Regeneración de plantas a través de organogénesis en alcachofas de Jerusalén y análisis comparativo de hormonas endógenas y enzimas antioxidantes en brotes típicos y atípicos
Autores: Zhang, Yiming; Zhang, Jiahui; Yin, Junliang; Liu, Yiqing; Cai, Xiaodong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Regeneración de plantas a través de organogénesis en alcachofas de Jerusalén y análisis comparativo de hormonas endógenas y enzimas antioxidantes en brotes típicos y atípicos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Alcachofa de Jerusalén
Propagación clonal in vitro
Inducción de brotes
6-benzilaminopurina
Inducción de raíces
Estabilidad genética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
El alcachofa de Jerusalén es una planta tuberosa con compuestos nutritivos y bioactivos considerables. La optimización del protocolo de propagación clonal in vitro es crítica para la reproducción a gran escala y las aplicaciones biotecnológicas de la producción de alcachofa de Jerusalén. En este trabajo, se presenta la regeneración de plantas in vitro a partir de los nudos del tallo de la alcachofa de Jerusalén a través de la organogénesis directa. En la etapa de inducción de brotes, los segmentos de tallo produjeron más brotes con un crecimiento vigoroso en medio MS que contenía 0.5 mg/L de 6-benzilaminopurina (6-BA). Las concentraciones de 6-BA y ácido giberélico (GA) se optimizaron a 0.5 mg/L para la multiplicación de brotes, y la combinación de 0.05 mg/L de ácido indol-3-butírico (IBA) y 0.05 mg/L de ácido naftilacético (NAA) fue la más receptiva para la inducción de raíces, produciendo el mayor número de raíces. Las plántulas regeneradas se endurecieron con éxito con una tasa de supervivencia del 96% y crecieron vigorosamente en el campo. La estabilidad genética de las plantas regeneradas se confirmó mediante citometría de flujo y análisis de repeticiones de secuencia simple (SSR). Sin embargo, el 17.3% de los brotes en el medio óptimo de inducción de brotes presentaron hojas marchitas y callo excesivo (brotes atípicos), lo que redujo considerablemente la eficiencia de inducción. Se comparó la actividad enzimática en los brotes típicos y atípicos. Los brotes atípicos tenían niveles significativamente más altos de ácido indol-3-acético (IAA) y ácido abscísico (ABA), así como una mayor actividad de catalasa (CAT), peroxidasa (POD) y superóxido dismutasa (SOD), mientras que el contenido de 6-BA, zeatina (ZT) y GA se redujo significativamente. La actividad de las tres enzimas se correlacionó positivamente con el contenido de IAA y ABA, mientras que se correlacionó negativamente con el de 6-BA, ZT y GA. Los resultados sugieren que el pobre crecimiento de los brotes atípicos podría estar estrechamente relacionado con la acumulación significativa de IAA y ABA endógenos, aumentando así significativamente la actividad de las enzimas antioxidantes.
Descripción
El alcachofa de Jerusalén es una planta tuberosa con compuestos nutritivos y bioactivos considerables. La optimización del protocolo de propagación clonal in vitro es crítica para la reproducción a gran escala y las aplicaciones biotecnológicas de la producción de alcachofa de Jerusalén. En este trabajo, se presenta la regeneración de plantas in vitro a partir de los nudos del tallo de la alcachofa de Jerusalén a través de la organogénesis directa. En la etapa de inducción de brotes, los segmentos de tallo produjeron más brotes con un crecimiento vigoroso en medio MS que contenía 0.5 mg/L de 6-benzilaminopurina (6-BA). Las concentraciones de 6-BA y ácido giberélico (GA) se optimizaron a 0.5 mg/L para la multiplicación de brotes, y la combinación de 0.05 mg/L de ácido indol-3-butírico (IBA) y 0.05 mg/L de ácido naftilacético (NAA) fue la más receptiva para la inducción de raíces, produciendo el mayor número de raíces. Las plántulas regeneradas se endurecieron con éxito con una tasa de supervivencia del 96% y crecieron vigorosamente en el campo. La estabilidad genética de las plantas regeneradas se confirmó mediante citometría de flujo y análisis de repeticiones de secuencia simple (SSR). Sin embargo, el 17.3% de los brotes en el medio óptimo de inducción de brotes presentaron hojas marchitas y callo excesivo (brotes atípicos), lo que redujo considerablemente la eficiencia de inducción. Se comparó la actividad enzimática en los brotes típicos y atípicos. Los brotes atípicos tenían niveles significativamente más altos de ácido indol-3-acético (IAA) y ácido abscísico (ABA), así como una mayor actividad de catalasa (CAT), peroxidasa (POD) y superóxido dismutasa (SOD), mientras que el contenido de 6-BA, zeatina (ZT) y GA se redujo significativamente. La actividad de las tres enzimas se correlacionó positivamente con el contenido de IAA y ABA, mientras que se correlacionó negativamente con el de 6-BA, ZT y GA. Los resultados sugieren que el pobre crecimiento de los brotes atípicos podría estar estrechamente relacionado con la acumulación significativa de IAA y ABA endógenos, aumentando así significativamente la actividad de las enzimas antioxidantes.