñados y sintetizados en el Departamento de
74
Biofísica de la Escuela Paulista de Medicina (UFSP), se evaluó la actividad inhibitoria frente a diferentes calicreínas
tisulares. La actividad del MpI frente a las calicreínas humanas 1 (hK1), 2 (hK2), 3 (hK3), 5 (hK4), 6 (hK6) y 7
(hK7) se determinó utilizando los sustratos Abz-LLRNSKQ-EDDnp,Abz-KLRNSKQ-EDDnp, Abz-KLYSSKQ-
EDDnp, Abz-KDRSSKQ-EDDnp, Abz-KFRSSKQ-EDDnp yAbz-KLFSSKQ-EDDnp, respectivamente. Los
resultados obtenidos indicaron que el MpI es capaz de inhibir a 5 de las 6 calicreínas ensayadas. Las Ki calculadas
fueron: 4.6 nM (hK2); 2,5 nM (hK3); 325,5 nM (hK4); 308, 2 nM (hK6) y 0,85 nM (hK7). Estos resultados lo
convierten en un inhibidor promisorio especialmente para la regulación de la actividad de hK7, la principal proteasa
implicada en la descamación cutánea.
75
Taller 4: Cambio Climático, Mejoramiento Genético y Conservación de la Fitodiversidad
(Miércoles 4 de Mayo, 2011)
Coordinador: Dr.C. Marcos Martínez Montero
Cambio climático y utilización de las técnicas de crioconservación para especies de propagación vegetativa de
importancia agrícola
M. Elena González-Benito.
Dpto. de Biología Vegetal, E.U.I.T. Agrícola, Universidad Politécnica de Madrid [email protected]
RESUMEN
El clima determina la distribución de las especies cultivadas, su adecuado desarrollo y afecta, asimismo, a su
interacción con las plagas. Ante las evidencias de cambio climático, la conservación de germoplasma vegetal tiene
una vital importancia para asegurar la disponibilidad de los cultivos en futuras situaciones. Además, el cambio
climático está aumentando la aparición de situaciones inesperadas de fenómenos atmosféricos extremos. La
conservación de los recursos genéticos de las especies con propagación vegetativa es especialmente vulnerable a
estas situaciones extremas. Dicho germoplasma debe ser conservado en forma de colecciones de campo, y desde
hace algunos años, en muchos cultivos, se está utilizando también la conservación in vitro. Las colecciones de campo
se encuentran más expuestas a la perdida de valioso material genético ante esos fenómenos extremos (como pueden
ser inundaciones debido a una intensa pluviometría) o a cambios de las interacciones con los patógenos. El cultivo in
vitro es un procedimiento de conservación más seguro antes estas catástrofes. Pero estas técnicas requieren una
intensa mano de obra y existe el peligro de que aparezca variación somaclonal. La crioconservación es una valiosa
alternativa para la conservación a largo plazo de germoplasma de especies con multiplicación vegetativa. Se
presentarán las diversas técnicas que se han utilizado con estas especies, las implicaciones económicas, así como los
estudios sobre estabilidad genética realizados en la UPM.
Impacto del Cambio Climático en los ecosistemas naturales y agroproductivos
Dr. Celso Pazos Alberdi
RESUMEN
El presente trabajo desarrolla un análisis a diferentes escalas de las tendencias actuales y los posibles escenarios
futuros, teniendo en cuenta las consideraciones del Panel Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático
(IPCC), que demuestran que el calentamiento del sistema climático es un proceso inequívoco y acelerado, que las
emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero han cambiado la composición de la atmósfera y
contribuyen a modificar la variabilidad natural del clima y que el enfrentamiento actual del desarrollo económico y
social y la protección del medio ambiente es un problema a resolver por la Ciencia y la Innovación a escala
planetaria y local.
Se analiza que de mantenerse las tendencias actuales sobre el rango del incremento de la temperatura global y el
rango del incremento del nivel del mar, para la última década del siglo XXI, tomando como referencia el promedio
de las últimas dos décadas del siglo XX y las predicciones del IPCC se evidencia que el Cambio Climático amenaza
al desarrollo sostenible y en particular tendrá un impacto importante en los ecosistemas naturales y agroproductivos
con cambios en el funcionamiento de los hábitat agrarios y naturales, afectaciones a la agroproductividad de los
suelos y la productividad y salud de los cultivos agrícolas, afectaciones a los rendimientos de la producción
pecuaria, cambios en el comportamiento de plagas y enfermedades, la reducción de las áreas forestales y la pérdida
de biodiversidad. Se destaca el rescate de los sistemas de riego más eficientes, el uso controlado de agroquímicos, el
incremento del uso de biofertilizantes y biopesticidas, la obtención de variedades resistentes a los cambios esperados
76
y la adecuación de tecnologías de producción agrícola en correspondencia con las condiciones edafoclimáticas y la
incorporación de la dimensión de la adaptación al cambio climático a los programas, planes y proyectos sectoriales
vinculados a la producción de alimentos, la sanidad vegetal y animal, el manejo integral del agua, el ordenamiento
territorial y ambiental, la higiene y epidemiología y las nuevas inversiones y planes estratégicos de desarrollo
económico y social ajustados a los enfoques de la sostenibilidad.
Cultivo in vitro y crioconservación del chirimoyo (Annona cherimola mill.): Estado actual y perspectivas
Encina, C.L., Carmona Martin, E., Caro. E., Arana, A. y Padilla, I.M.G.
Laboratorio de Cultivo de Tejidos y Biotecnología.
Instituto de Horticultura Subtropical y Mediterránea “La Mayora” (C.S.I.C.- U.M.A)
29750 Algarrobo-Costa. Málaga. España.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La familia de las Anonáceas incluye unos 50 géneros que prosperan en áreas tropicales y subtropicales del planeta.
Las especies cultivadas comercialmente pertenecen al género Annona y entre ellas las más importantes son A.
squamosa, A. muricata, el híbrido A. cherimola x A. squamosa y especialmente la Annona cherimola: el chirimoyo,
anona o chirimoya, que se cultiva en varios países: España, Chile, California, Florida, México, Australia, Ecuador,
Perú, Brasil, Nueva Zelanda y otros países de Centroamérica y Sudamérica. El chirimoyo es una especie muy
heterocigótica y su propagación por semillas implica falta de homogeneidad en las plantaciones. Además, los
métodos de propagación tradicionales en vivero tienen muy bajos rendimientos, sobre todo en el proceso de
enraizado debido al bajo potencial morfogenético de esta especie. Para solucionar estos problemas, en nuestro
laboratorio se han desarrollado técnicas de cultivo de tejidos in vitro para micropropagar el chirimoyo. La mayoría
de nuestros estudios se han realizado con la variedad “Fino de Jete”, que es el cultivar mayoritario en España. Desde
1990 nuestro grupo trabaja en el desarrollo de la metodología de cultivo in vitro del chirimoyo y ha desarrollado con
éxito métodos para la micropropagación de material juvenil, para la micropropagación de plantas adultas de
chirimoyo seleccionadas por sus características agronómicas y para la regeneración adventicia. En la actualidad
nuestro grupo trabaja en un ambicioso programa para la mejora del chirimoyo, desarrollando nuevas herramientas
biotecnológicas para ello. Actualmente se trabaja en las siguientes líneas: a) Regeneración adventicia y cultivos
celulares, b) Manipulación de la ploidía del chirimoyo, para la obtención de genotipos de elite tetraploides y
triploides (con el objetivo de obtener frutos sin semillas), c) Crioconservación, d) Caracterización molecular de los
genotipos elite desarrollados, y e) Transformación genética, para la introducción de genes que controlen
características de postcosecha y que confieran resistencia a patógenos e insectos.
Palabras claves: Annona cherimola, in vitro, micropropagación, organogénesis, ploidia
Selección in vitro para tolerancia a la salinidad de embriones de maíz cv. ´P 315´ y caracterización de las
vitroplantas obtenidas.
Amelia Capote Rodríguez, Alfredo Socorro García, Melba Cabrera Lejardi y Odalys Pérez Díaz.
Instituto de Investigaciones Fundamentales en Agricultura Tropical (INIFAT).
Calle 2 esq. 1, Santiago de las Vegas, La Habana, Cuba.
Email: [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
El cultivo del maíz representa uno de los principales alimentos en la dieta de numerosos países, en especial de
América Latina, una de las regiones mas afectadas por el hambre y las condiciones climáticas en los últimos años, de
ahí la importancia de obtener variedades más adaptadas y con mayores rendimientos. En el presente trabajo se
estudió la factibilidad de aplicar las técnicas biotecnológicas, principalmente la variación somaclonal y la selección
in vitro, para la búsqueda y obtención de materiales tolerantes a estrés abiótico (salinidad y sequía) en el cultivo del
maíz. Se determinó la respuesta dosis-efecto de los embriones cultivados in vitro en medios con la adición de NaCl
como agente estresante, lo que permitió definir la dosis a emplear en los trabajos de selección in vitro para la
77
búsqueda de materiales tolerantes. Asimismo, se evaluo el comportamiento de algunos indicadores morfológicos,
fisiológicos y bioquímicos relacionados con los niveles de tolerancia de las vitroplantas obtenidas. Los resultados
obtenidos al estudiar las generaciones SC1 (organopónico) y SC2 (laboratorio y casa de cristal) evidencian las
diferentes entre las plantas control (obtenidas en medio MS) y las plantas seleccionadas en medios con adición de
sales (MS + NaCl). Estos estudios posibilitaron proponer una metodología de trabajo que incluye desde el cultivo de
embriones inmaduros, la selección sobre medios de cultivo con la adición de agentes estresantes y la adaptación de
las vitroplantas a condiciones ex vitro.
Palabras claves: cultivo de tejidos, maíz, salinidad, selección in vitro.
Valoración de la diversidad genética de piña (Ananas comosus (L.) Merrill) medida por RAPDs en apoyo a su
uso para condiciones climáticas adversas.
Rodríguez, D.;* Isidrón, M;*Hormaza, J.I.;** Grajal, M.J.***
Correo: [email protected]
* Laboratorio Biotecnología. Universidad Agraria de La Habana
** Estación Experimental “La Mayora” CSIC Málaga.
*** Instituto Canario de Investigaciones Agrarias
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Los efectos del cambio climático hacen que cada día se haga más difícil la producción de alimentos y se busquen
alternativas como obtener variedades mejoradas que tengan una respuesta superior antes las adversidades
provocadas por esta causa. En los bancos de germoplasma se encuentra la diversidad genética que favorece el
proceso de mejoramiento, por lo que desempeñan un importante papel en la gerencia de los recursos fitogenéticos.
Su propósito no solo se limita a la conservación de especies, sino que permite funciones tales como estudios
filogenéticos, evaluación de la variabilidad genética y el mejoramiento de caracteres deseables. Se hace necesario
tener correctamente identificada cada una de las accesiones conservadas en ellos, por lo que en este trabajo tiene
como objetivo la caracterización de los bancos de germoplasma de piña (Ananas comosus (L.) Merrill), mantenidos
en Cuba y en Canarias, mediante un marcador molecular. Se utilizó la técnica RAPDs para la caracterización de las
accesiones de las piñas cultivadas y de géneros afines presentes, de los bancos de germoplasma del Centro de
Bioplantas, Cuba, y las del Instituto Canario de Investigaciones Agrarias de España. Se obtuvieron agrupamientos
que concuerdan con la caracterización fenotípica ya realizada, además se detectaron diferencias entre genotipos
dentro de los grupos horticulturales tradicionales para este cultivo. Los resultados obtenidos en este trabajo ponen de
manifiesto la gran utilidad de este marcador en la caracterización de la diversidad genética en piña. Por otra parte,
éstos indican que sería conveniente aumentar la diversidad genética de ambas colecciones estudiadas mediante la
incorporación de material adicional de otros orígenes que aporten genes de resistencia a los principales factores
bióticos y abióticos que afectan al cultivo.
Preparation and formulation of green spray polyurethane foam from soy-based polyol with good
environmental implications
Mustafa Khazabi (Ph.D Student)
Center for Biocomposites and Biomaterials Processing, Faculty of Forestry
33 Willcocks Street, Toronto, Ont. M5S #B3, Canada
e-mail: [email protected]
Tel: (416) 946 - 3122
ABSTRACT
Rigid spray polyurethane foam is widely used as wall insulation in construction industry. They are excellent air /
moisture barrier insulation over the old fashion fiberglass one and save energy for the home owners. Replacing
polyether and polyester based polyurethane spray foam with soy vegetable oil based one would provide green non-
toxic foam which is good for environment and make buildings a safer place to live. The objective of this work is to
78
prepare green spray polyurethane foam from soy-based polyol focusing on preparation and formulation and further
enhance its properties by incorporating plant fiber. Later on, the composite foam would be compared with
commercial rigid petroleum based polyol foam system in terms of their properties.
Crioconservación de embriones cigóticos de Coffea canephora mediante vitrificación: primeras
aproximaciones.
Yanelis Castilla
1
, Stéphane Dussert2
, Ma.Esther Gonzalez1
, Florent Engelmann2, 3
1. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA). Carretera a Tapaste, km 3 ½, Gaveta Postal 1, CP 32 700, San José de las
Lajas, La Habana, Cuba
2. Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Montpellier, Francia
3. Bioversity International, Roma, Italia
Email: [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La biodiversidad vegetal se encuentra muy amenazada actualmente por el cambio climático global, haciéndose
vigente la importancia de contribuir a su protección y preservación. La crioconservación representa por el momento
la única manera de almacenar a largo plazo el germoplasma vegetal, utilizando un mínimo de espacio y
mantenimiento. Entre sus distintas técnicas se encuentra la vitrificación, que tiene la peculiaridad de que permite
minimizar el riesgo de formación de hielo intracelular. Dentro del género Coffea las semillas presentan diferentes
grados de tolerancia a la desecación y a las bajas temperaturas, dos condiciones muy importantes para lograr el éxito
en la crioconservación. Por ejemplo, las semillas de C. canephora Pierre no presentan supervivencia luego de la
inmersión en Nitrógeno líquido a causa de daños ocasionados al endospermo, de ahí la importancia de desarrollar
métodos que involucren la crioconservación de otros explantes y no solo las semillas. En el presente trabajo nos
propusimos el objetivo de realizar la crioconservación de embriones cigóticos de C. canephora mediante el método
de vitrificación. Para ello, primeramente se realiza la desinfección y extracción de los embriones, que son colocados
en criotubos con solución de carga para lograr la deshidratación de los mismos. Luego de transcurridos 20 min, se
extrae la solución de carga y se adiciona la solución de vitrificación (PVS2 o PVS3), por diferentes períodos de
tiempo. Posteriormente, los criotubos son sumergidos rápidamente en Nitrógeno líquido a una temperatura de -196
°C. Luego los mismos son extraídos del Nitrógeno líquido y colocados en Baño María a 38 °C y a continuación son
colocados en el flujo laminar para retirar la solución de vitrificación y colocar la solución de descarga por 20 min.
Posteriormente, se realiza la siembra in vitro de los embriones. Como tratamiento control, se tuvieron en cuenta los
parámetros anteriores, excepto la inmersión en Nitrógeno líquido. Se realizó la evaluación del contenido de humedad
de los embriones en cada variante. Como resultado, se determinó que resulta posible realizar la crioconservación de
embriones de C. canephora mediante el método de vitrificación, utilizando el pretratamiento en PVS2 por 30, 40 o
60 min, donde se obtuvo una germinación de 30 %, 7 % y 20 %, respectivamente. También es posible obtener
germinación de los embriones luego de 20; 40 o 60 min en PVS3 (66 %, 40 % y 30% de germinación,
respectivamente). Algunos de los embriones obtenidos desarrollaron plántulas anormales, lo que evidencia que es
necesario profundizar las investigaciones en estos aspectos. A la luz de nuestros conocimientos, resulta la primera
vez que se aplica esta técnica de crioconservación al cultivo del cafeto.
Palabras clave: crioconservación, vitrificación, PVS 2, PVS 3, Coffea sp
79
Silenciamiento génico de la trehalasa como tecnología para incrementar la tolerancia a estrés osmótico y la
mejora del crecimiento en plantas
Idalia Analí Gámez-Escobedo1, José Luis Cabrera-Ponce
2, Roberto Montes de Oca-Luna
3. Luis Herrera-
estrella4, Eduardo Franco-Arías
5, Deyanira Quistián-Martínez
6. Francisco Javier de la Torre-González
7.
Adriana Isabel Pérez-Luna8, Idalia Analí Gámez-Escobedo
9
1Universidad Autónoma de Coahuila [email protected]; [email protected], 2CINVESTAV-IPN. Irapuato, Guanajuato, México. [email protected] 3Universidad Autónoma de Nuevo Léon. Monterrey, Nuevo León, México. [email protected] 4CINVESTAV-IPN. Irapuato, Guanajuato, México. [email protected] 5Universidad Autónoma de Nuevo Léon. Monterrey, Nuevo León, México. [email protected] 6Universidad Autónoma de Nuevo Léon. Monterrey, Nuevo León, México. 7Universidad Autónoma de Coahuila. [email protected] 8Universidad Autónoma de Coahuila. [email protected] 9Universidad Autónoma de Coahuila. [email protected]; [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
En la naturaleza la acumulación del azúcar osmoprotector trehalosa constituye un mecanismo de resistencia a la
indisponibilidad de agua. Aunque esta estrategia de sobrevivencia se reporta para una gran diversidad de organismos
y su ruta biosintética está ampliamente distribuida en la naturaleza, los bajos niveles que se encuentran de este azúcar
en plantas superiores son debidos a la actividad hidrolítica de la enzima trehalasa. En nuestra línea de investigación
hemos clonado las secuencias codificantes de cultivos importantes como la alfalfa, el arroz, el maíz y el melón, y con
ellas hemos diseñado casetes de expresión de silenciadores génicos para esta enzima (RNA antisentido y RNA de
interferencia), los cuales integramos mediante biobálistica o vía Agrobacterium en plantas de los cultivos
mencionados. Estos inhibidores génicos confirieron a dichos cultivos un incremento en su tolerancia a estrés
osmótico además de una evidente mejora en su crecimiento. La ventaja de incrementar la concentración de trehalosa
vía la inhibición de la trehalasa es que para ello se introduce en el genoma de la célula vegetal un secuencia que
finalmente no conduce a la síntesis de ningún péptido y con ello la planta obtenida no produce ninguna proteína
extraña. Esta misma capacidad nos permitió seleccionar células que no dependen de la adición de una fuente de
carbono disponible en su medio, por lo que constituye un nuevo e innovador marcador de selección en plantas.
Finalmente, el incremento en la capacidad fotosintética que esta tecnología le confiere a la célula vegetal puede
utilizarse como estrategia de biorremediación para fijar el CO2 atmosférico y liberar oxígeno.
Palabras clave. Cultivos agrícolas, trehalosa, trehalasa, silenciamiento génico
Relationships among different species and hybrids of vine cactus as revealed by genome sizes and fluorescent
AFLP markers.
Aroldo Cisneros Peña and Noemi Tel-Zur
French Associates Institute for Agriculture and Biotechnology of Drylands. The Jacob Blaustein Institutes for Desert Research
(BIDR), Ben-Gurion University of the Negev (BGU), 84990 Sede-Boqer Campus, Israel
E-mail: [email protected]; http://www.bgu.ac.il/
Abstract [View full text]
Vine cactus species are increasingly being utilised in Israel for the fruit production. Investigation in the morphology
and genetics in order to determine the relationships among different Hylocereus species and in its interspecific
reciprocal hybrids between H. monacanthus and H.undatus, were conducted. Estimating genome size and ploidy
level in regenerated plants is the first step in evaluating interploidy crossing success. Two methods are generally
used: chromosome count and flow cytometry (FACS). FACS provides an accurate method for determining ploidy
level by measuring the proportions of cells in G1, S and G2/M stages of the cell cycle. Amplified Fragment Length
80
Polymorphism (AFLP) is a DNA fingerprinting technique, resulting in binary band presence–absence patterns, called
profiles, with known or unknown band positions. Fluorescent AFLP analysis was used to describing the genetics of
duplicated loci in their polyploid genome and to determine genetic relationships among eight vine cactus species,
two of them were tetraploid, and to identify whether putative hybrid in question in a true hybrid by comparing its
DNA amplification patterns with male and female parent. Plants from both crosses were analyzed by FACS and all
of them were found to be diploids. The C values for the standard diploid H. monacanthus were similar to those
obtained from H. undatus, as a parent: genome size, 2C, values: 3.91 pg, 4.04 pg and 4.13 pg; for standard H.
monacanthus, H. monacanthus × H. undatus and H. undatus × H. monacanthus, respectively; indicating that
estimated genome sizes for progeny of these crosses were diploid in all cases tested. The genome size for H. undatus
self was 4.09 also indicating diploid level. All of the six different sets of primers combinations, amplifying different
subsets of restriction fragments, independently revealed similar patterns for relationships among the vine cactus
samples investigated. Total number of band for each sample was ranged from 114 to 539. An average of 22 % of
polymorphisms per combination was generated. Furthermore, the great majority of bands are concentrated in the
lower size classes (50–250 bp). These results demonstrate that AFLP analysis is an efficient method for assessing
genetic relationships among vine cactus species and to identify the true hybrids.
Genetic integrity of Amaranthus sp. species during ageing
I. O. Daniel* and Kehinde, T. O.
Department of Plant Breeding & Seed Technology, University of Agriculture, PMB 2240, Abeokuta, Nigeria.
*Correspondence E-mail: <[email protected]>
Abstract [View full text]
Ageing induce genetic deterioration in stored seeds, which has implication for genetic resources conservation in gene
banks, thus a controlled deterioration study was conducted on seeds of 3 accessions of Amarathus species conserved
at the NACGRAB gene bank, Nigeria. Artificial ageing was conducted on the seeds at 45C and 80% RH for 72
hours. Seeds were sampled 5 times at different intervals for seed germination and genetic changes using total seed
protein as genetic markers with PAGE electrophoresis. Seed viability and vigour were optimal at between 6 and 24
hours of artificial ageing. Activity of seed protein marker appeared in a range of peptides varying from 6.5 to 97
KDa for the freshly harvested control samples. Thinning of protein band profile occurred with artificial seed ageing
of the 3 accessions at the region of 6.5 to 36 KDa, corresponding to the vicilins protein fraction. For 2 accessions
(NG/AO/08/123 and NG/AO/09/024) however, intensity of profile staining was optimal at 24 hours ageing while
NG/TO/09/007 maintained profile intensity for the 72 hours. These periods correspond to ~40% Germination
Capacity (GC) and Vigour Index (VI) of 2.3, suggesting that Amaranthus seeds begin to loose genetic integrity when
germination capacity is about 40%.
Keywords: Amaranthus, Seed storage, Gene bank, Genetic integrity, Electrophoresis
Establecimiento del sistema de transformación genética de melón (Cucumis melo L.) cvs. Honeydew y
Cantaloupe mediada por Agrobacterium tumefaciens cepa EHA105.
Lazo-Javalera M.F1., Astorga-Cienfuegos K.R
1. y Rivera-Domínguez M
1.
1Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C. Departamento de Ciencias de los Alimentos. Laboratorio
Biotecnología de Plantas. Hermosillo, Sonora México. CP. 83000. [email protected]
RESUMEN
El melón (Cucumis melo L.) es dentro de las cucurbitáceas una de las especies más importantes económicamente en
el mundo. Los principales problemas a los que se enfrenta este cultivo son ocasionados por plagas, bacterias,
hongos y virus. En melón se ha reportado pérdidas por fitopatógenos de hasta del 80%. Las estrategias
biotecnológicas, incluyendo la transformación genética pueden ayudar a resolver estos problemas. La transformación
genética de melón se ha reportado desde 1990, sin embargo, es importante establecer los sistemas de
transformación de acuerdo al método de transformación y el cultivar a usar. Por esta razón en este trabajo se reporta
81
el establecimiento del sistema de transformación genética mediada por Agrobacterium tumefaciens cepa EHA105
conteniendo el gen de la defensina J1 (para conferir resistencia a fitopatógenos), utilizando explantes de hoja y tallo
de plantas de 5-7 días de crecimiento de melón cvs Honeydew y Cantaloupe. Se realizó la curva de resistencia a
kanamicina a 16 distintas concentraciones desde 25 hasta 400mg/L aumentando la concentración en 25mg/L cada
vez, en explantes de hoja y tallo en los dos cultivares. Se midió la capacidad (%) de formación de callo de los
explantes utilizando cinco replicas para cada concentración. Para la transformación genética, se determinó la
sobrevivencia de los explantes de ambos cultivares sometidos a distintos tiempos (15, 30, 45, 60 y 180min) de
exposición (co-cultivo) con la bacteria A. tumefaciens cepa EHA105 y se determinó el porcentaje de explantes que
formaron callo después de la transformación genética y mantenidos en condiciones selectivas (km 100mg/L), durante
seis semanas después del cocultivo. Se encontró que en los explantes de hoja de ambos cultivares, presentaron mayor
capacidad para formar callo comparados con explantes de tallo y el cultivar Cantaloupe presentó levemente mayor
porcentaje (70%) de formación de callo en hoja que Honeydew (60%). La mayor concentración de kanamicina que
resistieron los tejidos (hoja y tallo) fue de 100mg/L. Concentraciones mayores a ésta no presentaron capacidad de
formación de callo. Los tiempos de co-cultivo 15 y 30mín de exposición resultaron ser los mejores para la
transformación en los explantes de ambos cultivares, encontrando mas del 80% de sobrevivencia de los explantes.
En exposiciones de mayor tiempo de co-cultivo la sobrevivencia de los explantes se reduce drásticamente. Se
concluye que los explantes de hoja, exposiciones de 15 y 30min de co-cultivo y 100 mg/L de kanamicina, resultaron
son las condiciones óptimas para la transformación genética de melón cvs Cantaloupe y Honeydew.
Palabras Clave: transformación genética, gen de la defensina J1, cocultivo, A. tumefaciens.
Colecta y caracterización de especies silvestres de tomate en Manabí, Ecuador.
Byron Zevallos Bravo.
Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí. Secretaria Nacional de Educación Superior, Ciencia y Tecnología.
[email protected] , [email protected]
RESUMEN
No es desconocido que los países con alta biodiversidad genética, como es el caso del Ecuador, sean saqueados para
beneficiar a compañías transnacionales y centros de investigación, después de donar nuestras semillas tenemos que
comprar a precios onerosos, con otras etiquetas, variedades mejoradas o simplemente patentadas, Los genes se han
convertido en una mercancía que se obtiene gratuitamente de los países en vías de desarrollo y alimenta a industrias
multimillonarias, configurando, desde mi óptica otra intervención perjudicial tal cual ocurrió en la conquista. Es
oportuno indicar que el Recurso Fitogenético constituye la base alimentaria mundial y está formado por la
diversidad del material genético que contiene las variedades tradicionales, las variedades mejoradas y las plantas
silvestres afines de los cultivos. Por supuesto que los beneficios económicos quedan en los países industrializados,
sin ningún tipo de retribución para los países dueños de los recursos, ni mucho menos a los campesinos y
agricultores que por milenios han preservado ese recurso.
Los Recursos Fitogenéticos constituyen la base alimentaria mundial y está formado por la diversidad del material
genético que contiene las variedades tradicionales, las variedades mejoradas y las plantas silvestres afines de los
cultivos. La conservación de los mismos ha adquirido relevancia debido a la magnitud y velocidad de la erosión
genética producida. Esta erosión se debe en parte a los cambios climáticos adversos que conlleva a la destrucción y/o
modificación de los centros de origen de los cultivos, y del contínuo desplazamiento de variedades tradicionales y
razas nativas por variedades modernas, además los estándares de consumo muy exigentes hacen que las variedades
modernas sean genéticamente uniformes, con una base genética muy estrecha, lo cuál también las condiciona a ser
homogéneamente susceptibles a adversidades como ataque de plagas y enfermedades. Con el auspicio de la
Secretaria Nacional de Educación Superior, Ciencia y Tecnología, SENESCYT, se realizó esta investigación en el
cantón Bolívar, provincia de Manabí y se caracterizó la especie Solanum lycopersicum (Tomatillo) mediante
estudios biogeográficos y taxonómicos que permitieron conocer la diversidad genética de la especie y su taxonomía,
así como la definición de áreas de mayor diversidad para la recolección y su posibilidad de conservación ex situ. Se
emplearon métodos y procesos confiables de caracterización y evaluación que permitirán aumentar el grado de
utilización de la variabilidad disponible a través de la diferenciación de las accesiones entre sí y por el potencial uso
de cada una. .La conservación de este germoplasma asegurará la disponibilidad de variabilidad genética de esta
82
especie de importancia socioeconómica actual y potencial, la preservación es esencial para programas de
mejoramiento vegetal clásico y moderno (ingeniería genética). Además, proporcionarán los genes que debidamente
utilizados y combinados permitirán obtener nuevas variedades de plantas de alta productividad, resistentes a plagas,
enfermedades y condiciones adversas, ya sea sequías, heladas, inundaciones, suelos pobres, salinidad, alcalinidad
entre otros.
Producción de plantas transgénicas de arroz libres de marcadores de selección.
D Abreu Remedios, R Armas Ramos, M Pérez Bernal, O Valdivia Pérez, M Delgado Rigo
Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología Sancti Spíritus. Circunvalante Norte S\N. Olivos 3 Sancti Spíritus Cuba. Apartado
83, CP 60200 [email protected] Telef: 5341 326273 Fax: 53 41 28539
RESUMEN
Los genes marcadores garantizan la selección de plantas transgénicas en las etapas de transformación. Sin embargo,
una vez que esta se lleva a cabo, la presencia de un gen marcador en las plantas transgénicas es no deseada,
especialmente porque la mayoría de los genes marcadores de selección que se utilizan actualmente son genes de
origen bacteriano que confieren resistencia a antibióticos o herbicidas. Esto plantea varias inquietudes con respecto a
la liberación a campo de los organismos genéticamente modificados (GM). La presencia de los genes de selección
que confieren resistencia a antibióticos en los cultivos GM puede dar lugar a la transferencia horizontal de estos
genes a patógenos del suelo y bacterias gastrointestinales. En segundo lugar, los genes que confieren resistencia a los
herbicidas pueden ser transferidos a las especies de malezas estrechamente relacionados a través de la polinización
cruzada. Por lo tanto, la eliminación de genes marcadores de selección dará lugar a la eliminación de las posibles
consecuencias ambientales, los riesgos a la salud humana, así como los obstáculos técnicos, pero también aumentan
la aceptación de los consumidores de los cultivos transgénicos y sus productos. La co-transformación mediante el
bombardeo de partículas, fue usado para generar plantas transgénicas de arroz libres de marcadores de selección.
Callos derivados de semillas maduras de la variedad cubana de arroz J-104, fueron co-bombardeados con el gen
sintético Cry1fa modificado con el uso de codones para plantas y el gen marcador que confiere resistencia a
higromicina (hph). A través de latransformación biobalística fueron generados 14 transformantes. Un análisis de la
progenie mediante ADN Dot blot, resultó en un recobrado de 4,5 % de plantas libres de marcadores de selección.
Obtuvimos líneas de arroz que muestran expresión de la proteína Cryfa, que ha sido probada como tóxica a
Spodoptera frugiperda en cultivos como el maíz, la expresión de la proteína Bt fue confirmada mediante tiras
reactivas anti-cry1fa a partir del extracto de proteínas. Los análisis de PCR confirmaron la presencia de los genes
foráneos en dos de los eventos obtenidos, así como la integración y el número de copias de los genes hph y cry1fa
fueron determinados por análisis de Southern blot. Los bioensayos revelaron una disminución de los daños causados
a las hojas de las plantas transgénicas, y una disminución del tamaño de las larvas de Spodoptera frugiperda que
comían de estas plantas, con respecto a las larvas control. Mediante el bombardeo de partículas, es posible obtener
plantas libres de marcadores de selección en la segunda generación, aún cuando se integra más de una copia del gen
marcador. Este es un paso favorable para la aceptación de los transgénicos y para la protección del medio ambiente.
Palabras claves: Arroz, plantas libres de marcador, bombardeo de partículas, co-transformación
Rice calli with long-term morphogenic potential as ideal explants for plastid transformation.
Maylin Pérez-Bernal, Yeosvany Cabrera, Magalis Delgado, Daymí Abreu, Onel Valdivia y Raúl Armas.
Center for Genetic Engineering and Biotechnology of Sancti Spiritus.
P.O.Box 83, PC60200, Sancti Spiritus, Cuba
e-mail: [email protected]
ABSTRACT [View full text]
Plastid transformation has some advantages over nuclear transformation, due to its high transgene expression levels
and ability to accomplish transgene containment via maternal inheritance. Rice plastid transformation is quite
inefficient. The first reason is the lack of subculture systems with sustained regeneration capability for
83
transplastomic plants. Here, we report a subculture system to obtain rice calli with long-term morphogenic potential
for plant regeneration. With this system could be possible to maintain a large period of selection pressure of calli, for
reaching of homoplasmy before the obtaining of the plants.
We examined the effects of 2,4-D gradient on the callogenesis and regeneration potential. Embryogenic and non-
embryogenic calli were subcultured on callus induction medium with five 2,4-D concentrations (1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and
5.0 mg/L). Callus lines were periodically transferred to the regeneration medium, containing a mixture of cytokinins
and auxins.
The high level of 2,4-D in the callus culture medium significantly affected the type and quality of calli formed and
their morphogenic response. The highest percentage of calli with globular embryos resulted from using 2 mg/L of
2,4-D.
Regeneration took place through two morphogenic pathways: indirect somatic embryogenesis and indirect
organogenesis. In the initial phase of regeneration, the plantlets had a bipolar morphology, representative of
germinated from somatic embryos. Regenerated shoots from non-embryogenic calli had single-pole morphology and
fused to the maternal tissue, typical of organogenesis.
The best results in regeneration stage were obtained in callus from 2 mg/L 2.4-D. Thus, 76% of them had green spots
and 72% formed shoots, with an average of 7 shoots per calli. The percentage of bipolar shoots were higher in
respect to single-pole and abnormal shoots. This result demonstrate that the use 2 mg/L of 2,4-D in callus induction
favors the somatic embryogenesis over organogenesis. Most calli from 2 mg/ml 2,4-D retained their regeneration
potential over two years, and that has not been reported previously. The low amount of abnormal shoots indicated
that 2 mg/L 2,4-D is not significantly toxic or mutagenic for the cells.
Our results provide further information on the morphogenic response of callus in rice tissue culture. The totipotent
character of callus cells is not damaged, and cells retain their ability to regenerate an entire new plant by
organogenesis or somatic embryogenesis, regardless of the large period of subculture. For that, these calli are
valuable explants for the application of extended selection pressure for reaching of homoplasmy before the obtaining
of the transplastomic plants.As conclusion, it was achieved a subculture system to obtain rice calli with long-term
morphogenic potential for plant regeneration, applicable to rice plastid transformation.
Key words: 2,4-D, regeneration, subculture, shoots
Morphological and physiological characterization of two new pineapple somaclones derived from in vitro
culture
Guillermo Pérez, Ermis Yanez, Andrew Mbogholi, Bárbara Valle, Fernando Sagarra, Lourdes Yabor, Carlos
Aragón, Justo González, Miriam Isidrón, José Carlos Lorenzo
Laboratory for Plant Breeding, Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Ciego de Ávila 69450, Cuba. E-mail:
[email protected]. URL: www.bioplantas.cu.
ABSTRACT [View full text]
The Food and Agriculture Organization has highlighted pineapple as one of the most important tropical fruits. Since
classical pineapple breeding is difficult, biotechnology has emerged as an attractive instrument. We obtained two
new pineapple somaclonal variants derived from in vitro culture of cv. Red Spanish Pinar: P3R5 and Dwarf. The
AFLP analysis revealed an existing genetic distance. So far 44 phenotype indicators selected due to their relation to a
wide range of important agricultural, morphological and physiological processes have been evaluated. P3R5 differed
from the donor in 19 variables (19/44; 43.18%), while Dwarf varied in 31 indicators (31/44; 70.45%). The number
of shoots was significantly different among the three plant materials. Dwarf showed two shoots per plant while
P3R5 and the donor did not form any shoots. We also observed that water use efficiency, chlorophyll b
concentration, total chlorophyll concentration, transpiration rate, chlorophyll a concentration, thickness of leaf
photosynthetic parenchyma, fruit mass with crown, content of free phenolics and superoxide dismutase specific
activity were also very different among the three plant materials. The Euclidean distances of each somaclonal variant
to the donor plant material taking into consideration the genotype (AFLP) and the phenotype evaluations were also
calculated. Regarding the genotype information, P3R5 is separated from cv. Red Spanish Pinar by 2.83 units of
Euclidean distance, and Dwarf by 3.00 units. However, the phenotype indicators revealed higher differences: 3.74 in
P3R5 and 4.71 in Dwarf. To our knowledge, this is the first report of a comprehensive analysis of pineapple
somaclonal variants.
Keywords Ananas comosus (L.) Merr.; Genotype variation; Phenotype variation
84
“Huella genética” de especies de Nicotiana por marcadores moleculares de proteína, RAPD e ISSR.
Marlyn I. Valdés1, Lien González
1, Alejandro Rojas
1, Xonia Xiqués, Yuniet Hernández
2, María I. Román
3,
Mileidy Cabrera4, Gilberto Torrecilla
4.
1 Facultad de Biología, Universidad de la Habana. Calle 25 No 455 / I y J. Vedado. Plaza de la Revolución. La Habana. Cuba. 2 Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA).Carretera a Tapaste Km 3½. San José de las Lajas. Mayabeque. Cuba. 3 Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT). Finca 3 Carolina. Santo Domingo. Villa Clara. Cuba 4 Estación Experimental del Tabaco de Cabaiguán. Carretera a Santa Lucía Km 2. Cabaiguán. Sancti Spiritus. Cuba.
e-mail: [email protected]
RESUMEN
La “huella genética” obtenida por marcadores moleculares constituye un método novedoso para la identificación de
materiales biológicos con un alto nivel de precisión, ya que se considera como una fotografía genética específica que
revela la identidad de la muestra a nivel molecular, de ahí que tenga valor legal para su reconocimiento. No se tienen
referencias de estudios de este tipo realizados en Cuba en el género Nicotiana. El presente trabajo tiene como
objetivo determinar la “huella genética” de diez especies de Nicotiana conservadas en el banco de germoplasma de la
Estación Experimental de Tabaco en Cabaiguán. Las especies analizadas fueron N. longiflora, N. alata, N. glutinosa,
N. debneyi, N. ingulba, N. obtusifolia, N. suaveolens, N. velutina, N. knightiana y N. megalosiphon, éstas poseen una
amplia variabilidad genética y resistencia a diferentes plagas las que pueden ser incorporadas en la especie comercial
N.tabacum. Se realizó el análisis molecular mediante la electroforesis de proteínas en gel de poliacrilamida al 8.5 y
10% para diez sistemas proteicos, así como la electroforesis en gel de agarosa al 1.5% de los productos de PCR
obtenidos con diez cebadores RAPD (Polimorfismo del ADN amplificado al azar) y 15 cebadores ISSR (Secuencias
amplificadas entre microsatélites). Se obtuvieron perfiles de bandas únicos y bien definidos para cada especie con los
sistemas proteicos peroxidasas, fosfatasas ácidas, fosfatasas alcalinas, enzima málica y proteínas totales, los
cebadores RAPD OPA-1, OPA-3, OPA-10, OPA-16, OPA-18, OPF-20 y los cebadores ISSR UBC873,
(CAC)5,(GTG)5, P7, P22, P834, PG, PL2, SP 8-1, UBC855, UCB845, P20, P20b, (GAC)5 y P840. Estos patrones de bandas se
fotografiaron y representaron esquemáticamente con el programa Microsoft Office Excel, tomando como referencia
la distancia relativa de cada banda al punto de aplicación de la muestra y al frente de corrida o el marcador de peso
molécula 1Kb plus, en todos los casos se señalizaron las bandas especie específicas. Los resultados obtenidos
permitieron por primera vez en Cuba, confeccionar la ficha de cada especie donde se representa su “huella genética”
y contar en la base de datos de la colección con esta información, la que será de gran utilidad para corroborar la
identidad de las semillas que se intercambien entre instituciones nacionales e internacionales, para identificar de
manera certera los híbridos obtenidos como resultado de los programas de cruzamientos interespecíficos que se
planifiquen en el mejoramiento genético de la especie N.tabacum, así como constituirá una vía para monitorear la
introgresión de genes en las variedades cultivadas.
Palabras claves: Nicotiana, huella genética, isoenzimas, RAPD, ISSR.
Caracterización citogenética de clones de boniato (Ipomoea batatas (L) Lam.) de interés económico.
A. Rodríguez1
, C. González1, M. I. Román
2, M. Milián
2, L. Bao
1, A. Rojas
1, M. Valdés
1.
1 Facultad de Biología, Universidad de la Habana. 2 Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT).
e-mail: [email protected]
RESUMEN
El cultivo del boniato (Ipomoea batatas (L.) Lam.), ofrece diversas ventajas económicas para muchos países, ya que
se puede emplear en la alimentación humana y animal, así como en la industria y puede ser utilizado como forraje y
abono verde. Las cualidades agronómicas de este cultivo, hacen que sea muy tolerante a diferentes condiciones
ambientales, necesite pocos requerimientos nutritivos para su crecimiento y presente un ciclo vegetativo corto, lo
cual ha propiciado su extensión, especialmente en países en vías de desarrollo. En Cuba, constituye un alimento
importante para la población, por lo que el Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), ha estado
85
trabajando en la obtención de nuevos clones de interés comercial. Hasta la fecha solo se ha realizado la
caracterización morfoagronónica de los mismos, por lo que el objetivo de este trabajo fue la determinación del
número cromosómico de los clones que forman parte del banco de germoplasma del género, para completar la
información de los datos de pasaporte. El material vegetal está constituido por una colección de trabajo constituida
por 14 clones comerciales: CEMSA-78-354, IB-90-2, IB-93-1, CEMSA-74-228, CEMSA-78-326, IB-2005-3, IB-
2005-2, IB-88, IB-90-416, IB-98-3, Yabú-8, Pastor venereo, Avileño-3 y Avileño-4. Se estudiaron diferentes
metodologías para la observación y el conteo de los cromosomas. Al efectuar la etapa de pretratamiento con 8-
hidroxiquinolina durante dos horas, hubo dificultades para realizar el conteo, lo que pudo deberse a que la dispersión
y contracción de los cromosomas no era suficiente para lograr una buena observación de los mismos; cuando se
emplearon tres horas de pretratamiento, aumentó el número de células en metafase y los cromosomas alcanzaron una
mayor espiralización, lo que facilitó la determinación del número cromosómico. Con relación al tiempo de hidrólisis
los mejores resultados se obtuvieron a los 15 minutos, donde se obtuvo una consistencia adecuada de las células y de
los cromosomas. La mejor tinción se obtuvo a las dos horas en hematoxilina laca-crómica, por lo que la combinación
del tiempo de hidrólisis y de tinción, propició la penetración adecuada del colorante. Se encontró en las metafases
analizadas en todas las células la presencia de 2n=6x=90 cromosomas lo que ratifica la condición hexaploide de esta
especie, confirmando su origen aloautopoliploide. Los resultados de este trabajo son de gran importancia dentro de
los estudios de caracterización del banco de germoplasma de este cultivo, ya que por primera vez se realiza la
caracterización citogenética de este material vegetal.
Palabras claves: Ipomoea, cromosomas, variabilidad.
Análisis de la estabilidad del cariotipo de plántulas de Citrus macrophylla Wester obtenidas in vitro, con
diferentes biorreguladores del crecimiento.
Lourdes Bao Fundora1, Reina M. Hernández Ortiz
2, María I. Román Gutiérrez
3, Esther Diosdado Salces
1,
Alianny Rodríguez Valdés 1, Alejandro Rojas Alvarez
1.
1 Facultad de Biología, Universidad de la [email protected]
Calle 25 No. 455 .Ciudad de la Habana, Cuba. 2 Universidad Isla de la Juventud.
Carretera Aeropuerto Km 3 ½ Gerona. Isla de la Juventud. Cuba 3 Instituto Nacional de Viandas Tropicales (INIVIT).
Apartado 6, Santo Domingo, Villa Clara, Cuba.
RESUMEN
En la citricultura cubana Citrus macrophylla Wester se utiliza como patrón de injerto de los limones y las limas. La
unión de este patrón con el injerto favorece el rendimiento, la productividad, la calidad del fruto y la resistencia a
enfermedades del cultivo. Una alternativa para aumentar la disponibilidad de los patrones de injerto en las
plantaciones citrícolas, es la aplicación de protocolos de cultivo in vitro. Con el desarrollo de la biotecnología en
Cuba muchas especies citrícolas se han cultivado a través de técnicas como la embriogénesis somática. En general,
estas técnicas requieren la elaboración de medios de cultivo artificiales, con los nutrientes necesarios para que las
estructuras vegetales se desarrollen de manera aséptica. Además, estos medios se deben suplementar con
fitohormonas, de gran importancia en el crecimiento y desarrollo de la planta, de alto costo y que en ocasiones
inducen variabilidad genética en el material que se propaga. En nuestro país, se han sustituido en muchas
investigaciones estas fitohormonas por sustancias biorreguladoras del crecimiento como los análogos de
brasinoesteroides y el Pectimorf, suplementados en los medios de cultivo como sustituto de auxinas y citoquininas, o
como complemento de estas fithormonas. Además, un aspecto importante del uso de estos biorreguladores, es
conocer su influencia en la estabilidad genética del material propagado. El objetivo de nuestro trabajo fue
determinar si el empleo del Pectimorf y los brasinoesteroides inducen variabilidad genética en plántulas de Citrus
macrophylla Wester obtenidas in vitro, mediante un protocolo eficiente de conteo del número cromosómico. Primero
se sembraron óvulos de frutos inmaduros, en un medio Murashige y Skoog suplementado con los siguientes
biorreguladores: Biobrás-6, MH-5, 24-Epibrasinólida y Pectimorf, obteniéndose embriones vía embriogénesis
somática directa y por último las plántulas. Se utilizaron tres protocolos para el análisis citogenético y se determinó
el método más eficiente para el conteo del número cromosómico. Se tomaron raíces de aproximadamente 1 cm. de
longitud de cinco plántulas, de cada uno de los tratamientos. Se realizó el conteo de los cromosomas en 35 células
por raíz de cada tratamiento, en un microscopio óptico Motic, con un aumento de 1000x. Las mejoresmetafases
86
fueron fotografiadas por una cámara Canon acoplada al microscopio.Los resultados evidenciaron que las
vitroplántulas de Citrus macrophylla Wester obtenidas con el empleo de los diferentes biorreguladores en los medios
de cultivo fueron estables genéticamente, ya que en todas las células analizadas se observó la presencia de 2n=2x=18
cromosomas por lo que no se detectaron diferencias en el nivel de ploidía de la especie.
Palabras clave: biorreguladores del crecimiento, embriogénesis somática, estabilidad genética, número
cromosómico.
Estimación de componentes de varianza y heredabilidad en sentido ancho, de caracteres vegetativos y
bioquímicos, en una población de guayabo (Psidium guajaba L.).
Leneidy Pérez Pelea1, Antonio Sigarroa González
1, Narciso Nerdo Rodríguez Medina
2, Evelyn Bandera
Fernández1, Juliette Valdés-Infante Herrero
2, Josefa Bárbara Velázquez Palenzuela
2, Domingo Rivero
Rodríguez2 y Felina Martínez González
2.
1. Departamento Biología Vegetal, Facultad de Biología, Universidad de La Habana. Calle 25 # 455 / I y J, Vedado, Plaza. La
Habana. Teléfono: 832-8542, Fax: 832-1321. E-mail: [email protected]
2. Instituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical. Ave. 7ma No. 3005 entre 30 y 32, Miramar, Playa, La Habana. Teléfonos: 202-
5526 al 29 Fax: 53(7) 204-6794
RESUMEN
El guayabo (Psidium guajava L.) es un frutal de alta demanda dentro de la población cubana y a nivel mundial,
debido a que se consume tanto en frescos como en jugos, néctares, mermeladas y su repostería. Se le atribuyen gran
cantidad de propiedades medicinales y nutrimentales pues resulta una fuente natural de vitaminas y sales minerales.
No existen muchos estudios relacionados con la herencia de los caracteres en esta especie, y a nivel mundial se han
realizado muy pocos relacionados con la herencia de los caracteres cuantitativos, los cuales no han sido abordados
hasta el momento en nuestro país.
En la Unidad Científico Tecnológica de Base de Alquízar, perteneciente al Instituto de Investigaciones en
Fruticultura Tropical, se realizó un cruzamiento entre los cultivares 'Enana Roja Cubana' (EEA 18-40) y 'N6',
obteniéndose un total de 96 descendientes, los cuales se plantaron según un Diseño Completamente Aleatorizado con
dos réplicas. Se evaluaron 9 caracteres cuantitativos (largo y ancho de la hoja, relación largo/ancho de la hoja,
espaciamiento de los nervios secundarios, longitud del peciolo, acidez, sólidos solubles totales, índice de madurez y
contenido de vitamina C ) durante los años 2006 al 2009, en los padres y los descendientes del cruzamiento.
Con los datos obtenidos se realizaron Análisis de Varianza de clasificación doble (Bifactoriales) con Modelo de
efectos aleatorios (Modelo II) con el objetivo de estimar las componentes de la varianza, la heredabilidad en sentido
ancho, así como, la varianza de la interacción genotipo – ambiente de estos caracteres, para lo cual se empleó el
programa SPSS (versión 15.0). Los caracteres bioquímicos: acidez, sólidos solubles totales, índice de madurez y
contenido de vitamina C, presentaron los mayores valores de heredabilidad en sentido ancho, a diferencia del resto
de los caracteres que presentaron estimados de heredabilidad medios. En todos los caracteres analizados, los análisis
de varianza realizados mostraron diferencias altamente significativas (p < 0,001) para la fuente de variación
genotipos. Sin embargo, solamente en la variable contenido de vitamina C se detectaron diferencias significativas
entre los años. Todas de las variables evaluadas con excepción de la relación largo/ancho de la hoja manifestaron
una varianza de interacción genotipo – ambiente (años) estadísticamente significativa, lo cual posibilita la aplicación
de modelos más refinados para el análisis de la interacción genotipo – ambiente en estos caracteres de gran
importancia para el cultivo.
Palabras clave: Heredabilidad en sentido ancho, interacción genotipo – ambiente, ANOVA de efectos aleatorios
(Modelo II), estimación de componentes de varianza.
87
Caracterización citogenética y genético-bioquímica de clones y somaclones de plátanos (Musa Spp.),
pertenecientes al grupo genómico ABB.
Reinier Gesto Borroto1, María Isabel Román Gutiérrez
2, Esther Diosdado Salces
1
1Facultad de Biología, Cuba, [email protected] 2Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales, Cuba.
RESUMEN
Los plátanos y bananos (Musa spp.) en Cuba constituyen un renglón estratégico de elevada prioridad dentro del
programa alimentario nacional, debido a su capacidad de producir frutos todos los meses del año, su elevado
potencial productivo, arraigados hábitos de consumo en la población y diversidad de usos. Los estudios
citogenéticos permiten caracterizar y diferenciar genotipos, estableciendo las identidades cariológicas de especies,
clones y somaclones de plátanos y bananos. Además, el empleo de los análisis genético-bioquímicos, permiten la
detección de la diversidad genética y el establecimiento de relaciones filogenéticas entre los cultivares pertenecientes
al género Musa; al analizar las diferencias en la expresión de determinadas proteínas.En este trabajo se realizó la
evaluación de siete clones y 10 somaclones de plátanos (Musa spp.), pertenecientes al grupo genómico ABB; del
Banco de Germoplasma del Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT), ubicado en Santo
Domingo, Villa Clara. Para ello se realizó la determinación del número de cromosomas a partir de los ápices
radicales de cada material y en la caracterización genético-bioquímica se utilizaron las hojas en cigarro de las
plantas de la colección de trabajo, mediante electroforesis en geles de poliacrilamida y un sistema de tampones
discontínuos. El análisis citogenético permitió determinar que todos los clones y somaclones analizados tenían
2n=3x=33 cromosomas, por tanto los somaclones mantuvieron el número cromosómico de sus clones donantes lo
que confirma la condición triploide del material en estudio. Los sistemas isoenzimáticos y las proteínas totales
posibilitaron la detección de afinidades genéticas y bandas diferenciales entre las accesiones analizadas. Se observó
una gran heterogeneidad en el material estudiado, ya que de las 57 bandas analizadas, 49 son polimórficas, para un
85.96% de polimorfismo. Este alto polimorfismo está dado fundamentalmente entre los clones que forman la
colección de trabajo, ya que entre los somaclones provenientes del clon donante se presenta una gran similitud
electroforética; a excepción de tres somaclones. El sistema menos polimórfico fue el de las peroxidasas; con un 28 %
de polimorfismo y los más polimórficos fueron esterasas y anhidrasa carbónica con un 100% de polimorfismo.
Asimismo las proteínas totales presentaron un 100% de polimorfismo. En el estudio realizado se detectó que algunos
somaclones presentaron patrones electroforéticos idénticos, lo que nos permitió proponerlos como duplicados del
clon donante.
Palabras clave: Musa, citogenética, isoenzimas.
Heat shock induced excision of selectable marker genes in transgenic banana by the Cre-lox site-specific
recombination system
Borys Chong-Pérez1,2
, Rafael G. Kosky1, Maritza Reyes
1, Luis Rojas
1, Barbara Ocaña
1, Marisol Tejeda
1,
Blanca Pérez1 and Geert Angenon
2
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, Villa Clara, Cuba. CP 54 830. email: [email protected] 2Laboratory of Plant Genetics, Institute for Molecular Biology and Biotechnology, Vrije Universiteit Brussel, B–1050 Brussels,
Belgium
ABSTRACT
Selectable marker genes are indispensable for efficient production of transgenic events, but are no longer needed
after the selection process and may cause public concern and technological problems. Although several gene
excision systems exist, few have been optimized for vegetatively propagated crops. We obtained marker free
transgenic banana plants cv. „Grande naine‟ (Musa AAA) using a Cre-loxP auto-excision strategy. We used T-DNA
vectors with the cre recombinase gene under control of a heat shock promoter and selectable marker gene cassettes
88
placed between two loxP sites in direct orientation, and a gene of interest inserted outside of the loxP sites. Heat
shock promoters pGmHSP17.6-L and pHSP18.2, from soybean and Arabidopsis respectively, were tested. A
transient heat shock treatment of primary transgenic embryos was sufficient for inducing cre and excising cre and the
marker genes. Excision efficiency, as determined by PCR and Southern hybridization was 59.7 and 40.0% for the
GmHSP17.6-L and HSP18.2 promoters, respectively. Spontaneous excision was not observed in 50 plants derived
from untreated transgenic embryos. To our knowledge this is the first report describing production of marker free
transgenic banana plants. The system described is simple and might be generally applicable for the production of
marker-free transgenic plants of many crop species.
Keywords: embryos, marker-free, Musa spp., shock promoters
Estandarización de parámetros para la transferencia de ADN vía Agrobacterium tumefaciens a callos de frijol
común
R. Collado1, I. Bermúdez-Caraballoso
1, L. R. García
1, N. Veitía
1, D. Torres
1, C. Romero
1, N. Bacallao
1, G.
Angenon2
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas. Carretera a Camajuaní km 5.5, Santa
Clara, Villa Clara. Cuba. CP 54 830. e-mail: [email protected] 2Instituut Voor Moleculaire Biologie en Biotechnologie. Vrije Universiteit Brussel. Belgium
RESUMEN
El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es una fuente de proteínas para 500 millones de personas en el mundo. Con
el empleo del mejoramiento genético convencional, ha sido limitada la obtención de nuevos cultivares resistentes a
factores bióticos y abióticos que afectan drásticamente la productividad y calidad de este cultivo. La principal
limitante es la incompatibilidad sexual entre los genotipos a mejorar y las variedades que poseen las características
deseadas. La transformación genética es considerada una herramienta esencial y complementaria en estrategias de
mejoramiento; sin embargo, en esta especie persisten dificultades para desarrollar este procedimiento. Las causas de
la poca eficiencia de la transformación genética son la baja capacidad de regeneración in vitro, la escasa
transferencia e inserción de ADN y la dependencia del genotipo. En el Instituto de Biotecnología de las Plantas se ha
logrado establecer un protocolo de regeneración de plantas vía organogénesis indirecta en cinco genotipos de frijol
cultivados en Cuba. Para mejorar la eficiencia de la transformación genética vía Agrobacterium tumefaciens, en este
trabajo se determinó el efecto de diferentes parámetros sobre la transferencia de ADN a través de la expresión
transitoria GUS. Como tejido blanco se usaron callos nodulares verdes cortados en fragmentos de 3 a5 mm e
inoculados con las cepas de Agrobacterium tumefaciens EHA 105 y C58C1pMP90, estas portan el plásmido
pCAMBIA3301 que contiene el gen gus. Se estudiaron dos concentraciones bacterianas, dos períodos de co-cultivo y
condiciones de iluminación durante, en los genotipos CIAP 7247 y BAT 93. Se cuantificó el número de callos que
presentaron expresión transitoria GUS y el área de estos teñida de color azul, basados en una escala elaborada
durante el trabajo. Además se definió la cepa de Agrobacterium tumefaciens de mayor virulencia. Todos los
parámetros estudiados influyeron en la transferencia de ADN de Agrobacterium tumefaciens a los callos de frijol. Se
presentaron diferencias significativas entre el porcentaje de explantes con expresión transitoria GUS en las dos
concentraciones bacterianas evaluadas. La prolongación del período de co-cultivo a seis días en condiciones de
iluminación con fotoperíodo de 16/8 luz/oscuridad incrementó el número de callos con expresión transitoria GUS y
el área del callo teñida de color azul en los dos genotipos de frijol. La cepa de Agrobacterium tumefaciens EHA105
resultó más virulenta que la C58C1pMP90 independientemente de las condiciones de co-cultivo y del genotipo
empleado. La combinación de los tratamientos de mejor resultado para cada parámetro estudiado permitió establecer
un procedimiento eficiente y reproducible para la transferencia de ADN en frijol común mediado por Agrobacterium
tumefaciens. La expresión transitoria GUS demostró la inserción de ADN foráneo en las células de frijol común, por
lo que el procedimiento establecido tiene el potencial de incrementar la eficiencia de la transformación genética vía
Agrobacterium tumefaciens en esta leguminosa. Este protocolo es un paso importante para la transformación
genética de Phaseolus vulgaris y puede ser utilizado en investigaciones relacionadas con el mejoramiento genético
en esta especie.
Palabras clave: expresión transitoria GUS, mejoramiento genético, Phaseolus vulgaris, transformación genética
89
Biotecnología, Biodiversidad y Mejoramiento Genético Vegetal en Cuba. Casos de Estudio en Caña de Azúcar
y Aguacatero.
O. Coto1, A. Alvarez
2, J. L. Fuentes
2, I. Ramírez
2 y L. Santiago
2
1.- Grupo de Mejoramiento Genético
Instituto de Investigaciones en Fruticultura Tropical (IIFT)
Ave 7ma, 3005, Playa, La Habana.
2.- Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear (CEADEN). 5ta y 30, 502, Miramar, Playa, C. Habana, Cuba
RESUMEN
El mejoramiento genético es esencial para la seguridad alimentaria, sin embargo el mejoramiento convencional es
una tarea que demanda tiempo. Una de las mayores limitaciones de los programa de mejora vegetal es la reducida
base genética de los cultivos demostrada a partir de estudios basados en marcadores morfológicos y/o moleculares.
La conocimientos mas recientes ligados a la era de la biotecnología vegetal que comenzó a inicio de los años 1980 y
los nuevos avances en ciencia y tecnología se han aplicado rápidamente para asistir a los esquemas de mejora. En el
presente trabajo presentamos un resumen actualizado acerca del empleo de herramientas biotecnológicas para asistir
al mejoramiento genético de la caña de azúcar y aguacatero en Cuba. Se informó de la existencia de diversidad
genética nuclear y citoplasmática en un grupo de clones silvestres de caña de azúcar recolectados en Laos (ECL)
mediante RFLP, los cuales de conjunto con cebadores específicos de los géneros Erianthus, Miscathus and
Saccharum permitieron sugerir la ocurrencia de recombinación entre los clones silvestres. El uso de la secuencia
repetitiva Pta 794 confirmó la caracterización de los clones ECL como clones de Erianthus o Saccharum. Los
marcadores de tipo AFLP e ISTR resultaron de utilidad para demostrar la existencia de diversidad genética en clones
comerciales de caña de azúcar obtenidos por cruzamiento. Se estableció un enfoque basado en descriptores
moleculares el cual resulta de utilidad en la selección de las fuentes genéticas para el mejoramiento tradicional. En
aguacatero, se evaluó la diversidad genética mediante marcadores agronómicos, morfológicos y moleculares (AFLP,
SSR e ISTR), se determinó que estos últimos proporcionan un estimado mas certero de la distancia genética entre
cultivares. Los resultados demostraron la existencia de una adecuada diversidad en la colección de germoplasma
evaluada. Se determinaron las curvas de radiosensibilidad a rayos Gamma utilizando embriones cigóticos de los
cultivares ´Duke-7´ y ´Hass´, comúnmente utilizados como patrones. Los valores de dosis letal media (LD50) se
determinaron en 28 y 27 Gy para cada cultivar respectivamente, esta información es de gran utilidad para el
mejoramiento genético por inducción de mutaciones. Se calcularon los valores de supervivencia (LD50 ) a salinidad
para ´Duke-7´ (56 mM de NaCl), ´Jose Antonio´ (66 mM) y ´Catalina´ (148 mM). Otros valores de dosis letales
(LD20 and LD10), también fueron determinados y posibles líneas mutantes se plantaron en el campo para los estudios
de segregación.
Determinación del estado de desarrollo del grano de polen en cultivares diploides de Musa spp para el cultivo
de anteras.
Jorge López Torres*, Nery Montano Pérez, Damicela Reinaldo Álvarez, Aymé Rayas Cabrera, Lianet
González Días, Julia Arbel Yerena, Víctor Medero Vega, Manuel Cabrera Jova, Arletys Santos Pino, Yoel
Beovidez García, Milagros Basail Pérez.
Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT), Apartado 6, Santo Domingo CP. 53000, Villa Clara, Cuba *Autor
para correspondencia: [email protected]
RESUMEN
El mejoramiento genético convencional del plátano (Musa spp) resulta difícil y lento, debido a que la mayoría de los
cultivares de interés comercial son triploides y producen algunas o ninguna semilla, además del tiempo necesario
para la obtención de diploides avanzados para su uso en el programa. Una de las alternativas para superar estos
90
obstáculos lo constituye la obtención de líneas homocigóticas que pueden producirse en un menor tiempo a partir del
cultivo de anteras. Motivado por lo anterior se realizó un estudio morfológico y citológico de cómo identificar el
estado de desarrollo adecuado del grano de polen para su cultivo in vitro. Se utilizaron los cultivares diploides
'Calcuta 4' y 'SH 3142'. Para determinar la fertilidad de los cultivares se tomaron granos de polen maduros y se
evaluaron según la técnica propuesta por Alexander el al., 1998). El estado de desarrollo del grano de polen se
evaluó a partir de inflorescencias con un tamaño de 17 cm donde se enumeraron las manos de afuera hacia el interior
de la inflorescencia, de donde fueron tomados los granos de polen y teñidos con la tinción propuesta por Dodds y
Simmonds (1948). Los resultados obtenidos corroboraron la posibilidad de utilizar ambos cultivares en el programa
de mejoramiento clásico por la alta fertilidad observada. Las observaciones realizadas al microscopio clínico
evidenciaron en el cv. Calcuta 4 que las manos 17 y 18 (sin brácteas abiertas en todos los casos estudiados) se
encuentran en estado maduro y comienza a disminuir este estado hasta la mano 21, donde también se observó
alrededor del 5% de los granos de polen en estado binucleado tardío y a partir de esta mano (21) hasta la mano 23 se
observó el estado binucleado temprano. Luego entre las manos 24 hasta la mano 26 fue evidente el estado
uninucleado y a partir de la mano 27 se observó el estado de tétrada. Sin embargo en el cultivar 'SH 3142' la
respuesta en el desarrollo del grano de polen no se correspondió con el número de la mano en la inflorescencia sino
con el cambio de coloración de la inserción de la bráctea con el raquis del manojo floral. Luego de seleccionados los
diferentes estados de desarrollo del grano de polen se colocaron en diferentes medios de cultivo para su cultivo in
vitro.
Palabras claves: Mejoramiento genético, plátanos y bananos, cultivo in vitro.
Empleo de las radiaciones ionizantes (CO60
) para la obtención de mutantes de porte bajo en Musa SPP. CV.
„Zanzibar‟ (AAB).
José de la C. Ventura Martín, Jorge López Torres1, Sergio Rodríguez Morales
1, Rafael Gómez Kosky, Víctor
Medero Vega1, Danney Armario Aragón
1, Magaly García Garcia
1, Manuel Cabrera Jova
1, Damisela Reinaldo
Vazquez1, Marlenys Torres Delgado
1, Nery Montano Pérez
1, Juan Ramón Gálvez Guerra
1, Osvaldo Triana
Martínez1 y Julia Albert Llerena
1
1 Instituto de Investigaciones de Viandas Tropicales (INIVIT). Apartado 6, Santo Domingo, CP 53 000, Villa Clara,
Cuba. [email protected] 1 Instituto de Biotecnología de las Plantas (IBP), Carretera de Camajuani Km 15, Santa Clara, Villa Clara, Cuba.
Resumen
Los esfuerzos en el Mejoramiento de Musa usando métodos tradicionales están cargados de obstáculos. En la
aplicación de la mutagénesis in vitro combinado con el cultivo de tejidos, existen pocos resultados en la obtención de
mutantes de porte bajo en plátanos, para evitar los daños ocasionados por las tormentas tropicales, las que
representan un 30% de pérdidas. La investigación se desarrolló en el Laboratorio de Cultivo de Tejidos y áreas de
campo del INIVIT a partir del año 1987 hasta el 2009. Se utilizó el procedimiento descrito por la OIEA para la
inducción de mutaciones, con algunas modificaciones. Se aislaron brotes meristemáticos (2 - 3 mm) de las yemas
formadas in vitro. Las radiaciones ionizantes se aplicaron a una dosis de 50 Gy/min. Se generaliza un mutante
„INIVIT PV 06 30‟ (AAB), dadas las evidencias de convivencia con la enfermedad Sigatoka negra (Mycosphaerella
fijiensis Morelet), altura promedio de 2.26 – 2.65 m, racimo en forma de cono truncado con 12 - 16 dedos por mano
y 30 por racimo, con sabor astringente predominante. El rendimiento agrícola oscila entre 20.10 y 26.6 kg/racimo.
Las caracterizaciones morfológicas y moleculares demostraron las diferencias entre las tres variantes seleccionadas
con respecto al cultivar donante. El nuevo mutante está propuesto para ser registrado por el Organismo Internacional
de Energía Atómica (OIEA) como un nuevo cultivar. Los trabajos de multiplicación y selección fueron realizados
con la participación de biofábricas y productores de avanzada de Guantánamo, Granma, Holguín, Villa Clara,
Cienfuegos y Ciego de Ávila, Cuba.
Palabras clave: Mejoramiento, Sigatoka negra, mutantes, cultivo de tejidos, mutagénesis in Vitro
91
Análisis molecular mediante RAPD e ISTR de la colecciones núcleo de malanga del género Xanthosoma
Marilys Diley Milián Jiménez1; Yoel Beovides García1; Luis Rojas Jiménez2
1 Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT)
2 Instituto de Biotecnología de las Plantas
Resumen [Ver trabajo completo]
En la colección de germoplasma de malanga (Xanthosoma spp.) que se conserva en el Instituto de Investigaciones en
Viandas Tropicales (INIVIT) se han desarrollado estudios que han permitido la creación de colecciones núcleo. El
polimorfismo presente en estas colecciones necesita ser evaluado para facilitar la validación y el uso de las mismas.
Una de las vías utilizadas es a través de estudios moleculares con el empleo de las técnicas RAPD e ISTR. Estas
resultaron reproducibles y fiables proporcionando perfiles claros y estables para cada una de las accesiones de las
colecciones núcleo, lo que confirma la utilidad de estos tipos de marcadores para detectar diversidad genética en este
cultivo y, en particular, para evaluar el polimorfismo genético de colecciones núcleo. Las tres combinaciones de
cebadores de secuencia arbitraria, utilizados en pares durante la investigación, resultaron altamente polimórficas, lo
cual confirma que RAPD es una herramienta que puede contribuir a la evaluación de las accesiones, a la detección de
su dispersión genética y a la caracterización de las accesiones del género. El hecho de haber utilizado geles de
poliacrilamida y el uso combinado de los cebadores en pares, indudablemente contribuyó a que se amplificara un
número considerablemente mayor de bandas y se incrementara el polimorfismo. Obviamente, las variaciones están
asociadas también con la secuencia de los cebadores y el genotipo individual, lo que es consistente con lo observado
en otros cultivos, pero con el procedimiento típico de RAPD. Las cuatro combinaciones de cebadores de ISTR
utilizadas también encontraron un elevado polimorfismo en la colección núcleo, lo cual pudiera estar asociado a las
diferencias morfológicas existentes entre las accesiones de Xanthosoma de la colección cubana. La aplicación de las
técnicas moleculares en este trabajo han confirmado, que la diversidad genética presente en los fenotipos de las
accesiones de Xanthosoma en la colección cubana, no procede de una norma de reacción estrecha para enfrentar las
posibilidades de estrés bióticos y abióticos por parte de las accesiones comerciales a través del programa de
mejoramiento del cultivo en Cuba y en particular en diferentes regiones. El trabajo realizado reafirma que los
estudios moleculares contribuyen a evaluar el éxito de una colección núcleo.
Effects of cryopreservation of Phaseolus vulgaris seeds on early stages of germination
Roberto Méndez1, Byron Zevallos
2, Félix Palau
1, Justo González
3, Maritza Escalona
3, Rolando Morán
4,
Lourdes Yabor3, Florent Engelmann
5, Marcos Edel Martínez
3, José Carlos Lorenzo
3
1 Faculty of Agronomy, Universidad de Ciego de Ávila, Ciego de Ávila 69450, Cuba. 2 Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí, Ecuador. 3 Laboratory for Plant Breeding, Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Ciego de Ávila 69450, Cuba. E-mail:
[email protected]. URL: www.bioplantas.cu. 4 Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología, Camaguey, Cuba. 5 IRD, UMR DIAPC, 911 Avenue Agropolis, BP 64501, 34394 Montpellier Cedex, 5, France, E-mail: [email protected]
ABSTRACT [View full text]
Phaseolus vulgaris L. is one of the most important legumes. With the unprecedented loss of germplasm, it is
necessary to preserve seeds. The possibility of long storage using cryopreservation has been advocated. We are
conducting a research on P. vulgaris L. improvement to increase tolerance to salinity, and therefore, we are
interested in conserving viability of elite seeds. This paper shows some effects of cryopreservation of seeds on early
stages of germination post conservation. Percentages of germination and conversion into plantlets, fresh mass of
different plant organs, levels of chlorophyll pigments, malondialdehyde, other aldehydes, phenolics and proteins
were determined. As results of cryopreservation, changes were not observed visually. However, several significant
effects were recorded at biochemical level. At 0 day of germination, cryopreserved seeds showed lower total
concentrations of chlorophyll and phenolics, and inferior levels of chlorophyll b, malondialdehyde, cell wall-linked
92
phenolics, soluble phenolics and proteins. At 5 days, only 84.0% of cryopreserved seeds had germinated and
chlorophyll a in roots from cryopreserved seeds was not detected. Chlorophyll b concentration in leaves was
increased because of seed cryopreservation. Chlorophyll a level in shoots was decreased by seed storage in liquid
nitrogen. On the contrary, content of chlorophyll b was increased by seed cryoconservation. At 10 days, only 76.0%
of cryoconserved seeds had converted into plants. The most relevant biochemical modifications resulting from
cryopreservation of seeds were observed in the roots. Levels of proteins were increased but concentrations of soluble
phenolics and chlorophyll pigments were decreased. In general, results revealed that the roots were the most
dramatically modified organ after seed cryopreservation and levels of chlorophyll pigments, soluble phenolics and
proteins were markedly changed.
Keywords Common bean; cryoconservation
Empleo de tecnologías de geomática para la evaluación de riesgos por el cambio climático y su impacto en la
fitodiversidad.
Raimundo Márquez Gurri1, Nicolás Quintana Bernabé
1, Marta M. Pérez Rojas
2.
1 Universidad “Máximo Gómez Báez” de Ciego de Ávila. 2 Departamento de Geomática. Empresa Geocuba Camagüey-Ciego de Ávila.
RESUMEN
El cambio climático global que tiene lugar en los tiempos actuales tiene diversos orígenes, provocando no pocas
polémicas y declaraciones provenientes de diferentes áreas del conocimiento; las inundaciones forman parte de las
consecuencias de los fenómenos que tiene lugar en momentos en que las crisis se acentúan y el medioambiente se
deteriora. En el presente trabajo se exponen parte de las experiencias en el empleo de las herramientas geomáticas
para la minimización de riesgos ante la existencia de la posibilidad de la ocurrencia de eventos extraordinarios:
fuertes lluvias en cortos períodos de tiempo e inundaciones, como consecuencias del cambio climático,
particularizando en las vías de comunicación, como elementos antrópicos y la interrupción del curso natural de las
aguas sobre el relieve topográfico y los impactos sobre la fitodiversidad que acontecen como resultado de las
mismas.
Caracterización e identificación de germoplasma de Phaseolus vulgaris L. en condiciones de estrés hídrico.
Characterization and identification of Phaseolus vulgaris L. germplasm under drought conditions.
Pérez, Y1, Alemán, S
1, Fuentes, L
1, Sosa, M
1, DariasR
1, Domínguez A
1, Pernía B
2, Domínguez D
2, Molina S
2,
Infante D2 y Sosa, D
2.
1Centro de Estudios Biotecnológicos, Facultad de Agronomía, Universidad de Matanzas “Camilo Cienfuegos”, Autopista a
Varadero Km 31/2, Matanzas, Cuba. 2Centro Nacional de Biotecnología Agrícola, Instituto de Estudios de Avanzados Apdo. 17606, Caracas 1015-A, Venezuela.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Un componente importante de los programas de mejoramiento genético es la explotación de la variabilidad genética
disponible; por lo que es indispensable la identificación de características deseables en el germoplasma disponible.
El objetivo del presente trabajo fue estudiar la respuesta de caraotasde Cuba y Venezuela en condiciones de estrés
hídrico, con el propósito de seleccionar aquellas variedades tolerantes que serán utilizadas en futuros programas de
mejoramiento genético. Las plantas provenientes de semillas se agruparon en tres grupos y se les aplicó riego
diferencial al 70%, 40% y 20% de la capacidad de campo (CC). A la semana se evaluaron diferentes parámetros de
la anatomía foliar, el contenido relativo de agua (CRA), contenido de clorofila y contenido de prolina. Se
encontraron cambios morfológicos en las estructuras del mesófilo en los que se evidenció la separación de las células
del parénquima clorofílico en empalizada y el aumento de los espacios intercelulares en las condiciones de estrés en
las variedades susceptibles o muy susceptibles, mientras que no se observaron diferencias en las tolerantes o
medianamente tolerantes. Adicionalmente los valores de CRA mostraron una reducción significativa en condiciones
drásticas (20% CC) en variedades susceptibles. Estas diferencias pueden ser atribuidas a la capacidad de variar la
93
absorción de agua del suelo y/o la capacidad de controlar la pérdida de agua a través de los estomas. Las variedades
susceptibles manifestaron un decrecimiento significativo en el contenido de clorofila a, b y total, con el aumento de
las condiciones de estrés hídrico, mientras que las tolerantes lo mantuvieron estable. Este resultado está en
correspondencia con la disminución de cloroplastos y el amarillamiento de las hojas que presentaron las plantas
susceptibles. El contenido de prolina libre fue más elevado en las hojas estresadas, lo que evidencia que su síntesis
y/o acumulación puede tener un significado adaptativo.
Palabras clave: Phaseolus, estrés hídrico, tolerancia
Catyclia “Free for five”. Primer cultivar de orquídea epífita obtenido en Cuba, originada a partir del
cruzamiento entre especie nativa cubana y foránea.
Lorenzo Suárez1, Ma Margarita Hernández, Miruldi Valcárcel, Yadira Almaguer, Georvis Téllez, Miladys
Sánchez y Argelys Kessel.
1. Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas (INCA), Cuba, email: [email protected]
RESUMEN
En Cuba contamos aproximadamente con más de trescientas veinte especies nativas y autóctonas de orquídeas,
distribuidas por los diferentes ecosistemas geográficos, un ejemplo de ellas es Encyclia phoenicia, conocida
comúnmente como “Orquídea de Chocolate”,esta especieabunda mayormente en vegetaciones secas y se puede
localizar en todos los sistemas geográficos del país. En este trabajo se presentan las principales características de este
nuevo cultivar de orquídea epifita, donde por vez primera se combina genes de especie nativa con especie foránea.
Catyclia “Free for five”, es el resultado de la polinización manual cruzada realizada en mayo del 2003 entre Cattleya
leuddemanniana y Encyclia phoenicia. Este nuevo híbridotiene un alto potencial ornamental y estético. Se encuentra
registrado y publicado en la base de datos de la Sociedad Hortícola Real de Inglaterra, Lista de Sander, en Orchid
Review Supplement 119, No 1293: Marzo 2011.
Palabras clave: orquídeas, polinización manual, híbridos.
Análisis citogenético en clones y somaclones de bananos y plátanos (Musa spp) obtenidos por métodos
biotecnológicos.
María Isabel Román1; Alejandro Rojas
2 ; Lianet González
1; Francisco Dueñas
2 ; Marlyn Valdés
2; Reinier
Gesto2; Lourdes Bao
2 .
1 Instituto de Investigaciones en Viandas Tropicales (INIVIT). Email:[email protected]
Apartado 6, Santo Domingo, Villa Clara, Cuba. Teléfono: 403103, 2 Facultad de Biología Universidad de la Habana
Calle 25, et/ J e I, Plaza de la Revolución, Ciudad Habana, Cuba.
RESUMEN
El conocimiento del nivel de ploidía de una planta es uno de los caracteres definitivos de una especie, clon o
somaclon; este no es solamente útil para confirmar su clasificación sino que también puede revelar si la planta fue
alterada a través de la micropropagación in vitro. Estos análisis se realizan mediante el conteo del número de
cromosomas a partir de los ápices de las raíces en crecimiento activo. En el Instituto de Investigaciones en Viandas
Tropicales (INIVIT) de Santo Domingo, Villa Clara, Cuba, se han detectado diferentes variantes somaclonales
dentro del género Musa, por lo que el objetivo del presente trabajo fuerealizar un análisis citogenético para el revelar
si existe variabilidad en somaclones de bananos y plátanos y sus respectivos clones donantes con vistas a lograr una
selección efectiva en el mejoramiento de este cultivo. Para dar cumplimiento a este objetivo se realizó un análisis
del número de cromosomas en las variantes somaclonales de bananos y plátanos y sus clones donantes por el conteo
de 30 células para cada material a partir de una tinción con hematoxilina laca crómica. En las metafases analizadas
se pudo observar en los somaclones S1, S2, S3, S4 y SR procedentes del clon donante „FHIA18‟ la presencia de
2n=3x=33 cromosomas como producto de la variación somaclonal ya que ocurrieron cambios en el nivel de ploidia
de tetraploide con 2n=4x=44 cromosomas a triploides. Este resultado es basado en que el número básico reportado
94
para el género Musa es de x=11. Sólo el somaclon S8 mantuvo el número cromosómico de su clon donante. En el
somaclon S7 se presentó un mosaico cromosómico, pues se detectaron células con 2n=2x=22 y 2n=3x=33
cromosomas. Para los plátanos pudo observarse que el somaclon INIVIT 1 mantuvo el número de cromosomas de
2n=4x=44 cromosomas de su clon donante „FHIA21, mientras que en el somaclon INIVIT 2 también se observaron
cambios en el nivel de ploidía, ya que se determinó la presencia en todas las células 2n=3x=33 cromosomas lo cual
lo hace un somaclon triploide; el clon donante 'Saba' y su somaclon mostraron la presencia de 2n=3x=33
cromosomas y 2n=4x=44 cromosomas para SH 3436 y el somaclon SH 3436-L9, lo cual demuestra que estos
somaclones mantienen el número cromosómico de la planta que les da origen. Estos resultados revisten gran
importancia ya que pueden considerarse como marcadores útiles para la detección de la variabilidad genética.
Palabras claves: cromosomas, somaclones, variabilidad genética
95
Taller 5: Bioinformática
(Jueves 5 de Mayo, 2011)
Coordinador: MSc. Cosme Santiesteban Toca
Phylogenetic analysis of receptor like proteins and receptor like kinases in the tomato genome.
Ermis Yanes-Paz1,5*
, Gioser María Ramos-Echazábal2*
, Glay Chinea3, Ramón Santos Bermúdez
1, Orlando
Borrás-Hidalgo4, Bart Thomma
5.
1. Plant-Pathogen Interaction Laboratory, BioplantsCenter. P. O. Box 69450, Cuba
2. Department of Animal and Human Biology, Faculty of Biology, HavanaUniversity, Havana10400, Cuba.
3. Biomedical Division, Center for Genetic Engineering and Biotechnology, P.O. Box 6162, Havana10600, Cuba
4.Laboratory of Plant Functional Genomics, Center for Genetic Engineering and Biotechnology. P. O. Box 6162, Havana, 10600,
Cuba.
5. Laboratory of Phytopathology, WageningenUniversity, Binnenhaven 5, 6709 PD Wageningen, The Netherlands.
*These authors contributed equally.
ABSTRACT
Plants, as well as other living systems, have various classes of cell-surface receptors which monitor the physiological
status of the cell, control cell–cell communication, and the response to the extracellular environment. Receptor like
kinases (RLKs) and receptor like proteins (RLPs) with extracellular LRR domains constitute the most important
families of cell surface receptors in plants. Although few RLKs and RLPs have been functionally characterized, they
have been shown to be involved in a variety of processes related to plant development and defense. Recently, the
draft sequence of the tomato genome has been made available at the webpage of the Tomato Genome Sequencing.
Project (http://mips.helmholtz-muenchen.de/plant/tomato). The aim of this study was to identify the sequences of all
eLRR-RLKs and eLRR-RLPs present in the tomato genome and study their phylogenetic relationships. To identify
proteins of the eLRR-RLPs and eLRR-RLKs families, an inicial BLAST search was performed against the TomDB
with the sequence of the Verticillium wilt disease resistance protein (Ve1), a typical eLRR-RLP, as a query. The E
value was set to 1 in order to identify all of the eLRR-RLPs present in the tomato genome, including those showing a
low homology to Ve1. Since the eLRR domain of the eLRR-RLKs is homologous to that of eLRR-RLPs, most of the
eLRR-RLKs showed up with this search. Additionally, we employed eLRR-RLPs and eLRR-RLKs with a low e-
value to Ve1 as queries sequences (transitive homology method) as well as some well characterized eLRR-RLP and
eLRR-RLK from tomato. By using this combined approach it was possible to identify 155 eLRR-RLPs and 238
eLRR-RLKs in the tomato genome. Using the aligned sequences of all eLRR-RLKs and eLRR-RLPs found in the
tomato genome, a phylogenetic tree was built. Using the information of this tree it was possible to predict the
presence of two new brassinosteorid receptors in tomato. Also the presence of homologues of the STRUBELLIG,
RKF, extensine-like and SERK families of proteins is predicted. Finally, the presence of eLRR-RLKs and eLRR-
RLPs with peculiar structures in the tomato genome, is discussed in this work.
96
Computational method for optimizing the preparation of xylanase immobilized derivatives to improve the
production of xylo-oligosaccharides from agro-industrial residues
Del Monte-Martínez A,1*
Cutiño-Avila B,1 Peralta-González LM,
2 Guerra JO,
2 Zuazua B,
3 Ballesteros A,
3
Plou FJ.3
1Centro de Estudio de Proteínas, Facultad de Biología, Universidad de La Habana, La Habana, Cuba. 2Facultad de Química y Farmacia, Universidad Central “Marta Abreu” de las Villas, Villa Clara, Cuba. 3Instituto de Catálisis y Petroleoquímica, CSIC, Cantoblanco, Madrid, España.
*Correspondence to: Alberto del Monte-Martínez. Centro de Estudio de las Proteínas, Facultad de Biología, Universidad de La
Habana, calle 25 No. 455 / J e I, Vedado, Plaza de la Revolución, La Habana, Cuba. CP 10400, Phone: 8324830, Fax: 8321321.
E-mail: [email protected].
ABSTRACT
Presently, there has been a lot of attention paid to specific types of dietary carbohydrates, namely the non-digestible
oligosaccharides (NDOs). The NDOs, such as fructo- and galacto-oligosaccharides, are known to promote the
growth of beneficial bacteria in the colon, mainly the Bifidobacterium sp., and are thus recognized as prebiotics.
Xylanases have been lately the focus of research owing to their industrial potential in many fields. A recent and
exciting application of xylanases is the production of xylo-oligosaccharides, especially xylobiose, which one have
been also classified as a NDOs, as they selectively promote the growth of beneficial intestinal bacteria. Enzyme
immobilization is defined as the process in which protein degrees of freedom are restricted (total or partially) due to
the binding or spatial confinement of proteins into a solid surface. This technology is probably the most used strategy
to increase operational stability of these biomolecules for preparation of affinity matrix and biocatalysts for
enzymatic bioconversion processes. Immobilization allows the easy reuse over multiple cycles thus reducing the
amount of xylanase needed and overall production cost. RDID (Rational Design of Immobilized Derivatives) is a
strategy that combines mathematical algorithms and bioinformatics tools for designing optimal immobilization
processes. RDID has been implemented in a computer program named RDID1.0. The present study was undertaken to
explore the immobilization of the xylanase from Humicola insolens using RDID1.0 program for the optimization of
xylanase immobilization in different support materials through two different methods: covalent attachment (in
epoxy-activated polymethacrylate, Sepabeads EC-EP3; glyoxyl- and MANA-activated agarose, Sepharose CL 4B)
and electrostatic adsorption (in AMBERJET™ 1600 H and AMBERLITE™ IRA900 Cl Poly(styrene-divinyl
benzene) resins). The predictions propose that in terms of catalytic efficiency the best immobilized derivative would
be xylanase-Glyoxyl-Sepharose CL 4B, but in terms of loading capacity the immobilized derivative xylanase-
Sepabeads EC-EP3 could exhibit a better performance. Further testing regarding the use of the novel rationally
designed xylanase immobilized derivatives is required to determine commercialization potential of this application.
Key words: prebiotics, protein immobilization, rational design, xylanase, xylo-oligosaccharides
Predicción de mapas de contacto de proteínas basado en árboles de regresión.
Cosme E. Santiesteban Toca1, Jesús S. Aguilar Ruíz
2
1 Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba, [email protected], Carretera a Morón, Km 9½.
2 Universidad Pablo de Olavide, España, [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo] En el presente artículo se aborda la temática de la predicción de mapas de contacto de proteínas, uno de los pasos
intermedios más importantes en el problema de plegamiento de proteínas. Se propone un método de predicción de
mapas de contacto de proteínas basado en árboles de regresión, que emplea una codificación de entrada de los datos
basada en la información extraída de todos los posibles pares de aminoácidos que se conformaron en el conjunto de
datos de entrenamiento. Como resultado, se crea un modelo formado por 400 árboles de regresión (uno por cada par
posible de aminoácidos), el cual toma en cuenta la frecuencia de los aminoácidos existentes en la subsecuencia
resultante entre los pares de aminoácidos analizados. Con el objetivo de evaluar la capacidad de generalización del
método propuesto, se realizó la experimentación con 173 proteínas no homólogas y de estructuras conocidas,
97
seleccionadas de la base de datos de proteínas (PDB). Consiguiendo una precisión de 0,30 y un incremento sobre un
predictor aleatorio de más de 8 unidades.
Palabras Clave: Predicción de estructuras de proteínas, mapas de contacto de proteínas, árboles de regresión.
Algoritmo de Edición de Datos Biológicos para la Predicción de Estructuras de Proteínas.
Dayrelis Mena Torres1, Cosme E. Santiesteban Toca
2,
1 Universidad de Pinar del Río, Cuba, [email protected]
2 Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba, [email protected], Carretera a Morón, Km 9½.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La predicción la estructura tridimensional de una proteína, a partir de su secuencia de aminoácidos continúa siendo
uno de los grandes desafíos de la bioinformática. Sin embargo, el procesamiento de la información representa un
gran reto para el proceso de aprendizaje automático y de extracción de conocimiento. Debido al alto costo que
representa predecir incorrectamente un contacto y al gran nivel de desbalance en las clases. El objetivo de la presente
investigación es crear un método de edición de los datos biológicos de proteínas que permita a un sistema basado en
árboles de decisión aprender la correlación entre la estructura de residuos covalentes de una proteína y su mapa de
contacto. Como se ha mostrado previamente, la edición del conjunto de entrenamiento es un paso fundamental para
incrementar el desempeño de los algoritmos de clasificación. Como resultado, en este trabajo se presenta un método
de muestreo capaz de resolver eficientemente los problemas de sobredimensionamiento de datos, desbalance y datos
aislados. La estrategia de edición propuesta intenta mitigar estos problemas mejorando la técnica de sub muestreo, a
partir de una nueva política de inserción y eliminación de instancias, basada en estimadores apropiados que mejoran
el desempeño del modelo. El estudio del comportamiento del método propuesto se realizó mediante el empleo de una
base de datos de 66 proteínas de PDB y el método de validación cruzada. Como referencia para la comparación de
los resultados obtenidos con el empleo del método de edición DMPM fueron implementados otros tres métodos de
edición, todos de sub muestreo de la clase mayoritaria. Quedando demostrado que la combinación de este método
con un predictor basado en árboles de decisión (DTP) logra predecir mapas de contacto de proteínas con una
precisión del 40%, lo cual resulta novedoso para esta área la bioinformática.
Palabras claves: Predicción de estructura de proteínas, mapas de contacto, pre procesamiento de datos, vecinos más
cercano.
Agrupamientos Basados en Patrones para Datos Biológicos
Andrés Eduardo Gutiérrez Rodríguez; Milton García Borroto
Centro de Bioplantas, Unviersidad de Ciego de Avila, Cuba. E-mail: {andres;mil}@bioplantas.cu
RESUMEN
Los algoritmos de agrupamiento se han utilizado en múltiples áreas como estadística, aprendizaje automático,
reconocimiento de patrones, procesamiento de textos y procesamiento digital de imágenes. El objetivo es construir
grupos de objetos similares, a la vez que son diferentes a los objetos de otros grupos. En aplicaciones de
Bioinformática, Agricultura, Medicina y otras áreas, es necesario explicar los resultados obtenidos para que sean
comprendidos por los especialistas. A partir de construir conceptos o patrones que relacionan a los objetos se pueden
explicar los resultados de los agrupamientos. En este trabajo se presenta una aplicación del método de agrupamiento
basado en patrones CPC a un conjunto de bases de datos biológicas. Los resultados experimentales muestran la
eficacia de este método agrupando las bases de datos seleccionadas.
Palabras claves: Bases de datos biológicas, extracción de patrones, algoritmos de agrupamiento.
98
Xml y web service para la extracción óptima de información genómica
Raymari Reyes Chirino1, Víctor Hernández Estévez
2, Julio Martínez Prieto
3, Pedro Fernández de Córdoba
4,
Javier F. Urchueguía5, Javier Armenteros Pérez
6, Yarlenis Pacheco Suárez
7
1 Universidad de Pinar del Río, Cuba, [email protected], Carretera Central Edificio 7, apto 8-C, Reparto 10 de octubre,
Pinar del Río, CP 20200
3 Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría, Cuba, [email protected]
2, 4, 5 Universidad Politécnica de Valencia, Valencia, España, [email protected]; [email protected];
7 Universidad de Pinar del Río, Cuba, jarmenteros,[email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo] La presente investigación forma parte del intercambio científico y la colaboración entre el Grupo Interdisciplinario de
modelación, InterTech (www.intertech.upv.es), vinculada al Instituto Universitario de Matemática Pura y Aplicada de
la Universidad Politécnica de Valencia, España y el Grupo Interdisciplinario de modelado, InterTech de la
Universidad de Pinar del Río, Cuba, donde la colaboración actual se basa en la línea emergente de la Biología
Sintética (BS). La BS se centra en el diseño y la construcción de sistemas genéticos artificiales, capaces de desarrollar
una función específica después de haber sido introducido en un sistema vivo. En este contexto, se está desarrollando
un sistema de gestión para el acceso eficiente a diferentes bases de datos de información biológica donde se
incorporan ciertos mecanismos de depuración y filtrado de la información, con un resultado posterior para la gestión
de la información biológica.
Existen diversos métodos para la extracción de la información disponible en las bases de datos, por ello se requiere de
herramientas que consigan optimizar este proceso de manera automatizada. Aunque estas herramientas se empleen en
diversos campos, a día de hoy no se ha hecho un uso orientado a la resolución de problemas específicos en el campo
de la Biología Sintética y la Bioinformática, de ahí el interés en comparar resultados tangibles a partir de archivos
XML y el uso de Web Services.
Palabras Clave: base de datos, biología de Sistemas, biología sintética, kegg, servicios web, XML.
El aprendizaje de la Bioquímica a través de la tecnología educativa: Un reto para la universidad cubana.
Educational in technology: A challenge for cuban university education
Anabel Cepero Rodriguez, Raquel Diéguez Batista,
Maritza Escalona Morgado
FCM Morón. Universidad Medica de Ciego de Ávila. anabelc@ fcs.cav.sld.cu
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Hasta la fecha, el conocimiento tecnológico ha estado diluido en los conocimientos generales que brinda la
universidad para el aprendizaje de las ciencias .La Educación a través de la Tecnología educativa es un saber que
permite la solución de problemas y la satisfacción de necesidades a través del diseño y construcción de artefactos y
procesos. Además permite aprender los fundamentos científicos que subyacen en el funcionamiento de los objetos
que forman parte del entorno inmediato de los alumnos. La educación básica tiene el reto de asumir la
responsabilidad que le compete en este campo e incorporar en su currículo una nueva disciplina que se ocupe de
estos temas: la Educación en Tecnología.
Palabras claves: educación, tecnología, educación en tecnología
ABSTRACT
Up until today, technological knowledge has been diluted in the general knowledge that schools provide. Education
in Technology is a knowledge that allows solving problems and satisfying needs through designing and building
artifacts and processes. Besides, it allows learning scientific basis underlying the functioning of objects that are part
of the immediate environment of students. Primary education has the challenge to assume the responsibility it has in
99
this area and incorporating a new discipline in its curriculum that takes care of these topics: Education in
Technology.
Key words: education, technology, education in technology
100
Taller 6: Bioeducar
(Jueves 5 de Mayo, 2011)
Coordinador: Dr. Justo L. González Olmedo
Nuevos procesos de biorremediación bacteriana y su potencial para una agricultura sustentable.
Seeger, Michael, Morgante, Verónica, Hernández, Marcela, Rojas, Luis, Saavedra, Matías, Acevedo,
Francisca, Ponce, Bernardita, González, Myriam.
Laboratorio de Microbiología Molecular y Biotecnología Ambiental, Departamento de Química, Universidad Técnica Federico
Santa María, Valparaíso, Chile. [email protected]
RESUMEN
La agricultura tradicional utiliza variados pesticidas para el control de plagas y la protección de las plantas. La
presencia tanto de pesticidas y otros contaminantes orgánicos persistentes (COPs) como de metales pesados en
suelos agrícolas puede afectar la agricultura. La recuperación de suelos agrícolas contaminados es un desafío
relevante en América Latina y otras regiones. Los microorganismos cumplen una función central en los procesos
biogeoquímicos y en la remoción de COPs y metales pesados en el suelo. La biorremediación es una biotecnología
que utiliza microorganismos para la remoción de contaminantes desde el medio ambiente (1).Modernas técnicas
moleculares posibilitan caracterizar la genética y la fisiología de microorganismos y determinar la estructura y
función de las comunidades microbianas en el suelo. Desde suelos agrícolas de Chile Central hemos aislado bacterias
degradadoras de pesticidas (2). Por otro lado, se diseñaron y generaron mediante ingeniería metabólica bacterias
mejoradas para la biorremediación de metales pesados y PCBs(3,4).Estos nuevos biocatalizadores demostraron su
eficiencia en procesos de biorremediación de suelos y aguas contaminadas (2,3,4). Las comunidades microbianas del
suelo se caracterizaron por técnicas cultivo-dependiente clásicas y por técnicas moleculares cultivo-independiente
como biblioteca de genes y FISH. Mediante estas técnicas se observaron cambios en la estructura de las
comunidades microbianas en suelos agrícolas inducidos por la aplicación de pesticidas y el proceso de
biorremediación. La integración de técnicas de microbiología clásica, ingeniería metabólica y metodologías
moleculares cultivo-independiente y de metagenómica contribuyó a establecer y caracterizar nuevas estrategias de
biorremediación. Los procesos de biorremediación tienen un enorme potencial para la recuperación de suelos
agrícolas contaminados. El empleo a mayor escala de estas modernas biotecnologías permitirá avanzar hacia una
agricultura sustentable en América Latina.
Agradecimientos a la red RIABIN y Unidad Técnica del Programa Pablo Neruda (OEI), CIT NT&SB, proyectos
FONDECYT (1110992, 1070507, 7090079), USM (131109, 130948) y CONICYT-BMBF.
1. Navia R, Seeger M. 2006. Biorremediación de suelos contaminados con compuestos orgánicos persistentes
(COPs), Vol. 1, 225 pp., Ed. Universidad de La Frontera, Temuco.
2. Morgante V, López-López A, Flores C, González M, González B, Vásquez M, Rosselló-Mora R, Seeger, M. 2010.
FEMS Microbiol Ecol 71:114.
3. Rojas, LA, Yañez, C, González, M, Lobos, S, Smalla, K, Seeger, M. 2011. PLoS ONE 6: e17555.
4. Saavedra M, Acevedo F, González M, Seeger M. 2010. Appl Microbiol Biotech 87:1543.
101
Technical visions and emotional perceptions on Biotechnology
Lucia Martinelli
IASMA Research and Innovation Centre - Fondazione Edmund Mach
via E. Mach 1, 38010 San Michele all'Adige (TN) Italy
phone: --39.0461.615231 FAX: --39.0461.650872 [email protected]
SKYPE: lucia.martinelli.tn
ABSTRACT
Communication is one of the most relevant practices of scientific community during the duty of sharing –generally
with a pubic of specialists- the results of their own research. Science dissemination needs to be carefully targeted to
the different publics, in particular when science results have implication on society. Nowadays, in fact, society
demands to understand scientific concepts for actively taking part in the decision-making processes concerning
technology transfer from laboratories to every-day lives. The scientific community, and in particular students, should
be trained to understand the principles of an effective scientific communications which should be particularly based
on the capability to understand needs and demand coming from the publics. Gene transfer is an excellent case-study
for analyzing several aspects of communication, being this a topic where scientific evidence mixes together with
various emotional end ethical issues. Since the beginning of the „70s, gene transfer has been successfully obtained in
microorganisms, plants, animals and humans and today is one of the most powerful applications of recombinant
DNA technology. In the plants, after the accomplishments of genome projects, functional genomics is becoming an
important area of biological research, as gene transfer would enable to study in vivo the functions of specific genes
and their role in the biological processes, as well as the interactions with other genes. Besides, the applications of
genetic engineering are already part of our everyday life, mainly in the pharmaceutical and agro-food sectors.
However, despite the promising benefits, concern is manifest, in particular when genetic modifications regard agro-
food industry, as proven by various surveys carried out all over the world. In our study, we analyzed various forms of
risk representation which can be found in our society, in commercial or social and political campaigns supporting
GM-free products, as well as in transgenic art. We could identify the relevance of the concept of “natural” against
“modified” in the collective imagination, as well as the significance of trust, utility and ethics when new technology
are proposed to a society. With interviews and focus groups, we investigated the reasons of the perceived risk on
gene transfer technique in several stakeholders and actors, among them consumers, considering transgenic plants and
their products. Besides, we analyzed in the Scientific community involved in gene transfer, the level of awareness of
risk perception coming form the lay Citizens. This latter is one of the most innovative aspects of this research since
scientific community –despite is relevance as main actor- is usually less investigated. Finally, we also considered the
relevance of adopting a proper terminology in the view of linking a rigorous scientific approach with the
consideration of the meaning of certain expressions as interpreted by the general public. These study allowed us to
define some useful guide-lines for communicating our research involving GMOs.
Estrategia en la formación académica de posgrado en las Ciencias Biológicas. Universidad de La Habana,
Cuba
Isabel Fabiola Pazos Santos
Facultad de Biología, Universidad de La [email protected]
RESUMEN
La Facultad de Biología de la Universidad de La Habana centra la formación académica de postgrado en el área de
las Ciencias Biológicas. Para ello cuenta con un claustro de profesores altamente calificado donde un 50 % es Doctor
en Ciencias Biológicas. Dirige la impartición de 5 programas de Maestrías en Bioquímica, Zoología y Ecología,
Biología vegetal, Microbiología y Fisiología animal y 3 programas de Doctorado en Ciencias Biológicas en las
modalidades tutelar y curricular colaborativo. La formación académica en esta área del conocimiento tiene un
elevado componente investigativo para lo cual es necesario una infraestructura en correspondencia con el desarrollo
de las ciencias en este Siglo. Una estrategia desarrollada es la vinculación de los estudiantes de postgrado a proyectos
de investigación de diversa índole que permitan la ejecución de parte de su formación vinculada a Instituciones
102
científicas de prestigio, tanto nacionales como internacionales en la temática en cuestión. Esto ha conllevado a una
indisoluble e indispensable relación proyecto-investigación-formación postgraduada que ha dado frutos en ambas
direcciones. En este trabajo se muestra como las investigaciones financiadas por proyectos potencian el desarrollo de
los programas académicos de postgrado y como la formación de maestros en ciencias y doctores permite la búsqueda
de nuevos recursos para continuar el desarrollo en estas ciencias altamente costosas para los países en vías de
desarrollo.
Palabras claves: formación académica, postgrado, doctorado en ciencias biológicas.
Bioeducar: Una acción histórica y ahistórica
Yolanda Garza-García1 y Justo L. González-Olmedo
2
1Coordinadora Académica en la RIABIN por la Universidad Autónoma de Coahuila, México 2Coordinador Académico en la RIABIN por el Centro de Bioplantas de la Universidad Máximo Gómez de Ciego de Ávila, Cuba.
RESUMEN
En el marco del Programa Pablo Neruda, que promueve la integración de un espacio común iberoamericano del
conocimiento para favorecer la cooperación interinstitucional regional y contribuir al fortalecimiento de las
capacidades de formación en el nivel de postgrado, la Red Iberoamericana de Biotecnología Isla Negra, toma como
tarea específica lo concerniente a la actividad de bioeducar. Esta tarea constituye un verdadero reto en la actualidad,
en que la biotecnología es un mundo en constante evolución que cada dia genera nueva información, gracias a los
equipos diseñados que permiten un conocimiento cada vez más profundo de lo que ocurre en los sistemas biológicos
y en las reacciones que son llevadas a cabo con su participación. La acción de bioeducar en el nivel de posgrado
exige que, tanto la transmisión de conocimiento, como la generación del mismo a partir de las investigaciones
desarrolladas, se enfrente con argumentos de herramientas históricas contextuales, como trabajos previos; pero que
se promueva a la vez, el análisis ahistórico de los resultados obtenidos para tener principios generales
independientes, que permitan explicar no solo la biodiversidad y adaptabilidad característica en los países
iberoamericanos, sino también la generación de conocimiento nuevo. Es importante mencionar además, el
compromiso de los educadores en biotecnología, de incrementar su nivel de habilitación en las ciencias ¨ómicas¨,
como ciencias holísticas que consideran el mayor número de variables posibles para posteriormente extraer la
información verdaderamente útil de ellas y trabajar en su conjunto. Evidentemente que los biotecnólogos de
Iberoamérica podríamos meditar una vez más acerca de nuestro papel clave en aportar a nuestros alumnos la filosofía
de trabajo integral, de enfoque multidisciplinario y transdisciplinario propio de la biotecnología; asimismo, acerca de
la pertinencia de considerar las ideas originales, frescas, novedosas y prospectivas, que los alumnos pudiesen tener
para desarrollar sus investigaciones, que además de lograr con ellas la obtención del grado, pudiesen ubicarlos en la
posición de bioemprendedores.
Los reguladores del crecimiento en la aclimatización de plantas de piña propagadas in vitro. Experiencias de
programa de Maestría en Ciencias Agrícolas. Centro de Bioplantas, UNICA, Cuba
Andrew Mbogholi, Rene C. Rodríguez, Justo L. González Olmedo
Centro de Bioplantas, UNICA, Cuba.
RESUMEN [Ver trabajo completo]
Los reguladores del crecimiento constituyen una de las herramientas más aplicadas en la horticultura moderna. En el
caso de la propagación de plantas por cultivo in vitro estos productos garantizan el adecuado manejo de los procesos
que regulan. Durante la aclimatización, fase final de la micropropagación, se emplean para favorecer la
supervivencia, la rizogénesis, la emisión de órganos, el crecimiento en sentido general. En este trabajo con plantas de
piña (Ananas comosus L Merr) cultivar MD2 se usaron jasmonatos (Biojas), ácido giberélico y oligosacarinas
(Pectimorf), que lograron mejorar la calidad de las plantas con énfasis en superiores órganos aéreos y raíces
evaluados respectivamente por los efectos los dos últimos. Esta experiencia es poco común en el programa de
103
Maestría en Ciencias Agrícolas que generalmente no acepta tesis relacionadas con biotecnología vegetal, sin
embargo ésta provee técnicas para producir semillas de mayor calidad indispensable en los procesos productivos,
más cuando los estudiantes dominan los contenidos medulares a través de la asignatura Bioquímica y Fisiología
Vegetal entre otras.
Palabras claves: jasmonatos, giberelinas, oligosacarinas, semilla, micropropagación, maestría.
Análisis in silico de proteínas DELLA asociadas a la floración de plantas de café y piña. Formación doctoral
CAPES-MES. UNICA, Cuba y UFLA, Brasil
Ávila Espinosa, M1; Lima, A A
2; Ságio, A S
2; Coelho, C P
2; Isaac, E A
1; González-Olmedo, J L
1; Chalfun-
Junior, A2
1Centro de Bioplantas, UNICA, Cuba; 2Laboratorio de Fisiología Molecular de Plantas, UFLA, Brasil.
RESUMEN
Las Giberelinas (GAs) controlan diversos aspectos del crecimiento y desarrollo de las plantas, incluidas la
germinación de las semillas, la elongación de los tallos, la expansión de las hojas, el desarrollo de flores y semillas, y
además en algunas especies están involucradas en cambios de fase tales como la transición vegetativa a reproductiva.
Muchos de estos aspectos parecen estar regulados por las proteínas DELLA, que son reguladores negativos del
crecimiento inducido por GAs. El asincronismo en los procesos de floración de las plantas de cafetos y piña es
reconocida, y está directamente asociada con la baja calidad de las producciones de ambas especies, así estudios que
permitan la mejor comprensión de este proceso son de gran importancia. Para entender el papel jugado por las
proteínas DELLA en los procesos florales de café y piña, este artículo muestra una caracterización in silico de
putativas proteínas DELLA en cafetos en la base de datos del genoma CAFEST. La similitud estructural y el perfil
de expresión in silico exhibido por los putativos genes DELLA en cafetos corroboran la clasificación de sus
proteínas DELLA y sugieren la presencia de dos de ellas en esta especie. En el caso de la piña ninguna de las
proteínas del banco de esta especie mostró motivos DELLA en ninguno de los cuatro dominios con funciones
estructurales relacionadas con el control por GAs, de modo que la estrategia de estudio continúa vía etileno con
análisis moleculares con ACCSC2. Se reconoce el valor de la alianza MES-CAPES en la formación doctoral y el
soporte financiero de este estudio.
Palabras claves: floración, giberelinas, etileno, proteínas DELLA, piña, café.
Resultados preliminares de la variabilidad genética entre aislados de Papaya ring-spot virus de Cuba y
Brasil. Experiencias de formación doctoral becas CAPES. UFLA, Brasil y Centro de Bioplantas, UNICA,
Cuba.
Douglas Rodríguez1, Antonia dos Reis Figueira
1, Justo González Olmedo
2
1Departamento de Fitopatología, Universidad Federal de Lavras, Minas Gerais, Brasil. E-mail:
[email protected]. 2Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Ciego de Ávila, Cuba. E-mail:
RESUMEN
La mancha anular, causada por Papaya ringspot virus (PRSV) es considerada el factor más limitante de la
producción de papaya en el mundo. La transmisión natural de este virus por áfidos y la ausencia de plantas
resistentes, hacen que su control sea difícil y necesario en todas las regiones donde este cultivo se desarrolla.
Actualmente las estrategias de manejo están encaminadas a la búsqueda de plantas transgénicas resistentes y a la
protección cruzada con aislados débiles de PRSV. En ese contexto y debido a la importancia de este cultivo para
Brasil y Cuba, se hace necesario caracterizar y evaluar la variabilidad genética de los aislados presentes en ambos
países. De ahí que este trabajo se realiza bajo el financiamiento de un proyecto CAPES, que permite además del
desarrollo de la investigación, la formación de un estudiante de doctorado. Para el desarrollo del trabajo se
colectaron muestras de PRSV de diferentes regiones de Cuba y Brasil, que fueron inoculados y mantenidos en
aislador con maya antiáfidos para su posterior análisis. A partir de secciones de hojas con síntomas se procedió a la
104
extracción de RNA y posterior amplificación por RT-PCR con pares de cebadores diseñados para tres regiones
génicas. Los resultados preliminares de la RT-PCR han mostrado resultados diferenciales entre los aislados. En todos
los aislados procedentes de Brasil se logró la amplificación de la región correspondiente al extremo 5´-UTR-inicio de
P1 (956 pb), mientras que esta misma región solo fue amplificada para dos de los cuatro aislados cubanos analizados.
Con respecto al extremo restante de P1 y parte de HC-Pro (1112 pb), este fue amplificado en todos los aislados
cubanos y solo en dos de los cinco brasileños. La región correspondiente a la capa proteica (NIb-CP-UTR, 1238 pb)
fue amplificada en todos los aislados evaluados. Estos resultados evidencian la existencia de variabilidad genética
entre estos aislados, por lo que los amplicones obtenidos fueron purificados y enviados a secuenciar y
adicionalmente se trabaja en el diseño y síntesis de nuevos pares de cebadores que permitan la amplificación de estas
y otras regiones génicas de interés.
Palabras claves: papaya, mancha anular, manejo, cebadores, RT-PCR, amplicones, variabilidad.
Sitio Web de RIABIN: Contribución a la formación en Biotecnología.
Octavio Loyola-González1, Yolanda Garza García
2, Justo L. González-Olmedo
1
1Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Cuba. 2Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Autónoma de Coahuila , México.
[email protected], [email protected], [email protected]
RESUMEN
La Red Iberoamericana de Biotecnología Isla Negra es una de las redes temáticas que participan en el marco del
programa Pablo Neruda para la movilidad académica, de ámbito subregional y regional y de carácter multilateral.
El que fue aprobado como Iniciativa Iberoamericana por la XVII Cumbre Iberoamericana de Jefes de Estado y de
Gobierno en Chile en noviembre de 2007 y como Programa en la siguiente edición celebrada en San Salvador, El
Salvador, en el año 2008, se enmarca y es la primera acción concreta dentro del Espacio Iberoamericano del
Conocimiento (EIC). En enero del 2010, durante el curso de Genómica Funcional realizado en Valparaíso, Chile, y la
reunión de coordinadores académicos, se acordó realizar el sitio web de la RIABIN. El objetivo será contribuir a la
formación de jóvenes talentos en Biotecnología por su capacidad dinamizadora para socializar los programas de
doctorado de los países que la integran. Un sitio web es un gran espacio documental organizado y típicamente
dedicado a un tema en particular o un propósito específico. Cualquier sitio web puede contener información basada
en hipertexto o hipermedias enlazados y accesibles a través de una intranet o Internet, bajo esos conceptos se
organizó éste. El sitio web de la RIABIN contribuye a la formación del capital humano en Biotecnología en los
países de Iberoamérica porque facilita la socialización de las fortalezas de los programas de doctorado de las
universidades involucradas. Ha de convertirse en un elemento medular en la organización de las actividades del
Programa Pablo Neruda: movilidad de estudiantes y profesores (Acción A), seminarios internacionales (Acción B),
reuniones de preparación y seguimiento (Acción C) y asistencia técnica (Acción D) a otros programas e
instituciones.En general es un importante vehículo para aprovechar las potencialidades de la Red para la creación de
un espacio iberoamericano del conocimiento.
Introducción del maíz transgénico FR-Bt1 en la Estación Experimental ¨Dr. Juan Tomás Roig¨. Percepción
pública de la misma. Centro de Bioplantas, UNICA, y CIGB, Habana, Cuba.
Romelio Rodríguez1*, Justo L. González-Olmedo, Camilo Aima
2.
1Centro de Bioplantas. Universidad de Ciego de Ávila, CP.69450. Cuba. 2Centro de Ingeniería Genética y Biotecnología.
Email: [email protected]
RESUMEN [Ver trabajo completo]
La variedad transgénica de maíz FR-Bt1 es una modificación de la variedad cubana FR-28 del Instituto de
Investigaciones Hortícolas Liliana Dmitrova. FR-Bt1 es resistente a la palomilla del maíz (Spodoptera frugiperda) al
producir la toxina insecticida Cry1Fa de la bacteria Bacillus thuringiensis y tolerante a los herbicidas basados en el
glufosinato de amonio (ej., Finale®) al producir la enzima detoxificadora PAT de la bacteria Streptomyces
105
viridochromogenes. La nueva variedad se obtuvo en el CIGB (licencia CNSB: B/CH47-L(65)07) a partir del
cruzamiento entre el híbrido comercial Herculex®, el cual contiene el evento transgénico TC-1507, con la variedad
cubana FR-28, seguido de una serie de retrocruces con el parental FR-28 y finalizando con varios “rounds” de
polinización abierta para lograr homocigosis del casete Cry1Fa/PAT en la población. Los individuos que no portan el
casete se eliminan durante la aplicación del herbicida Finale®. La generación actual de FR-Bt1 tiene entre un 84-
86% de individuos que portan el casete transgénico. Producto de la segregación Mendeliana del casete, durante los
dos próximos “rounds” de polinización abierta se debe alcanzar una población con más de un 96% de los individuos
homocigóticos a Cry1Fa/PAT. El presente trabajo tiene como objetivo evaluar la percepción que se tiene sobre la
producción de este cultivar transformado genéticamente. Se impartieron cursos de capacitación para trabajadores de
la Estación Experimental vinculados al área de evaluación del material y a pobladores de la comunidad aledaña a la
misma. Finalmente la evaluación del entorno demostró que no existieron alteraciones para los seres vivos en su
habitat tradicional, además se incrementaron los rendimientos alcanzando valores de 5,5 t/ha y se precisó que la
percepción pública del experimento fue favorable, esto motivado en gran medida por el curso impartido y el
comportamiento evaluado durante el experimento por algunos de los encuestados.
Palabras claves: transgénicos, opinión popular, capacitación
Articulación de programas en la formación de posgrado en universidades de Cuba y Estados Unidos.
Honduras
Alejandra Lara Chávez1; Justo L. González Olmedo
2.
[email protected], Honduras [email protected], Centro de Bioplantas, UNICA, Cuba.
RESUMEN
La formación de posgrado es un proceso complejo que en ocasiones resulta imposible para determinadas temáticas
en determinados países por limitaciones en los recursos materiales y humanos de las instituciones académicas con
esa misión. En la actualidad es el caso de la Biotecnología, sobre todo para el nivel de doctorado en los países centro-
americanos. En la ponencia se debaten los principales componentes de programas de Maestría y Doctorado de
universidades de Cuba y de Estados Unidos respectivamente que articularon para garantizar la formación en la rama
de la biotecnología agrícola. La coherencia en temas de investigación que permiten la verdadera especialización del
profesional de nivel superior formado, con una dinámica en el tiempo que se relaciona con el uso racional de éste,
son elementos claves identificados con los contenidos de los programas que tributan eficazmente a ese acoplamiento.
Se discute sobre la aleatoriedad de este caso y la intención de la Red Iberoamericana de Biotecnología Isla Negra
(RIABIN), Programa Pablo Neruda, de la Organización de Estados Iberoamericanos (OEI) para regularizarlo.
Palabras claves: Maestría, Doctorado, Biotecnología Agrícola, enlace eficiente.
The interaction of scientific communication and public participation on the development of agriculture in
areas under experimental trials
José M. Machado-Rodríguez1, Daineris Pérez Duarte
2, Manuel Martínez Casanova
2
1Instituto de Biotecnología de las Plantas, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Carretera a Camajuaní
km 5.5, Santa Clara, Villa Clara, Cuba CP 54 830
e-mail: [email protected] 2 Facultad de Ciencias Sociales, Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas, Carretera a Camajuaní km 5.5,
Santa Clara, Villa Clara, Cuba CP 54 830
ABSTRACT
Developing countries have to deal with one of the most difficult problems regarding field food and feed production.
It is not only either economical or social obstacles, but also cultural ones. The challenge is at knowledge level of its
farmers, little landholders and those who are initiated in agricultural practices. Acceptance of new agricultural
technologies (transgenic crops) gives the chance to farmers to enhance their profits and to reduce the use of
106
toxicological products, namely pesticides, chemical fertilizers and fungicides. On the other hand there are
oppositions to this kind of practices, which sustain that they are unhealthy and dangerous to the environment. There
are different interests in play. A survey was applied in a school, agricultural research station, rural and urban areas, in
Villa Clara province, Cuba, where experiments on transgenic crops are going on. Results where analysed and
processed statistically. Most of the people surveyed do not know anything about this technology, but they have heard
about it, so they can not make a responsible choice by themselves. All the people wish to know more about this
technology. It was concluded the need of direct contact with scientists in order to have a more substantial knowledge
in the field of plant biotechnology and delivery of publications with suitable materials to achieve an easier
comprehension, including video shows.
Key words: biotechnology, public perception, transgenic plants
107
Taller 7: Biotecnología, Bioenergéticos y Biocombustibles
(Jueves 5 de Mayo, 2011)
Coordinadora: Dra. Maritza Escalona Morgado
Engineering pectin to improve biomass conversion
Felice Cervone
Department of Biology and Biotecnology "Charles Darwin", "Sapienza” Università di Roma, P.le A.Moro 5, 00185 Roma, Italy
ABSTRACT
The cell wall recalcitrance to enzymatic hydrolysis is the main bottleneck for the industrial scale-up of biomass
processing and bioconversion to fermentable sugars. Pectin stabilizes the cell wall by calcium-mediated cross-links
formed by stretches of acidic demethylated homogalacturonan (HGA). We have demonstrated that by reducing the
amount of acidic HGA in dicot and monocot plants through the expression of a fungal polygalacturonase or an
inhibitor of pectin methylesterase, the tissue digestibility is enhanced and the need of acid pre-treatment before
biomass processing is reduced. We show here that the enzymatic saccharification of the plant tissue is better in
Arabidopsis mutants with a lower content of de-methylated stretches of HGA. As an alternative to genetic
transformation, the natural variability can be exploited to isolate plants with low levels of unesterified HGA and
improved saccharification efficiency.
Plant architecture: A TALE of two families
M. Proveniersa*
, D. Baoa, B. Rutjens
b, E. van Eck-Stouten
a, and S. Smeekens
a
a Department of Biology, Utrecht University, Netherlands bThe John Innes Centre, UK
*Corresponding author, e-mail: [email protected]
ABSTRACT
A striking feature of plants is the huge variety of plant forms that can be found in nature. This enormous diversity is
due to variation in the shape, size, proportion and relative position of the different organs in the aerial part of the
plant. Evolutionary changes in the three-dimensional organization, or architecture, of plant shoots have played a
central role in the morphological diversification of plant species. Moreover, plant architecture is a determining factor
in the agronomic performance of crop plants. Plant members of the TALE (three-amino acid loop extension)-
superclass of homeodomain (HD) transcription factor (TF) proteins play essential roles in the regulation of various
aspects of plant architecture, including shoot apical meristem (SAM) maintenance, leaf size, leaf shape, leaf number,
phyllotaxy, floral transition, plant height, internode patterning, and floral specification. In plants, the TALE HD
protein class comprises two subfamilies: the BELL (BEL1-like) class and the Knotted1-like homeobox (KNOX)
class. BELL proteins associate with KNOX proteins to form heterodimers to compose functional complexes that
regulate plant development. A common feature of KNOX-BELL interactions is that the KNOX protein partner often
interacts with a subset of BELL proteins and vice versa. Different combinations have both unique and overlapping
targets. Our work focuses on unravelling BELL-KNOX regulatory networks (TF protein-protein interactions and
their respective downstream targets) involved in SAM initiation, maintenance and phase transition.
Functional analysis of the Arabidopsis family of BELL-class TALE homeobox genes, revealed that three of its
members, ATH1, PNY and PNF have both overlapping and antagonistic functions in these processes. All three
proteins interact with the KNOX TALE HD protein STM, known to control SAM initiation and maintenance. These
interactions are a prerequisite for proper cellular localization and, thus, functioning of the corresponding TALE HD
heterodimeric complexes. Meristem phase identity (bolting and floral transition) is also controlled by ATH1, PNY
108
and PNF. In this case through complex interactions with three additional KNOX proteins, KNAT1, KNAT2 and
KNAT6, both at the level of protein-protein interactions and at the level of gene expression. We are currently
investigating how these proteins affect this crucial developmental phase transition (targets) and at what level(s) they
interact with established floral pathways.
El impacto del uso de los residuos agrícolas de la cosecha cañera.
Antonio Valdés Delgado
RESUMEN
La energía eléctrica en Cuba se produce actualmente en una alta proporción en plantas térmicas que usan
combustible fósil. El precio de los combustibles fósiles así como la influencia negativa sobre el medio ambiente de
los Gases de Efecto Invernadero, ha indicado la necesidad de desarrollar otras fuentes de energía. En nuestro caso
la biomasa de la caña de azúcar ofrece amplias posibilidades para producir esta energía con resultados ambientales
positivos. Los Residuos de Cosecha de la Caña de Azúcar son fuente de combustible renovable no emisor de gases
de efecto invernadero. La caña de azúcar tiene -además del tallo - otros componentes: las hojas verdes y secas y el
cogollo - ellos representan alrededor de los 25% del peso de la caña entera. Su cosecha indica una separación del
50% de estos componentes, en Cuba otro 25% se separa en los centros de limpieza en seco y el resto va a la fábrica
de azúcar con la caña sido conocido en ese momento como las materias extrañas. Una fábrica de azúcar que procese
1000 toneladas de caña por día puede disponer de 76 toneladas de RAC como un combustible adicional, las otras 76
se quedan en el campo. Por cada millón de ton de azúcar producida se obtiene más de tres millones de ton de este
combustible estando alrededor de 750 000 ton disponibles directamente. Se exponen y discuten las alternativas para
su uso a granel así como la conformación de pacas y la molida integral de toda la biomasa cañera.
Estado actual y perspectivas de la Jatropha curcas no tóxica en el noroeste de México.
Juan Vegas
Laboratorio Biotecnología, Universidad de Tamaulipas, México.
RESUMEN
Jatropha curcas L. (Euphorbiaceae) es un arbusto de porte leñoso, resistente a la sequía, y considerado como un
potencial cultivo energético para la producción de biocombustible a partir del aceite extraído de sus semillas. Sin
embargo, la introducción a nivel mundial de esta especie, para estos y otros fines, ha tenido éxito limitado debido a
la poca fiabilidad de los rendimientos en semilla y aceite. Aunque se plantea que la producción de semilla alcanza las
5 t/ha y el contenido de aceite hasta un 37%, los rendimientos son variables (Achten et al., 2008). Estos aspectos aun
siguen indeterminados para el germoplasma disponible a nivel mundial, aunque se conoce que son fuertemente
influenciados por el ambiente (Heller, 1996). Jatropha ya ha sido domesticada y existe una necesidad inmediata de
mejoramiento para genotipos superiores. Con el redescubrimiento de las bondades de J. curcas, y los usos de esta
especie, se ha presentado una sobre demanda de material vegetativo. En este trabajo se incluyen los esfuerzos
realizados en la propagación in vitro, la industrialización del aceite y pasta, su mercado, así como, el estado actual de
plantaciones de J. curcas no-tóxica en el NE de México.
109
Producción de energía a partir de la biomasa en zonas rurales cubanas: La concepción de BIOMAS-CUBA y
sus resultados.
Giraldo Martín1, Jesús Suárez
1, Luis Cepero
1: José A. Sotolongo
2,Valia Savran
3, Angel Recio
4; Jorge L.
Rivero5, Emigdio del Río
6
1 Estación Experimental “Indio Hatuey” 2 CATEDES 3Planificación Física Sancti Spíritus 4CEEFE Universidad de Oriente 5EEPF Las Tunas 6 EEPF Sancti Spíritus
RESUMEN
El proyecto internacional BIOMAS-CUBA se ejecuta, desde finales de 2008, en 51 escenarios –fincas, granjas,
comunidades, estaciones experimentales- de las provincias de Guantánamo, Santiago de Cuba, Las Tunas, Sancti
Spíritus y Matanzas. Entre los principales resultados obtenidos, destacan: 22 biodigestores culminados, ocho plantas
para la producción de bioproductos a partir de lixiviados de biodigestores -se utilizan en la nutrición y sanidad
vegetal, el control de diarreas en animales y de malos olores en instalaciones pecuaria, y en la bioremediación de
cuerpos de aguas contaminados con residuos orgánicos-, producción de 85 000 posturas de Jatropha curcas, y
siembra de 68 Ha, donde se han producido 227 T de alimentos a partir de 19 cultivos intercalados, y se realizan
investigaciones. Asimismo, se instaló un gasificador de biomasa con su grupo electrógeno, que se alimenta con
ramas de leñosas invasivas, y se instala un segundo equipo; actualmente se culminan las instalaciones de las plantas
de beneficio y extracción de aceite de frutos de Jatropha, así como de producción de biodiesel, con una capacidad de
105 600 litros anuales. Referente a acciones transversales, para la capacitación de los actores se han organizado días
de campo, talleres, cursos de capacitación, charlas técnicas y entrenamientos. Se organizaron misiones de trabajo a
Brasil, Costa Rica, India, Colombia, España, Italia, Suiza y Francia; se han fortalecido los vínculos con otros
proyectos financiados por COSUDE –Hábitat y Bambú, PIAL y PADAM-, para establecer una plataforma de
concertación y cooperación de acciones conjuntas; y se diseñó la página Webdel proyecto www.biomascuba.cu
La finca agro -energética: un concepto novedoso en la agricultura para la producción sostenible de alimentos
y energía
Jesús Suárez 1
,Giraldo Martín1, Luis Cepero
1: Fernando Funes
1, José A. Sotolongo
2, Jorge L. Rivero
3,
Emigdio del Río4
1 Estación Experimental “Indio Hatuey” 2 CATEDES 3EEPF Las Tunas 4 EEPF Sancti Spíritus
RESUMEN
En el marco del proyecto Internacional BIOMAS-CUBA, se ha desarrollado e implementado en sus escenarios
productivos un nuevo concepto para fomentar la innovación agrícola local, que se denomina la Finca Agroenergética,
en la cual se produce, de forma integrada y con bases agroecológicas, alimentos y energía a partir de la biomasa, con
tecnologías sociales a escala local, y la energía generada se destina a producir mayor cantidad de alimentos, siendo
este uno de sus principios clave. Otros principios que promueve y fomenta son el desarrollo y evaluación
participativa de tecnologías e innovaciones entre los productores e investigadores –por ejemplo, evaluación de
cultivos alimenticios asociados a la Jatropha curcas (arbórea destinada a la producción de biodiesel), producción y
aplicación de biofertilizantes, nuevos diseños de biodigestores, desarrollo de bioproductos-, la mejora de la calidad
110
de vida en el campo y la protección y mejora ambiental. Este concepto se ha desarrollado y aplicado en busca de un
modelo para la producción integrada de alimentos y energía, a escala local.
Avances en la utilización de la oleaginosa arbustiva Jatropha Curcas en el contexto de modelos agroenergético
en el Proyecto BIOMAS- Cuba.
José Angel Sotolongo Perez1, Giraldo Martin Martin
2., Jesús Suarez Hernandez
2, Maria del Carmen Vigil
Perez1, Yadiris del Valle Atala
1, Giorvys Guerra Maldonado
1, Wuilmer Garcia Lamoth
1, Karina Parra
Bonome1, Marlenis Cala Cala
3.
1Centro de Aplicaciones Tecnologías para el Desarrollo Sostenible 2Estacion Experimental de Pastos y Forrajes Indio Hatuey 3Delegación Territorial CITMA Guantánamo.
RESUMEN.
Los modelos de fincas agro energéticas en el contexto del Proyecto Biomas Cuba constituye un alternativa para
resolver las discrepancias éticas entre producción de alimentos y energía derivadas de la producción de
biocombustibles; permitiendo el desarrollo del cultivo de la oleaginosa arbustiva Jatropha Curcas asociadas a otros
cultivos de ciclo cortos en condiciones edafoclimaticas de suelos semiáridos y salinos en la costa sur Oriental de
Cuba. Este esquema agroforestal contribuye a la sostenibilidad económica y ambiental del desarrollo de nuevas
fuentes de energía renovables (biodiesel de oleaginosas no comestibles) mitigando la dependencia de la producción
de alimentos del petróleo y sus derivados; así como incrementa la producción de alimentos para la población y los
animales. Entre los objetivos del Proyecto Biomas Cuba están la creación de un banco de germoplasma con mas de
25 procedencia de la especie botánica Jatropha Curcas y otras oleaginosas no comestibles, la siembra de 130 ha de
Jatropha Curcas asociadas a la producción de alimentos (frijoles, soja, girasol, maní, ajonjolí, sorgo, maíz y otros
vegetales) y la agro industrialización de esta especie botánica para el aprovechamiento económico; contribuyendo al
desarrollo sostenible de zonas rurales con incidencia en la matriz energética. El empleo integral de los coproductos
en la producción de biodiesel, etanol linocelulósico, lubricantes, jabón, aditivos para pienso animal, etc.,
constituyendo nuevas alternativas para enfrentar la crisis económica y medioambiental global.
Tolerance of Jatropha curcas seedlings to NaCl: an ecophysiological analysis
L. Díaz1, V. Lidon
3, V. Gimeno
2, V. Martínez
2, F. García-Sánchez
2
1Centro de Bioplantas, Universidad de Ciego de Ávila, Ctra a Morón, Km 9 ½, Ciego De Ávila, Cuba 2Centro de Edafología y Biología Aplicada del Segura, CSIC, Campus Universitario de Espinardo, Espinardo, 30100, Murcia,
España 3EPSO (Univ. Miguel Hernández), Ctra. Beniel km 3,2 03312 Orihuela (Alicante), España
ABSTRACT
Jatropha curcas L. has recently drawn the attention of the international research community due to its potential as a
biodiesel crop. In addition, it is known that this plant species is drought-stress resistant. Four weeks-old J. curcas
were grown in fertilized substrate to evaluate the effects of NaCl salinity stress on growth, leaf water relation, leaf
and root mineral concentration, chlorophyll fluorescence parameters, leaf carbohydrate concentration, leaf gas
exchange and organic solutes. The experiment consisted of six treatments using different NaCl concentrations (mM)
in the irrigation water: 0 (control), 30, 60, 90, 120 and 150. Total biomass decreased above 60 mM NaCl treatment
but the calculated allocation parameter leaf weight ratio (LWR), shoot weight ratio (SWR), relative root weight
(RWR) and root to shoot (R/S) ratio did not change by salt treatments. All salt treatments increased Na+ and Cl
-
concentration but the Cl- concentration was higher in all plant tissues than the Na
+ concentration, reaching the
maximum values for 60 and 90 mM NaCl, respectively. Leaf water potential and leaf relative water content were not
affected by any salt treatments. However, leaf K+ concentration was decreased and leaf P, S, Fe, Zn, Mn, Cu was
significantly increased by the salt treatments. Net assimilation CO2 was also decreased by salt treatment due in part
111
to non-stomatal limitation as supported by Ca/Ci was increased and maximum quantum efficiency (Fv/Fm) of
photosystem II and SPAD units were decreased. These results suggest that J. curcas seedlings are moderately salt
tolerance as were able to tolerate up to 4 dS m-1
(EC water irrigation; 30 mM NaCl). Negative effect of the salinity
are due to Na+ and Cl
- toxicity and nutritional imbalances caused by an increase in the Na
+/K
+ ratio. Osmotic effect
of the salinity on this specie is negligible perhaps due to a strong control of the leaf transpiration avoiding water loss.
Keywords: Salinity stress, Mineral nutrition, Leaf gas exchange, Growth, Stomatal conductance.
Manejo Agroecológico de la Jatropha curcas L. con cultivos asociados.
Marlenis Cala Cala1, José Ángel Sotolongo Pérez
2.
1Delegación Territorial CITMA Guantánamo. 2Centro de Aplicaciones Tecnologías para el Desarrollo Sostenible
RESUMEN
La producción de biocombustibles es hoy un tema controvertido, que exige una profunda reflexión desde el punto de
vista ético, ya que se trata del desarrollo del monocultivo en áreas propicias para la producción de alimentos. El uso
de especies vegetales no comestibles como la planta Jatropha curcas Lim, es una vía, que puede contribuir en la
disponibilidad de energías renovables en los países de Latinoamérica, sin embargo, el cultivo asociado, con el
propósito de producir alimentos contribuye a la sostenibilidad socioeconómica y ambiental. La dimensión
fitosanitaria cobra una gran importancia por las incidencias y problemas que acarrea la presencia de plagas y
enfermedades en condiciones extensivas de monocultivo. El objetivo del trabajo fue elaborar una propuesta para
manejar integralmente el cultivo de la Jatropha y los cultivos asociados para reducir el riesgo a plagas y
enfermedades por medio preventivo y el uso de métodos mecánicos y biológicos para una mayor eficiencia en el
modelo agro productivo propuesto en el proyecto Biomas Cuba. Para la elaboración de la propuesta se tuvieron en
cuenta los resultados de los estudios agro productivos (contenido de mo y principales sales, pH, CE) a las áreas del
proyecto, las principales medidas y métodos generales en la lucha contra plagas y enfermedades: manejo del suelo,
lucha biológica y bioquímica, plaguicidas minerales, control físico, etc.; así como los problemas fitosanitarios:
nemátodos fitosanitarios, patógenos del suelo, pulgones, roedores, thrips, moscas blancas, entre otros. En el presente
trabajo se discuten las principales plagas y enfermedades potenciales de esta planta con cultivos asociados.
Establecimiento in vitro de la Jatropha curcas L.
Loexis Rodríguez Montoya, Marlenis Cala Cala, Roberto González Valladares, Norbelis Abreu González.
RESUMEN
Bajo las actuales condiciones internacionales en las cuales la escasez de alimentos y los conflictos alrededor del
petróleo, el cultivo de la Jatropha curcas, cobra cada vez mayor importancia al mostrarse como una posible
alternativa, entre ambas disyuntivas. La investigación se realizó en el Laboratorio de Biotecnología Vegetal del
Centro de Desarrollo de la Montaña, con el objetivo de establecer in vitro la especie. Para cumplir con el objetivo
propuesto se estableció un banco de germoplasma a partir de semillas de dos procedencias, una cubana y otra
africana, bajo condiciones de casa de cultivo. Como explante para evaluar la desinfección y el establecimiento in
vitro se utilizaron yemas apicales, y segmentos de hojas jóvenes para inducir la formación de callos. Como medio de
cultivo se utilizaron las sales de MS (1962) suplementado con diferentes combinaciones de reguladores de
crecimiento vegetal. Los resultados alcanzados mostraron que en los tratamientos en los cuales se emplearon
explantes de plantas con procedencia cubana existió una mayor variabilidad de respuesta influenciada por los
reguladores de crecimiento, entre los que se destacan: mayor eficiencia en la desinfección de los explantes,
formación de callos y proliferación de brotes. Al lograr el estableciendo in vitro de la Jatropha se establecen las bases
para el estudio de un procedimiento metodológico que permita la micropropagación de la especie.